Татьяна Николаевна Кузина – замещает

Николайкина Наталья Евгеньева – основной преподаватель

03.03.16 – с 17₀₀ – по 18₀₀ в аудитории Б-812 – консультация по курсовым работам.

Моё задание № 9 - вариант № 31

Стандартный диаметр аппарата не может превышать 3400 мм. Стандартный размер – это такой, который может выпустить завод и транспортировать.

Задача:

Определить тип и рассчитать циклон для очистки от пыли домовых газов с эффективностью не менее 95% по следующим исходным данным:

Объёмный расход газа (Vн) – 9000 нм3/ч

Плотность газа (ρ0) - 1.2 кг/нм3

Кинематическая вязкость (ν) - 16,7 * 10-6 м2/с

Температура (t) – 140 С

Давление разряжения (P­г) – 100 Па

Запылённость (z’) – 10 г/нм3

Медианный размер (dm) – 20 мкм

lgσr = 0,3

lgση = 0,32

Плотность частиц (ρч) = 5700 кг/м3

Решение:

1. Определяем рабочие параметры дымовых газов на входе в циклон и определим объёмный расход газов.

1.1 Определим плотность газа при реальных условиях и динамическую вязкость:

P­_б – барометрическое давление, равное 1 атм = 101300 Па

1.2 Через массу, выразим расход при реальных условиях:

m = ρ*V; V=m/ρ; m = const;

m = ρ₀ * V_н

V = m / ρ_р.у.

V = ρ₀ * V_н / ρ_р.у.

1.3 Найдём динамическую вязкость по следующей формуле:

μ = ν * ρ_р.у.

2. Рассчитаем величину диаметра частиц (d₅₀), которая улавливается на 50%:

Важно! Такое выражение справедливо только для нормального распределения частиц.

Выразим из этого d₅₀:

x – зависит он от интеграла вероятности улавливания частиц Ф(х). Для решения существует специальная таблица. По условию улавливание у нас должно быть с вероятностью 0.95. Ищем приблизительное значение Ф(х)

Ф(Х)= 0,9495 => x = 1,64;

3. Определяем приблизительный диаметр аппарата. Скорость движения газа в нём зависит от типа и модели аппарата. Пусть у нас будет циклон ЦН-15. Рекомендуемая скорость для такого аппарата (U_г) – 3.5 м/с.

D – принимается в соответствии с регламентированным рядом значением диаметров, который имеет шаг в 100 мм до 1200, а далее по 200 мм, то есть:

100, 200, 300 … 1100, 1200, 1400, 1600, и.т.д

4. Вычисляем действительную скорость движения газов в данном аппарате с принятым новым диаметром.

Важно! Полученное значение не должно отличаться от принятого более, чем на 5%.

Лекция 26.01.2016

Единая система конструкторской документации – разработанные в 1972 году, как стандартизация графической части конструкторских проектов.

Технические требования: Изготовить в соответствии с требованиями ГОСТ…

Если температура газов выше 45 С , то требуется теплоизоляция

Сварка в химическом машиностроении ОСТ 26.260.3-2003

Госты искать в opengost

Справочник Воробьёва по коррозии материалов.

Справочник Русанов Справочник по пыле и золоулавливании.

Лекция 09.02.16

Масштабный переход при проектировании аппаратов для очистки газов.

Отходящие газовые потоки в промышленности, как правило, имеют большие объёмы и требуют для их очистки установки аппаратов с большим поперечным сечением. Чем больше сечение, тем эффективность, что приводит к тому, что зависимости, полученные в лабораторных условиях неправомерны для промышленных размеров. Для перехода использую теорию подобия, математический и гидравлический методы моделирования. Так называемый «масштабный эффект» имеет в первую очередь гидродинамическую природу и связан главным образом с неравномерным распределением потоков по поперечному сечению аппаратов. Неравномерности распределения могут быть следующих типов:

- концевые неравномерности распределения потоков газа и жидкости на входе в аппарат, связанные с несовершенством подвода газа и жидкости.

- неравномерности, вызванные закономерностями течения двухфазных потоков (продольное перемешивания, волнообразование, образование циркуляционных контуров, и.т.д).

- неравномерности, вызванные несовершенством конструкции аппаратов.

- неравномерности, вызванные дефектами монтажа контактных устройств.

Перекос тарелки на 2-3 градуса вызывает снижение эффективности примерно на 50%.

Для устранения всех типов неравномерностей используют как технологические, так и конструктивные приёмы.

В реакторах с неподвижным зернистым слоем главной причиной масштабного эффекта является первоначальное неравномерное распределение газового потока. Для ликвидации этого типа неравномерности устанавливают выравнивающие устройства (например, установка дополнительных решёток).

В противоточных колонных аппаратах насадочного типа масштабный эффект связан в первую очередь из-за неравномерности распределения как потока жидкости, так и потоков газа.

Указанные недостатки ликвидируются многоточечным распределением жидкости. Кроме того, в этих аппаратах имеет место пристеночный эффект.

На тарельчатых контактных устройствах масштабный эффект возникает за счёт всех перечисленных типов неравномерностей.

Дл устранения причин, вызывающих масштабный эффект используют принципы секционирования потоков. Различают 2 типа секционирования: продольное секционирования (ПС) и продольно поперечное секционирование (ППС).

Продольное секционирование в тарелке с просечными элементами

Схема установки:

1. Плата

2. Просечки

3. Секционирующие перегородки

Преимущества: тарелка всегда орошена равномерно, даже при небольших нагрузках.

