РАСЧЕТ ЦИКЛОНА

3. РАСЧЕТ ЦИКЛОНА

Для расчета циклона необходимы следующие исходные данные: количество очищаемого газа Q_v = 9000 м /ч,

-     плотность газа при рабочих условиях p _г= 1,293 кг/м³ ,

-     вязкость газа при рабочих условиях µ=17,3x10 Па с;

-     входная концентрация С вх= 0,9,г/м³

- плотность частиц зерновой пыли -р_ч =2,3 х 10^-3 , кг/м³ ;

- дисперсный состав пыли d_m=4,5 мкм , lgσ= 0, 352.

1. Выбираем тип циклона УЦ-600 , определяем оптимальную скорость W опт в сечении циклона диаметром D по данным приведенным в таблице 1

таблица !

Тип циклона	УЦ-600	ЦН-24	ВЦНИИОТ	ЦН-15
Оптимальная	10	4,5	4,0	3,5
скорость ωопт , м/с
d50T ,мкм	4,5	8,5	8,6	4,5
lg σTή	0,352	0,308	0,320	0,352

Для циклонного аппарата УЦ-600 оптимальная скорость ω_опт= 10 м/с

2. определяем необходимую площадь сечения циклона

F= Q_r / ω_опт = 9000/ 10= 900 м2

3. Вычисляем диаметр циклона

 , D=

Полученное значение D округляем до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона -600мм.

4. По выбранному диаметру циклона находим действительную скорость движения газа в циклоне, м/с.

  м/с,

действительная скорость движения газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной скорости более чем на 15%

10-8.84/10=0.116*100=11.6% , что отвечает требованию 11,6% < 15%

5. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона

 

где k1- поправочный коэффициент на диаметр циклона k1=k

k2- поправочный коэффициент на запыленность газа, k2=0.86

Для циклона УЦ600 справедлива формула для определения коэффициента гидравлического сопротивления :

 ;  

6. Гидравлическое сопротивление циклона определяем по формуле

 ; ∆P=11.78*1.293*8.84/2=761.5 Па

7. Эффективность очистки газа в циклоне определяем по формуле

где Ф(Х) – табличная функция параметра Х равного

Для учета влиянтя отклонения условий труда от типовых используют соотношение

 ;

Определяем параметр Х

Определяем значение Ф(Х)по таблице нормального распределения, представляющее собой полный коэффициент очистки газа , выражен­ный в долях , Ф(Х)=0.9035 .

В этом случае эффективность очистки газа ή=0.9035 или в процентах 95 %.

3.1 ДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ, ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА

В технике пылеулавливания принято различать первичные размеры частиц, свойственные им в момент их образования; размеры агрегатированных частиц, возникающих в процессе коагуляции частиц в пылевых трактах; размеры частиц в виде хлопьев и комочков после выделения их из газовой фазы.

В первых двух случаях используется понятие так называемых стоксовских размеров частиц. Под стоксовским размером любой, в том числе агрегатированной, частицы неправильной формы понимается размер сферической частицы, имеющей такую же скорость седиментации, как и данная несферическая частица или агрегат. Из-за трудности определения действительной кажущейся плотности эта величина при определении стоксовского размера частиц обычно принимается равной 1000кг/м³(1г/м³). Одни методы и приборы для экспериментального определения дисперсности частиц позволяют находить их фактические размеры, другие - стоксовские диаметры. Кроме того, в одних случаях может быть найдено распределение частиц по первичным размерам, в других - с учетом степени их агрегации в газовых потоках.

При решении большинства вопросов связанных с очисткой газов, основной интерес представляют распределения по стоксовским размерам, приобретаемым частицами в Пыле- и золоулавливающих аппаратах.

Дисперсный состав пыли характеризует пыль с разных сторон. Кроме физических и химических свойств дисперсный состав определяет в значительной степени характер и условия распространения пыли в воздушной среде. Мелкодисперсная пыль осаждается значительно медленнее, а особо мелкодисперсная пыль практически вовсе не осаждается. Таким образом, рассеивание пылевых частиц в воздухе в значительной степени определяется дисперсным составом пыли. Важнейший вопрос пылеулавливания - выбор пылеулавливающего оборудования - решается главным образом на основании дисперсного состава пыли. Точный размер частицы пыли может быть определен диаметром шарообразной формы.

