- •ВВЕДЕНИЕ
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1 Построение линии равновесия и рабочей линии массообменного процесса
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6 Расчет пенного скруббера
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7 Расчет электрофильтра
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8 Расчет диаметра абсорбера
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 11 Расчет размеров адсорбера
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 12 Расчет решеток
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 15 Расчет центрифуг
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 20 Расчет экстрактора
- •Контрольные вопросы и задания
- •Библиографический список
е р и я в н у т р и в у з о в с к и х См е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И
иМин стерство науки высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования « ибирск й государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)»
Кафедра «Техносферная и экологическая безопасность»
Методыбрасчета аппаратов для защиты атмосферыАи гидросферы
Методические указанияДк практическим работам
Составители: С.Б. Ловинецкая, О.В. Плешакова И Омск ▪ 2019
УДК 502.3:7Н:577.4 ББК 28.081:38.711 М54
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
|
|
|
Рецензент |
|
|
|
|
д-р биол. наук, доц, А.В. Синдирева (ОмГАУ) |
|
||||
СибАДИ |
||||||
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве |
||||||
методическ х указан |
й. |
|
|
|
|
|
М54 Методы |
расчета аппаратов для |
защиты атмосферы и |
гидросферы |
|||
[Электронный ресурс] : методические указания к практическим работам / сост:. С.Б. |
||||||
Ловинецкая, |
О.В. Плешакова. – |
Омск : СибАДИ, |
2019. ‒ URL: http:// |
|||
bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для |
||||||
авторизованных пользователей. |
|
|
|
|
||
Содержат 25 практ ческих ра от, методики расчета основных аппаратов по |
||||||
очистке атмосферы |
г дросферы, |
исходные данные для выполнения практиче- |
||||
ских работ, контрольные вопросы. |
|
|
|
|
||
Предназначены для о учающихся по дисциплине «Инженерная защита |
||||||
атмосферы и |
гидросферы» всех |
форм |
обучения |
направления |
подготовки |
бакалавриата «Техносферная езопасность».
Подготовлены на кафедре «Техносферная и экологическая безопасность».
Текстовое (символьное) издание (6,1 МБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz150 Мб; Windows XP/Visa/7 DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:
AdobeAcrobat Reader; Foxit Reader
Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова
Издание первое. Дата подписания к использованию 23.01.2019 Издательско-полиграфический комплекс . 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019
ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов и сбросов от вредных веществ является одним из основных мероприятий по защите воздушного и водного бассейнов.
В настоящее время используются различные методы улавливания и обезвреж ван я паро- и газообразных веществ из воздуха, загрязняющ х веществ воды. На практике применяют различные спо-
собы |
стки газа сточных вод в зависимости от характера и кон- |
центрац й загрязняющ х веществ. Методики расчета аппаратов для |
|
С |
|
|
от вредных веществ азируются на закономерностях тепло- и |
массообменых процессов [1-4]. |
|
|
Метод ческ е указания предназначены для выполнения практи- |
оборудования розольных и газовыхАвы росов сточных вод от взвешенных и рас-
ческих работ по д сц плине «Инженерная защита атмосферы и гид-
росферы», а так же может |
ыть применён для выполнения выпускной |
очистки |
|
квалиф кац онной ра оты. |
|
В метод ческ х указаниях собраны методики для расчета и про- |
|
ектирования |
для защиты атмосферного воздуха от аэ- |
творенных веществ. Указания охватывают практически все темы дисциплины и соответствует ра очей программе.
Указания помогают сформироватьДнавыки и умения студентов по выбору и расчету очистного оборудования для эффективной защиты атмосферного воздуха и поверхностных стоков от антропогенного воздействия, по выбору оптимальных технологических режимов для высокой производительности оборудования [5].
