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