Продольно поперечное секционирование на примере плёночной тарелки

Принцип продольно поперечного секционирования моет быть реализован на конструкциях контактных устройств, на которых выполняются следующие условия:

- потоки газа и жидкости перед поступлением на каждую ступень контакта фаз делятся на ряд потоков, равных по величине.

- на каждой ступени контакта фаз, части потоков газа и жидкости перемешиваются.

- на ступенях контакта газа и жидкости осуществляется направленное движение жидкости либо от центра к периферии, либо от периферии к центру.

Схема плёночной тарелки:

1. Периферийный желоб

2. Центральный желоб

3. Сливной патрубок

4. Отражающий диск

Недостатки плёночн1ой тарелки: время контакта маленькое, эффективность 0.25%

Преимущества: скорость движения потока работает при скоростях до 2,5 м/с, гидравлическое сопротивление не превышает 50 Па.

Принцип деления потоков.

Каждая из частей газового потока взаимодействуют (контактирует) с целом потоком жидкости, затем на контактном устройстве газовые потоки соединяются и переходят на следующую ступень контакта. Принцип деления потока позволяет увеличить скорость движения потока на поперечное сечение аппарата.

Поток газа на каждом контактном устройстве делится на равное количество частей.

Рассмотрим пример сетчатой тарелки:

В результате одинакового гидравлического сопротивления в канале I и канале II, газовый поток будет делиться на 2 равные части.

Главный недостаток такого аппарата – это увеличенная высота аппарата при уменьшенном диаметре.

Семинар 09.02.2016

Продолжение решение циклона:

5. Определяем гидравлическое сопротивление циклона.

ΔP = ξ _ц * v² * ρ_г / 2

Берём таблицу и смотрим ξ_ц.

6. Определим количество выхода, которое остаётся на выходе в газе (z’’).

z’’ = 10*(1-η) = 10*(1-0,95) = 0,5 г/нм³

7. Ищем по полученным параметрам в каталоге подходящую марку аппарата.

Пример расчёта низкоскоростного фильтра

Задание: рассчитать низкоскоростной волокнистый туманоуловитель, обеспечивающий эффективность улавливания капель не ниже 0,9.

Исходные данные

Производительность 300 м

64 С

Плотность 0,9 кг/м3

Динамическая вязкость 16*10-6 Па*с

Параметры капель тумана

Медианный диаметр 1,2 мкм

lgσr = 0,3

lgση = 1,2

d = 40 мкм

h = 9 мм

Пористость ε= 0,94 м3/м3

В качестве перегородки применяется иглопробивной полипропилен.

1. Определяем параметр х.

Считаем, что для всех аппаратов нормальное распределение и улавливание на 50% считается по следующей формуле:

х находим по эффективности – для 0,9 ближайшая величина значения х =1.3

2. Находим толщину фильтрующего слоя:

Найдём параметр F, примем скорость 0,02 м/c, коэффициент проскальзывания С_к примем 1. К_b – константа Больцмана 1,38*10^-23, Т – температура в К. (d переводим из мкм-ов в м-ы)

α = 1 – ε - это плотность упаковки

Полученная высота 0,074 м. По условию толщина 1 слоя – 9 мм = 0,009 м, значит количество слоёв 9.

Определяем площадь фильтрации при скорости движения потока u=1 0,02м/с (задано ранее)

Лекция 16.02.2016

Техника и технология очистки газов в энергетике. Очистка газовоздушных выбросов от оксидов азота.

Теплоэлектростанции выбрасывают 73% оксидов азота от всех предприятий. (наряду с 13% от автотранспорта и 6% металлургии, и 1,5% химической промышленности)

Оксид азота – это малоактивное в химическом отношении вещество, бесцветный газ, без запаха, плохо растворим в воде. При попадании в организм человека вызывает кислородное голодание, нарушение работы головного мозга.

ПДК_р-з = 30 мг/ м³

_ПДКатм = 0,06 мг/м³

Возможные оксиды:

NO + 0,5O₂ = NO₂ или N₂O₄

N₂O₄ – бурый газ с резким запахом. Очень часто встречается в металлургии.

Человек чувствует NO₂ при 0,2 мг/м³, смертельная доза 50 мг/м³.

На мусоросжигательных заводах в первую очередь борются с оксидами азота, так как процесс проходит при высоких температурах (900-1500 С). Таким образом, оксиды азотов образуются при высоких температурах или при каталитической реакции.

На ТЭЦ сжигается топливо. В зависимости от вида топлива образуются различное количество оксидов. На 1 тонну сгоревшего угля (среднего качества) приходится 0,02-0,145 объёмной доли оксиды от сжигаемого топлива.

При сжигании мазута оксидов образуется 14 кг на 1 тонну сжигания.

При сжигании газа образуется до 6 кг на 1 тонну топлива.

N₂O – гемиоксид азота (закись азота) – не рассматривается как загрязнитель, считается безвредным, иногда называют веселящим газом из-за воздействия на психику человека. В большом количестве образуется в результате разложения азотистых соединений в почве.

N₂O₃ – триоксид азота, образуется олько при низких температурах (ниже 18 С)

N₂O₄ – тетраоксид азота – является сильным окислителем

N₂O₅ – пентаоксид азота - малоустойчив, но является сильным окислителем

Из всех оксидов обычно учитывается NO₂