3. Очищення газоповітряних викидів від пилу розрахунок циклону

Багато технологічних процесів супроводжуються виділенням в повітря середовище великої кількості пилу. Одним із засобів захисту від пилу є очищення вентиляційних газоповітряних викидів і одним із най розповсюджених пристроїв є циклон.

Р ОЗРАХУНОК ЦИКЛОНУ

Циклони відносяться до найбільш розповсюджених очистних пристроїв інерційного типу, призначених для виділення пилу та інших зважених речовин із повітря (газу).

Принцип роботи циклону полягає в слідуючому. Запилене повітря підводиться до циклона повітроводом, направленим по дотичній до циліндричної частини циклону, внаслідок чого повітря робить обертовий рух. При цьому розвивається відцентрова сила, під дією якої пил, який має більшу, чим запилене повітря, масою, відкидається від центру до периферії, осаджуючись на стінках апарату. Пил по стінках осаджується в конічну область звідки періодічно видаляється. Повітря, очищене (до певної міри) від пилу, видаляється із циклона через вихлопну трубу.

Розрахунок:

Варіант-4

γ	Q	vвід	t	φ
3200	2300	18,0	17	93

Вміст фракцій в %, при розмірі пилинок δ

˂3μ	3	5
1,7	4,5	5,3	8,3	10,7	69,5

Площа вихлопної труби :

f_вих = Q/v_вих =2300/18=127 м²

D₁=D₂+b=0.25+2.55=2.8

(v≈6 м/c - приймається у більшості випадків).

Площа підводної труби

f_під = Q/v_під=3600/(16·15,3)=14,7 м²

v_під ≈ 16 м/c, звідки її діаметр

м

Перед самим входом в циклон круглий перетин переходить в прямокутний, при цьому відношення висоти a до ширини b приймається рівним 1,5 (a/b = 1,5м)

f_під = =14,7 м²

звідки

=2,55 м

a = 1,5 · b=1,5·2,55=3,82 м

Зовнішній радіус циклона:

R₁=2.8/2=1.4

R₂ = R₁ + b =1.4+2.55=3.95

Середній радіус циклона:

R_o = (R₁ + R₂)/2 =(1.4+3.95)/2=2.7

Середня окружна швидкість повітря в циклоні буде меншою швидкості в нагнітаючій трубі перед циклоном. На підставі практичних даних приймають:

v_ц = v_під/1,4=15.3/1.4=10.9

Тоді кутова швидкість обертання частинки в середній зоні пристрою:

= v_ц/R_o =10.9/2.7=4.0

Час, на протязі якого частинка пилу із min диаметром і найбільш невигідного розташування, тобто яка знаходиться біля внутрішньої стінки підводної труби циклону дійде до зовнішньої стінки:

де v- кінематична в'язкість повітря, м²/c; - диаметр пилинки, м; p₁, ₁ - питома вага і об'ємна вага повітря відповідно, кг/м³; p₂, ₂ - питома вага і об'ємна вага пилинок відповідно, кг/м³;

При окружній швидкості v_ц довжина шляху невигідно розташованої пилинки

l = v_ц · t=10.9·0.28=3.05

а середня довжинакожного витка наближено може бути прийнята рівною довжині середньої окружності

l_ср = 2 R_o =2·3.14·2.7=16.9

тоді необхідна кількість витків:

n = l / l_ср =3.05/16.9=0.18

Висота кожного витка може бути прийнята рівною висоті прямокутного каналу підводної труби перед входом в циклон a, тому висота циліндричної частини циклону:

H = a · N =3.82·0.18=0.68 м

Приймаючи 15% запасу, одержимо остаточно:

H_ц = 1,15·H=1.15·0.68=0.78м

Конічна частина циклону приймається з кутом між її образуючими α=(30 40).

Тому висоту конічної частини одержують із умови:

м,

де R₃ - радіус отвору для вилучення пилу із циклону (D₃ 200 250 мм).