Практические задания рассчитаны дляИаудиторной работы студентов. Практическая работа может выполняться 2 или 4 часа в зависимости от сложности и объема методики расчетов. Во время практических занятий для выполнения работы студент может пользоваться справочной литературой с помощью преподавателя. Задачи должны быть правильно оформлены и состоять из условий, вопроса, решения и развернутого ответа. Если необходимо по условиям задачи решение должно содержать схему аппарата или отдельных его частей. После занятия выполненные задания предоставляются преподавателю для проверки.
3
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1 Построение линии равновесия и рабочей линии массообменного процесса
Цель работы: Построить линию равновесия и рабочую линию массообменного процесса.
Метод ка расчета:
Кол чество поглотителя L на проведение процесса абсорбции
определяют по уравнению материального баланса, в котором неза- |
|||
данной вел ч ной является значение его конечной концентрации Хк.. |
|||
С |
L G Yн Yк / Xк Xн |
(1) |
|
где L - расход абсор ента, кг/ч; G - расход инертного газа, кг/ч; Yн, Yк - |
|||
начальная |
конечная концентрация абсорбтива в газовой смеси, от- |
||
центрац я |
массовые единицы; Xн , Xк - начальная и конечная кон- |
||
|
ва в поглотителе, относительные массовые еди- |
||
носительные |
|
||
ницы. |
|
|
|
Относ тельныемассовыеконцентрацииабсорбтиваввоздухенаходятпо |
|||
формуле |
абсорY М М y 1 y |
(2) |
|
|
|||
|
|
к н |
|
где Мк и Мн - молярные массы а сорбтива и носителя, г/моль.
Относительную массовую концентрацию абсорбтива в посту- |
||||
|
|
Д |
|
|
пающей на абсорбцию воде находят по формуле: |
|
|||
АX x 1 x |
(3) |
|||
н |
н |
|
н |
|
Для того, чтобы найти Xк |
необходимо построить на Y-X- |
|||
диаграмме рабочую и равновесную линии процесса. |
|
|||
Состояние равновесия при условии постоянства температуры и |
||||
|
|
|
И |
|
общего давления зависимость между концентрациями распределяемо- |
||||
го в газовой и жидкой фазах компонента выражается законом Генри: |
||||
|
р* ЕХ |
|
(4) |
где р*- парциальное давление газа, Е – константа, имеющая размерность давления.
Величина Е для данного газа не зависит от общего давления в системе, но зависит от природы абсорбента и поглощаемого газа и температуры (табл. 1).
4
|
Газ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при 00С |
при |
|
|
при |
|
|
при |
при |
при |
при |
|||
|
|
|
100С |
|
|
200С |
|
|
300С |
400С |
500С |
600С |
||
|
Аммиак |
0,028 |
0,049 |
|
|
0,083 |
|
|
0,138 |
0,218 |
0,340 |
0,513 |
||
|
Двуокись |
0,150 |
0,227 |
|
|
0,372 |
|
|
0,580 |
0,814 |
1,135 |
1,652 |
||
|
серы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Двуокись |
31,208 |
45,191 |
|
|
61,910 |
|
|
83,289 |
107,405 |
136,789 |
182,385 |
||
|
углерода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1499,610 |
1925,175 |
|
|
2350,740 |
|
2806,703 |
3171,473 |
3495,713 |
3759,158 |
|||
|
ероводород |
14,895 |
20,468 |
|
|
26,142 |
|
|
35,058 |
44,279 |
55,729 |
69,914 |
||
|
Кислород |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
В случае не зотермической абсорбции при растворении газа в |
|||||||||||||
|
жидкости температура ее повышается вследствие выделения теплоты. |
|||||||||||||
|
Для техн ческ х расчетов прене регают нагреванием газа и считают, |
|||||||||||||
|
что вся теплота дет на нагрев жидкости. |
|
|
|
||||||||||
|
Температуру жидкости в |
|
|
сечении аппарата можно найти |
||||||||||
|
по уравнению теплового |
аланса: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
любом |
|
|
(5) |
||||||||||
|
|
T T |
q X X |
н |
|
|
|
|||||||
|
|
|
н |
c |
|
|
|
|
|
|
|
где Т – температура в любом сечении аппарата, К; Тн |
- температура |
||
поступающего адсорбента, К; q –дифференциальная теплота раство- |
|||
А |
|
||
рения газа, кДж/моль; с – теплоемкость жидкости, к ж/(кмоль К). |
|||
С помощью уравнения (5), задаваясь рядом значений Х (с шагом |
|||
0,005), определяют температуры Т и затем Е и р*. |
|
||
Равновесное содержание абсорбтива в воздухе Y* определяют по |
|||
формуле |
Д |
||
Y* Мк |
|||
Мн р * Р р * |
(6) |
||
где Р – общее давление газа, Па. |
|
||
По найденным значениям Y* на Y-X-диаграмме строят график |
|||
Y*=f(X) – линию равновесия. |
|
||
На Y-X-диаграмме (рис.1) проводят Ипрямую через Yн па- |
|||
раллельно оси ОХ до пересечения с линией равновесия, и, получают |
точку Хк . Через точки В и А скоординатами(Yк ;Xн)и(Yн ;Xк*)проводят прямую – рабочую линию процесса, соответствующую минимальному удельномурасходуабсорбентаlmin.
