1. Расчет циклона

Рассчитать центробежный пылеосадитель (типа НИОГАЗ) для улавливания из воздуха мелких твердых частиц пыли с удельным весом _ч=3000 кг/м³. Наименьший диаметр улавливаемых частиц d_ч=5 мкм. Объем поступающих выбросов V_сек= 3600 м³/час, средняя температура воздуха t_в=20 ⁰С. Удельный вес воздуха при заданной температуре _в=1,205 кг/м³, динамическая вязкость _в=1,86 10^-6 Па с и кинематическая вязкость _в=15,06 10^-6 м²/с.

Диаметром циклона следует предварительно задаваться, а затем проверять его последующим расчетом. При его выборе можно руководствоваться данными табл. 1 и схемы 1, где приведены ориентирующие соотношения основных размеров циклона, отнесенные к ширине входного патрубка b (или к диаметру циклона D).

Таблица 1

Основные размеры циклонов

Наименование размера	ЦККБ		ВТИ		НИОГАЗ
Ширина входного патрубка, b Высота входного патрубка, h Диаметр циклона, D Диаметр выхлопной трубы, D1 Высота цилиндрической части, h1 Высота конической части, h2	b 2,0b 5,7b 3,7b 5,7b 4,3b	0,175D 0,35D D 0,65D D 0,755D	b 4,0b 5,9b 3,9b 4,7b 5,05b	0,17D 0,68D D 0,66D 0,8D 0,86D	b 3,14b 4,75b 2,75b 7,6b 9,5b	0,21D 0,66D D 0,58D 1,6D 2,0D

Схема 1

1 . Площадь сечения входного патрубка

для НИОГАЗ -

для ВТИ - ,

где V_сек - объем газа, поступающего в циклон, м/сек; w_вх - скорость во входном патрубке циклона (20 м/с).

.

2. Предварительное значение диаметра циклона для НИОГАЗ –

м.

3. При осаждении частиц в поле центробежных сил в условиях, соответствующих закону Стокса, при значении Re0,2, теоретическую скорость w_о рассчитывают по формуле:

,

где d_ч - диаметр частиц, м; _ч и _в - плотность частиц и воздуха, кг/м³; _в -динамическая вязкость воздуха кг с/м²; Ф_р - фактор разделения

где w_d - окружная скорость воздуха, м/с (12-14 м/с); g - ускорение свободного падения, м/с²; D - диаметр циклона, м (табл. 1).

4. Правильность формулы для определения w₀ проверяем по уравнению

;

.

При значениях Re0,2 теоретическую скорость осаждения рассчитывают следующим образом:

4.1. Определяют критерий Архимеда и фактор разделения:

.

4.2. Если Аr*Ф_р84000, то критерий Re определяют по формуле

.

4.3. Если Аr*Ф_р84000, то критерий Re определяют по формуле

.

Скорость осаждения - .

5. Внутренний диаметр выхлопной трубы

где w_m - скорость воздуха в выхлопной трубе, м/с (w_m= 4-8 м/с).

6. Наружный диаметр выхлопной трубы - D₁ = d_m + 2=0,5+2*0,005=0,51 м

где  -толщина стенки выхлопной трубы, м (=0,005-0,007 м).

Правильность выбранного диаметра циклона проверяем уравнением

7. Высота цилиндрической и конической части циклона определяется по формулам из табл.1.:

h₁=7,6b=0,96 м;

h₂=9,5b=1,2 м.

8. Гидравлическое сопротивление циклона

где _ц -коэффициент сопротивления, зависящий от конструкции циклона (для ЦККБ - _ц =2,5, для ВТИ - _ц =6, для НИОГАЗ - _ц =7).