5. Подписать отчет и сдать преподавателю. Вопросы для самоконтроля

 

1.  Объясните широкое использование циклонных пылеуловителей.

2.  На чём основан принцип работы циклона?

3.  Какой ряд внутренних диаметров принят для циклонов?

4.  Каким образом мы определяем эффективность улавливания пыли в циклоне?

 

Практическая работа № 4 расчет вихревого пылеуловителя

 

4.1. Общие сведения

Вихревые пылеуловители (ВПУ) также как и циклоны относят к аппаратам центробежного действия (рис. 4.1). Отличительная особенность ВПУ – высокая эффективность очистки газа от тончайших фракций, что позволяет им в отдельных случаях конкурировать с фильтрами.

 

 

Рис 4.1. Схема вихревого

пылеуловителя

 

Существуют две разновидности ВПУ: сопловой и лопаточный. Процесс обеспыливания происходит следующим образом: запыленный газ поступает в камеру 5 через изогнутый патрубок 4. Для предварительного закручивания запыленного газа в камеру встроен сопловой или лопаточный завихритель2. В ходе своего движения вверх к выходному патрубку 6 газовый поток подвергается действию вытекающих из завихрителя 1 (наклонные сопла в ВПУ соплового типа или наклонные лопатки в ВПУ лопаточного типа) струй вторичного воздуха, которые придают потоку вращательное движение. Под действием центробежных сил, возникающих при закручивании потока, частицы пыли устремляются к его периферии, откуда спиральными струями вторичного воздуха перемещаются к низу аппарата в кольцевое межтрубное пространство 3.

 

4.2. Методика расчета

1. Определяем диаметр вихревого пылеуловителя:

  ,                                                                                             (4.1)

где   – объемный расход запыленного газа, м³/с;   – скорость газа в рабочей зоне пылеуловителя (5…12 м/с).

2. Рассчитываем действительную скорость газа в аппарате:

.                                                                 (4.2)

3. Определяем значения коэффициентов:

  ;                                                              (4.3)

  ,                                                        (4.4)

где коэффициент  ,  ,   – переходные сечения патрубков верхнего и нижнего потоков

  ,                                                              (4.5)

где   – скорость газа в верхнем патрубке.

4. Определяем диаметр ввода нижнего потока:

.                                                         (4.6)

5. Определяем диаметр патрубка вывода очищенного воздуха:

.                                                      (4.7)

 

6. Рассчитываем высоту рабочей зоны аппарата:

.                                             (4.8)

7. Определяем диаметр отбойной шайбы:

.                                            (4.9)

8. Определяем площадь ввода верхнего и нижнего потоков:

  ;                            (4.10)

  .                                                (4.11)

9. Определяем фактическое соотношение величины  :

  .                                                  (4.12)

10.  Определяем диаметр вытеснителя:

.                                            (4.13)

11.  Рассчитываем потери давления в аппарате:

а) конструктивный параметр интенсивности крутки потока

   ,                               (4.14)

где b – угол, под которым установлены лопатки завихрителя нижнего и верхнего потоков;

б) коэффициент гидравлического сопротивления нижнего потока

;                   (4.15)

в) коэффициент гидравлического сопротивления верхнего потока

  ;                                      (4.16)

г) общий коэффициент гидравлического сопротивления

;                        (4.17)

д) гидравлическое сопротивление аппарата

.                                            (4.18)

12.   Рассчитываем эффективность пылеулавливания:

а) площадь ввода нижнего потока необходимо разбить на кольцевые участки с радиусами   =0,02; 0,035; 0,055;

б) определяем значения эмпирических коэффициентов а и b, характеризующих аэродинамику аппарата:

;                                                   (4.19)

  ;                                            (4.20)

в) находим радиус разделения потоков:

;                                              (4.21)

г) рассчитываем поправочный коэффициент для определения минимального диаметра улавливаемых частиц для   = 0,015 м:

;                         (4.22)

д) рассчитываем минимальный диаметр улавливаемых частиц, вылетающих с радиуса   = 0,015 м:

  ;                               (4.23)

е) аналогично рассчитываем   и   для радиусов   = 0,02 м; 0,035 м; 0,055 м;

ж) рассчитываем фракционную эффективность улавливания частиц, поступающих в пылеуловитель с нижним потоком,   = 0,015 м:

.                                                    (4.24)

и) аналогично проводим расчеты для радиусов  = 0,02 м;  = 0,035 м;  = 0,055 м.

к) определяем поправочный коэффициент для расчета минимального диаметра улавливаемых частиц. Ввод верхнего потока разбиваем на кольцевые участки с радиусами  = 0,11 м; 0,12; 0,13; 0,14.

Для  = 0,11 м:

;                   (4.25)

л) рассчитываем минимальный диаметр улавливаемых частиц, вылетающих с радиуса  = 0,11 м:

;                   (4.26)

м) аналогично рассчитываем значения   и   для радиусов   =0,12; 0,13; 0,14;

н) определяем фракционную эффективность пылеулавливания частиц, поступающих в пылеуловитель с верхним потоком для   = 0,11 м:

.                                            (4.27)

п) аналогично рассчитываем эффективность пылеулавливания частиц, вылетающих с радиусов   = 0,12; 0,13; 0,14 м;

 

р) рассчитываем эффективность пылеулавливания аппарата для нижнего потока:

;                                               (4.28)

с) рассчитываем эффективность пылеулавливания аппарата для верхнего потока:

;                                              (4.29)

т) рассчитываем общую эффективность аппарата:

.                                  (4.30)