5
Удельный расход абсор- |
Y |
|
|
||||||||
бента l находят из уравнения |
|
|
|||||||||
|
|
С |
|||||||||
материального баланса |
|
|
|
YН |
|
||||||
l L G Y |
Y |
к |
X |
к |
X |
н |
|
(7) |
|
|
|
|
|
||||||||||
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Значение lmin находим, под- |
|
|
|
||||||||
ставляя в уравнение (7) величину |
|
|
|
||||||||
Хк*. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вел ч на l всегда должна |
YК |
|
|
||||||||
быть больше lmin. Увеличение |
|
|
|||||||||
допустимые |
|
|
|
||||||||
удельного расхода пр водит к |
|
|
|
||||||||
Суменьшен ю высоты абсорбера |
ХН |
ХК ХК* Х |
|||||||||
и увел чен ю его |
|
аметра. Это |
Рис.1. Диаграмма У–Х: ОС–линия равнове- |
||||||||
происход т потому, что с уве- |
|||||||||||
личен ем l возрастает также |
сия; АВ–рабочая линия; А В–предельное по- |
||||||||||
формулы(7)сорбтива. |
|
|
|||||||||
расход поглот теля L, а при |
ложение рабочей линии, соответствующее |
||||||||||
минимальному расходу поглотителя |
|
||||||||||
этом сн жаются |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
скорости газа в а сор ере, |
по которым находят его диаметр. Поэтому |
||||||||||
|
|
|
|
|
А |
|
|||||
принимают l = (1,1 – 1,5) lmin. |
|
в поглотителе находим из |
|||||||||
Конечную концентрацию а |
|
||||||||||
Через точки В и с координатами (Yк;Xн) и (Yн;Xк) проводят |
|||||||||||
прямую – рабочую линию процесса. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
Расход инертного газа вычисляют по формуле: |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
G Q 1 yн возд |
|
(8) |
||||
где возд – плотность воздуха, кг/м3. |
|
|
|||||||||
Задача 1.1. |
Построить линию равновесия и рабочую линию |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
процесса абсорбции вредного компонента отходящих газов водой, с начальным содержанием его в воздухе ун (% об.). Количество поступающего газа Q (м3/ч) (при н. у.). Общее давление газа 1,01 105 Па. Содержание абсорбтива в поступающей на абсорбцию воде xн (% вес.). Температура поступающего абсорбента 200С. Конечное содержание вредного компонента отходящих газов ук (% об.).
