12

Практична робота № 5 Розрахунок очисного обладнання викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря

Мета роботи: практичне вивчення студентами методик розрахунку пило- очисного обладнання для зменшенння негативного впливу викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря.

1. Короткі теоретичні відомості

Робота будь-якого пиловловлювального апарата заснована на використанні одного або декількох механізмів осаджування завислих в газах частинок.

Гравітаційне осадження (седиментація) відбувається внаслідок вертикального осідання частинок під дією сили ваги при проходженні їх через газоочисний апарат.

Осадження під дією відцентрової сили відмічається при криволінійному русі аеродинамічного потоку, коли розвиваються відцентрові сили, під дією яких частинки відкидаються на поверхню осадження.

Інерційне осадження відбувається в тому випадку, коли маса частинки чи швидкість її руху настільки значні, що вона не може слідувати разом з газом за лінією течії, яка охоплює перешкоду, а, пориваючись за інерцією продовжити свій рух, стикається з перешкодою і осаджується на ній.

Зачеплення (ефект дотику) спостерігається, коли відстань частинки, яка рухається з газовим потоком, від обтічного тіла дорівнює або менше її радіуса.

Дифузійне осадження. Дрібні частинки зазнають безперервну дію молекул газу, які знаходяться в броунівському русі, внаслідок якого можливе осадження цих частинок на поверхні обтічних тіл чи стінок апарата.

Електричне осадження. В процесі іонізації газових молекул електричним розрядом відбувається зарядження частинок, які містяться в газах, а потім під дією електричного поля вони осаджуються на електродах. Електричне осадження можливе і при взаємодії частинок з краплинами (чи бульбашками). Причому електричні заряди можуть бути підведені до частинок, до зрошувальної рідини чи одночасно і до частинок, і до рідини. Електричне осадження частинок може відбуватися і при проходженні аерозолю через фільтрувальні перегородки.

Крім вказаних вище основних механізмів осадження, можна перерахувати і ряд інших: термофорез, дифузіофорез, фотофорез, вплив магнітного поля, радіометричних сил тощо.

Вплив того чи іншого механізму на осадження частинок визначається цілим рядом факторів, і в першу чергу, їх розміром.

2. Приклади розрахунків пилоочисного обладнання

Приклад 2.1. Яку висоту треба дати шару газу між полицями пило-осаджувальної камери (рис. 1), щоб осіли частинки колчеданового пилу діаметром мкм при витратах газу м³/с (при нормальних умовах). Довжина камери м, ширина м; загальна висота камери м. Середня температура газу в камері °С. В’язкість газу при цій температурі Па·с, густина пилу кг/м³, густина газу г/м³.

Рисунок 1 – Багатополична схема пилоосаджувальної камери.

Розв'язання

1. Знаходимо витрати газу при заданих умовах

(м³/с).

2. Визначаємо лінійну швидкість газу в камері

(м³/с).

3. Знаходимо тривалість перебування газу в камері

(с).

^4. Теоретичну швидкість осадження шароподібних частинок визначаємо за формулою Стокса (при )

,

де – діаметр частинок пилу, м;

– густина пилу, кг/м³;

– густина газу, кг/м³;

– в’язкість газу, Па ·с.

Дійсна швидкість осадження приймається рівною

.

5. Знаходимо відстань між полицями

.

6. Перевіряємо правильність застосування формули Стокса для визначення швидкості осадження

.

Оскільки , то застосування формули Стокса допустимо.

Приклад 2.2. Вибрати і розрахувати пиловловлювач для очищення повітря, яке надходить в атмосферу від трьох шліфувальних верстатів, встановлених в механічному цеху. Температура повітря °С, атмосферний тиск Па (730 мм рт. ст.). Необхідна ефективність очищення % .