Поэтому для определения размера частицы пользуются понятием эквивалентный, седиментационный диаметры.

Эквивалентный диаметр частиц неправильной формы - диаметр шара, площадь которого одинакова с площадью проекции частицы.

Седиментационный диаметр частиц - диаметр шара, Скорость оседания и плотность которого равны скорости оседания и плотности частицы неправильной формы.

Весь диапазон размеров, частиц разбивают на фракции. Фракции объединяют пылевые частицы, находящиеся в пределах одного¹ интервала размеров рекомендуемой шкалы.

График дисперсного состава пыли обычно выполняют в вероятностно-логарифмической системе координат, на оси абрисе откладывают логарифмы размеров(диаметров) частиц, на оси ординат -массу, процентное содержание данной пыли соответствующего размера в процентах. Распределение массы пыли по диаметрам частиц выражается прямой или близкой к ней линией.

Дисперсность пыли также характеризует медианный диаметр. Медианным диаметром d₅₀ называют такой размер частиц, по которому масса частиц пыли мельче d₅₀ составляет 50% всей массы пыли, так же как и масса частиц крупнее d₅₀.

Результаты дисперсных анализов могут быть изображены графически. Принимая равномерным распределение частиц по размерам внутри каждой фракции, можно построить ступенчатый график, называемый гистограммой, по оси абсцисс откладывают размеры частиц а по оси ординат относительные содержания фракций, то есть процентное содержание каждой фракции, отнесенное к массе всего материала.

Если процентное содержание каждой фракции разделить на разность размеров частиц, принятых в качестве граничных, и найденные значения отложить в системе координат как ординаты точек, абсциссы которых равны среднему для соответствующих фракций размеру частиц, то через полученные точки можно провести плавную дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.

Наиболее удобным является графическое изображение результатов дисперсного анализа в виде интегральных кривых D(d_ч) или R(d_ч), пока­зывающих относительное содержание частиц с размерами больше или меньше данного размера.

Обозначения D и R на осях ординат соответствуют начальным буквам немецких слое проход и остаток.

Для целого ряда расчетов, в которых используются результаты дисперсных анализов, удобно аналитическое описание функций распределения частиц по размерам. Ненарушенные распределения частиц по первичным размерам чаще всего являются логарифмически-: нормальными. Интегральная кривая для частиц с логарифмически нормальным распределением может быть представлена формулами, что позволяет при соответствующих значениях пользоваться табулированными значениями интеграла вероятности и стандартными программами ЭЦВМ. Интегральные, кривые для частиц с логарифмически нормальными распределениями -удобно строить в вероятностно логарифмической системе координат, в которой они приобретают вид прямых линий. В логарифмически-вероятностной системе координат ось абсцисс начинается от точки на оси ординат- 50%.

Интегральные кривые для частиц с логарифмически нормальным распределением удобно строить в вероятностно-логарифмической системе координат , в которой они приобретают вид прямых линий. Для построения такой системы координат по оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладывают значения d_ч, а по оси ординат - значения D(d_ч) или R(d_ч). Приведем расчет в следующем виде:

^-t/2dt, где t=(lg(d_x/d_m))/lg𝛅_x

t₂=lg 0.02/ 0.7=-0.99 D(d_x)=84%

t₄=lg 0.4/ 0.7=-0.57 D(d_ч)=72%

t₆=lg 0.6/ 0.7=-0.32 D(d_x)=63%

t₈=lg 0.8/ 0.7=-0.14 D(d_ч)=56%

t₁₀=0 D(d_ч)=50%

t₂=lg 2/ 0.7=0.43 D(d_ч)=33%

t₂=lg 3/ 0.7=0.68 D(d_ч)=23%

t₂=lg 4/ 0.7=0.86 D(d_ч)=20%

t₂=lg 5/ 0.7=0.99 D(d_ч)=16%

Поскольку в вероятностно- логарифмической системе координат ось абсцисс начинается от точки на оси ординат, соответствующей 50 %, значения х для D(dx) больше 50% откладываются вверх от начала оси абсцисс, а меньше 50% -вниз.