6
|
|
|
|
Исходные данные и варианты |
Таблица 2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
Q, |
|
|
ун, |
|
xн, |
ук, |
||
|
|
|
|
м3/ч |
|
|
% об. |
|
% вес. |
% об. |
|
|
1 |
|
|
10000 |
|
5,0 |
|
0,10 |
0,25 |
|
|
С |
|
15000 |
|
7,0 |
|
0,12 |
0,23 |
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
|
|
12000 |
|
4,5 |
|
0,22 |
0,10 |
|
|
|
4 |
|
|
20000 |
|
5,5 |
|
0,15 |
0,09 |
|
|
|
5 |
|
|
18000 |
|
4,0 |
|
0,25 |
0,12 |
|
|
|
6 |
|
|
17000 |
|
6,5 |
|
0,14 |
0,15 |
|
|
|
7 |
|
|
11000 |
|
8,0 |
|
0,13 |
0,27 |
|
|
|
8 |
|
|
16000 |
|
7,5 |
|
0,23 |
0,27 |
|
|
|
9 |
|
|
8000 |
|
4,7 |
|
0,16 |
0,11 |
|
|
|
10 |
|
|
13000 |
|
5,3 |
|
0,20 |
0,15 |
|
|
|
11 |
|
|
7000 |
|
8,1 |
|
0,10 |
0,24 |
|
|
|
12 |
|
|
21000 |
|
9,0 |
|
0,17 |
0,28 |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
13 25000 |
|
7,8 |
|
0,24 |
0,21 |
|
||||
14 |
|
|
19000 |
|
6,3 |
|
0,18 |
0,20 |
|
||
|
15 |
|
|
30000 |
|
5,7 |
|
0,19 |
0,17 |
|
|
|
16 |
|
|
15000 |
|
4,6 |
|
0,22 |
0,11 |
|
|
|
17 |
|
|
24000 |
|
5,8 |
|
0,27 |
0,16 |
|
|
|
18 |
|
|
35000 |
|
7,3 |
|
0,19 |
0,12 |
|
|
|
19 |
|
|
33000 |
|
8,3 |
|
0,26 |
0,28 |
|
|
|
20 |
|
|
23000 |
|
5,2 |
|
0,13 |
0,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|||||
|
|
бАПРАКТИЧЕСК Я Р БОТА № 2 |
|
|
|||||||
|
|
|
Расчет пылеосадительной камеры |
|
|
||||||
|
Цельработы:приобрестинавыкирасчетапылеосадительныхкамер. |
||||||||||
|
Методика расчета |
|
|
|
И |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Отделение пыли в пылеосадительной камере происходит при |
||||||||||
движении запыленного газа с такой малой скоростью, что частицы |
|||||||||||
пыли успевают осесть под действием силы тяжести, прежде чем газ |
|||||||||||
вынесет из камеры. В горизонтальных камерах скорость газового по- |
|||||||||||
тока (м/с) должна быть такой, чтобы обеспечить ламинарное тече- |
|||||||||||
ние газов через камеру |
Q |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
, |
|
|
(1) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
B H |
|
|
|
|
где Q – интенсивность газового потока, м2/с; Н – высота камеры, м; В
– ширина камеры, м.
7
Чем меньше скорость потока, тем выше степень очистки, но и больше размеры камеры. Обычно, скорость газового потока в камере принимается равной 0,2 - 0,8 м/с, однако для компактных частиц большой плотности её можно доводить до 2 – 3 м/с.
Размеры камеры определяются диаметром dч наименьших частиц, которые должны осадиться полностью. Высотуи ширинувыбирают из конструктивных соображений, используя формулу (1). Длину камеры L находят
поформуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L 1,5H |
. |
|
(2) |
||||||
|
|
|||||||||
ности |
|
|
ос |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коростьв тан ячастицданногодиаметра ос определяютпоформуле |
||||||||||
С g |
ч |
|
с |
d2 |
|
|||||
|
ос |
|
18 |
|
|
, |
(3) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
где g – ускоренбАе сво одного падения, равное 9,8 м/с2; ч, с – плотчаст ц среды соответственно, кг/м3; - вязкость среды, Па с. Эффект вность пылеосаждения можно рассчитать с использованием соотношен я фракционной эффективности. Если известны данные о фракц онном распределении частиц пыли на входе в аппарат, то можно определить и о щую эффективность пылеулавливания. Для пылеосадительных камер с L/H 3 значения средних парциальных коэффициентов очистки пср (%) может быть найдено на основании расчетов средней концентрации частиц соответствующего
размера в выходном сечении пылеосадительнойДкамеры. Расчеты выполняют в следующем порядке.
