Смекни!
smekni.com

Методика розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері (стр. 5 из 6)

Ступінь очищення в групових циклонах прийнято рахувати рівному ступеню очищення в одиночному циклоні, що входить до цієї групи. На практиці в групових циклонах ступінь очищення нижче. Це пов'язано з тим, що в одиночному циклоні вихровий потік, рухаючись по спіралі зверху вниз, упирається в дно пилозбірного бункера, після чого, зберігаючи обертальний рух, круто змінює напрям, рухаючись до центральної труби. У групових циклонах із загальним бункером герметичність окремого циклону порушується, унаслідок чого міняється гідродинаміка потоку і ступінь очищення знижується.


Рисунок 2.4 — Прямокутна компоновка циклонів у группу

Рисунок 2.5 - Кругова компоновка циклонів у групу

2.2 Розрахунок та вибір циклона

Вибір типу й розміру циклона провадиться на підставі заданої витрати газів, фізико-механічних властивостей пилу, необхідної ефективності очистки, габаритів установки, експлуатаційній надійності та вартості очистки.

Для розрахунків конструкції циклонів необхідні наступні вихідні дані:

• кількість газу, що очищається, Q , м3/с;

• густина газу при робочих умовах ρ , кг/м3;

• в'язкість газу при робочій температурі µ, Па-с;

• дисперсний состав пилу, що задається двома параметрами:

dт - медіанний діаметр, при якому маса всіх часток пилу менше або крупніше dт становить 50%; lgσч - стандартне відхилення величини lgd;

• вхідна концентрація пилу Свх , г/м3;

• щільність часток пилу ρч , кг/м3;

• необхідна ефективність очищення газу η, %.

Конструкцію циклона розраховують методом послідовних наближень у наступному порядку. 1. Вибравши тип циклона, по табл. 2.3 визначають оптимальну швидкість газу в апараті.

Таблиця 2.3 - Параметри, що визначають ефективність циклонів

Параметр Тип циклона
ЦН-24 ЦН-15У ЦН-15 ЦН-11 СДК-ЦН-33 СК-ЦН-34 СК-ЦН-34М
d
, мкм
8,50 6,00 4,50 3,65 2,31 1,95 1,13
lgση 0,308 0,283 0,352 0,352 0,364 0,308 0,340
ωопт,м/с 4,5 3,5 3,5 3,5 2,0 1,7 2,0

2. Визначаємо діаметр циклона, м:

Отримане значення Dокругляємо до найближчого типового значення внутрішнього діаметра циклона. Для циклонів прийнятий наступний ряд внутрішніх діаметрів, мм: 200, 300, 400, 500. 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 2800, 2000, 2400 й 3000.

Якщо розрахунковий діаметр циклона перевищує його максимальне припустиме значення, то необхідно застосовувати два або більш паралельно встановлені циклони.


де n - кількість циклонів.

3. По обраному діаметру циклона знаходять дійсну швидкість газу в циклоні, м/с, по формулі:

Швидкість газу в циклоні не повинна відхилятися більш ніж на 15% від оптимальної швидкості.

4. Визначають коефіцієнт гідравлічного опору циклона або групи циклонів по формулі:

де К1 - поправочний коефіцієнт, що залежить від діаметра циклона (табл. 2.4)

К2 - поправочний коефіцієнт, що враховує запиленість газу (табл. 2.5)

ξ500 - коефіцієнт гідравлічного опору одиночного циклона діаметром 500 мм, що обирається по табл.2.6;

К3 - коефіцієнт, що враховує додаткові втрати тиску, пов'язані з компонуванням циклонів у групу (табл. 2.7), для одиночних циклонів К3 = 0.


Таблиця 2.4 - Поправочний коефіцієнт К{ залежний від діаметра циклона

D, мм Тип циклона
ЦН-11 ЦН-15; ЦН-24; ЦН-15У СКД-ЦН-33; СК-ЦН-34; СК-ЦН-34М
150 0,94 0,85 1,0
200 0,95 0,90 1,0
300 0,96 0,93 1,0
450 0,99 1,0 1,0
500 1,00 1,0 1,0

Таблиця 2.5 - Поправочний коефіцієнт К2 , що враховує запиленість газу (D=500 мм)

