Визначення параметрів пристроїв для очищення газу від пилу

Розрахункова робота №5

Тема роботи: Визначення параметрів пристроїв для очищення газу від пилу

Задача 5.1. Розрахунок циклона з дотичним підводом газу

У розрахунках визначаються основні розміри окремих елементів циклона при заданих величинах витрат Q (м³/год) потоку газу, характеристиках вловленого пилу (питома вага пилу γ_П, фракційний склад), швидкості вхідного υ_вх і вихідного υ_вих потоків газу, а також питому вагу газу γ_Г і ступінь очищення η газу0

Рис.5.1 Схема циклона

Вихідні дані:

Q=17000 м³/год

υ_вх=21,0 м/с

β=7 γ_П=1400 кг/м³

γ_Г=1,20 кг/м³

υ_вих=7

α=20

Розв’язок

1. Спочатку визначають діаметр вихлопної труби Д₁ із наступного співвідношення:

Q_год=

, м³/год

Д₁=

, м Д₁=

2. Діаметр патрубка Д₂ по якому підводиться газ визначається за виразом: .

Д₂=

, м Д₂=

При вході коловий поперечний переріз труби переходить в прямокутний, співвідношення h/вприймається рівним 1,5.

В цьому разі:

V_год=3600h·в·υ_вх=3600·1,5·в²·υ_вх

Звідки

в=

в=

3. Радіус циклона r₃ дорівнює (див. рис.5.1)

r₃=r₁+в r₃=0,46+0,39=0,85

деr₁ – радіус вхідного патрубка, м.

Діаметр циклона Д₃, становить:

Д₃=2·r₃ Д₃=2·0,85=1,7

Середній радіус циклона визначається з виразу:

r_ср=(r₁₊r₂)/2 , м

r_ср=

4. Середня колова швидкість газу υ_ср в циклоні становить:

υ_ср=0,6 υ_вх,м/с υ_ср=0,6 7=4,2 (м/с)

5. Кутова швидкість обертання ω_е дорівнює:

ω_е=

, с^-1 ω_е= с^-1

6. Час руху t частки пилу в циклоні визначається за формулою:

(с)

деν— кінематична в'язкість повітря, яку бажано прийняти рівною14,4-10⁶ ,м ²/с ;

d_ч — мінімальний діаметр частки пилу, що вловлюється циклоном, при η= 90% циклона та діаметром частки пилу 10мк.

7. Шлях руху частки пилу визначається за виразом:

S=υ_cp·t, м S=4,2·7,8(м)

8. Шлях частки за одне обертання пилу дорівнює:

S₁=

S₁=

де β — кут нахилу спіралі руху частки до горизонтальної площини.

h=S₁·sinβh=4,14·0,12=0,50

Кількість обертів частки п в корпусі циклона буде дорівнювати:

п =

п =

9. Висота циліндричної частини циклона визначається за виразом:

H_Ч=0,05·h·nH_Ч=0,05·0,50·7,91=0,20

Кут нахилу конічної частини циклона та висота Н_к визначають за формулою:

Н_к=

Н_к= ·ctg20=0,68·2,75=1,87

В даному завданні Д₄ слід прийняти рівним (0,1...0,2) Д₃.

Загальна висота циклона буде дорівнювати:

H_заг=H_к+H_Ч

H_заг=0,20+1,87=2,07

Задача 5.2. Розрахунок пилоосаджувальної камери

Для проведення розрахунку камери необхідно мати відомості про об’єми забрудненого газу Q м³/год, характеристики пилу (у вигляді кінетичної в’язкості ν м²/с), швидкість руху газу у корпусі камери υ м/с.

Вихідні дані

υ_Г=0,5 м/с

В=2 м

υ_в=0,6 м/с

Q=7000 м³/год

ν=7·10³ м²/с

Рис.5.2. Схема пилоосаджувальної камери

Розв’язок

Витрати газу Q в поперечному перерізі камери визначаються за формулою:

Q=В·L·υ_в , м³/с

У вихідній частині камери на довжині L_поч здійснюється перехід від турбулентного до ламінарного режиму. Величина L_поч знаходиться за формулою:

L_поч=

, м

де υ_Г – горизонтальна складова руху частки пилу, м/с

Виходячи з попередньої формули розрахункова довжина камери буде дорівнювати:

L=

а загальна довжина камери буде дорівнювати:

L_заг=L_поч+0,5L

Тобто

L_заг=0,115

+0,5

L_заг=0,115

+0,5 =31,94+0,81=32,75