Тип циклона Запиленість, Свх , г/м '
0 10 20 40 80 120 150
ЦН-11 1 0,96 0,94 0,92 0,90 0,87 0,5
ЦН-15 1 0,93 0,92 0,91 0,90 0,87 0,86
ЦН-15У 1 0,93 0,92 0,91 0,89 0,88 0,87
ЦН-24 1 0,95 0,93 0,92 0,90 0,87 0,86
СКД-ЦН-33 1 0,81 0,785 0,78 0,77 0,76 0,745
СК-ЦН-34 1 0,98 0,947 0,93 0,915 0,91 0,90
СК-ЦН-34М 1 0,99 0,97 0,95 - - -

Таблиця 2.7 - Поправочний коефіцієнт К3,, що враховує компоновку циклонів у групі

Характер компоновки К3
Кругове компонування, нижнє організоване підведення газу 60
Прямокутна компоновка, організоване підведення газу, елементи циклона розташовані в одній площині 35
Відвід із загальної камери чистого газу. Те ж, але відвід газу із циклонних елементів завиткою 28
Прямокутне компонування, вільне підведення потоку газу в загальну камеру 60

5. Визначають гідравлічний опір циклона, Па:


6. Визначають діаметр часток, що вловлюються на 50%, мкм:

де -

діаметр часток, що уловлюються на 50% в стандартних умовах (табл. 2.3). Значення
відповідає наступним умовам роботи циклона:

діаметр циклона

= 0,6 м;

середня швидкість газу в циклоні ωТ =3,5 м/с;

щільність часток

= 1930 кг/м3:

динамічна в'язкість

= 22,2 • 10-6 Па·с.

7. Розраховують параметр х по формулі:

де lg

— стандартне відхилення величини lgd обирається по табл. 2.3. Визначають функцію розподілу Ф(x) по таблиці 2.8.

Таблиця 2.8 - Значення нормальної функції розподілу Ф (x)

x Ф(х) x Ф(х) x Ф(х)
-2,70 0,0035 -0,90 0,1841 0,90 0,8159
-2,60 0,0047 -0,80 0,2119 1,00 0,8413
-2,50 0,0062 -0,70 0,2420 1,10 0,8643
-2,40 0,0082 -0,60 0.2743 1,20 0,8849
-2,30 0,0107 -0,50 0,3085 1,30 0,9032
-2,20 0,0139 -0,40 0,3446 1,40 0,9192
-2,10 0,0179 -0,30 0,3821 1,50 0,9332
-2,00 0,0228 -0,20 0,4207 1,60 0,9452
-1,90 0,0288 -0,10 0,4602 1,70 0,9554
-1,80 0,0359 0,00 0,5000 1,80 0,9641
-1,70 0,0446 0,10 0,5398 1,90 0,9713
-1,60 0,0548 0,20 0,5793 2,00 0,9772
-1,50 0,0668 0,30 0,6179 2,10 0,9821
-1.40 0,0808 0,40 0,6554 2,20 0,9861
-1,30 0,0968 0,50 0,6915 2,30 0,9893
-1,20 0,1151 0,60 0,7257 2,40 0,9918
-1,10 0,1357 0,70 0,7580 2,50 0,9938
-1,00 0,1587 0,80 0,7881 2,60 0,9953

8. Визначають ефективність очистки газу в циклоні, %:

=50[1 + Ф(x)].

Якщо ефективність очистки виявилася недостатньою, потрібно вибрати інший тип циклона з більше високим гідравлічним опором, якій треба розрахувати заново. Орієнтовно необхідний опір можна знайти зі співвідношення:

де індекс 1 відноситься до розрахункових, а індекс 2 - до необхідних значень параметрів циклона.

2.3 Приклад розрахунку циклона

Завдання. Підібрати циклон, що забезпечує ступінь ефективності очистки газу відпилу η= 89%. Вихідні дані наведені в таблиці 2.9. Прийнявши, що густина газу при робочих умовах ρ= 0,89 кг/м3; в'язкість газу при робочій температурі µ = 22,2·10- 6 Па·с.


Таблиця 2.9 – Вихідні данні для розрахунку

Кількість газу, що очищається, м3/с Щільність часток пилу рч , кг/м3 Медіанний діаметр, dm, мкм

Стандартне відхилення величини

lgd

Вхідна концентрація пилу, г/м3
1,8 1870 15 0,5 40

Рішення