Принимают, что отношение скорости витания частиц ос, которые будут уловлены в камере на 50 %, к скорости газового потока со-
-назначают k точек по высоте сеченияИ, задаваясь величиной h/H, где h – расстояние от потолка камеры до рассматриваемой точки;
-рассчитывают так называемые параметры очистки х1 и х2 (параметры функции парциального распределения Ф(х)) по формулам/ 1,5Н/ L, и находят из этого соотношения .ответствует
8
|
|
|
1 |
|
h |
|
|
L |
|
ос |
|
|
|
|||||||||
|
|
х1 |
|
H |
H |
|
|
, |
(4) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 10 3 |
L |
|
|
||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
L |
|
||||||||||||
|
1 |
|
|
|
ос |
|
|
|||||||||||||||
|
|
H |
|
|
|
|||||||||||||||||
х1 |
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
. |
(5) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 10 3 |
L |
|
|
||||||||||
- по значен ям х1 и х2 |
|
|
|
|
H |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
из таблицы находят интегралы вероятно- |
||||||||||||||||||||||
стей Ф(х1) |
Ф(х2) рассчитывают отношение концентрации частиц |
|||||||||||||||||||||
арифмет i 1 |
k |
|
||||||||||||||||||||
данного размера в расчетной точке выходного сечения камеры к их |
||||||||||||||||||||||
концентрац |
во входном сечении Ni |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
Ni |
Ф х1 Ф х2 1; |
(6) |
|||||||||||||||||
- усредняют значение Ni |
по сечению, вычисляя его среднее |
|||||||||||||||||||||
бАп ч |
|
|||||||||||||||||||||
ческое по высоте сечения |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
N |
ср |
|
k |
Ni |
; |
(7) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- определяют средний парциальный коэффициент осаждения частиц рассматриваемого размера (с принятой скоростью осаждениявитания):
|
|
|
|
п.ср 100 Nср . |
|
|
|
|
|
|
(8) |
|
|||||
При наличии гистограммы пыли на входе в камеру находят пол- |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|||||||||
ный коэффициент очистки по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Nвх |
d , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Nвх – плотность распределения, %/мкм; dч – разность граничных |
|||||||||||||||||
размеров выбираемого диапазона частиц из гистограммы, мкм. |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
Задача 2. 1. Вычислить габаритные размеры пылеосадительной |
|||||||||||||||||
камеры для улавливания пыли из воздуха, количество которого Q |
|
|
|||||||||||||||
(м3/ч), плотность 1,293 кг/м3, вязкость 0,02.10-3Па.с. Средний диаметр |
|||||||||||||||||
частиц пыли dч (мкм), плотность ч (кг/м3). |
|
|
|
Таблица 3 |
|||||||||||||
|
|
|
Исходные данные и варианты |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
10 |
|
Q, м3/ч |
3000 |
2000 |
1500 |
|
2500 |
|
2100 |
|
2700 |
|
2300 |
3100 |
2800 |
|
1700 |
|
|
dч, мкм |
80 |
110 |
120 |
|
100 |
|
110 |
|
|
90 |
|
80 |
100 |
120 |
|
80 |
|
ч,кг/м3 |
2200 |
700 |
800 |
|
500 |
|
1000 |
|
900 |
|
1300 |
1200 |
750 |
|
2100 |
|
9
Окончание табл. 3
|
Вариант |
11 |
12 |
13 |
|
14 |
|
15 |
16 |
|
17 |
|
18 |
19 |
20 |
|
|
Q, м3/ч |
3000 |
3500 |
3200 |
|
1800 |
|
4000 |
3700 |
|
3300 |
|
3000 |
3500 |
2900 |
|
|
dч, мкм |
100 |
110 |
80 |
|
90 |
|
100 |
120 |
|
80 |
|
70 |
90 |
60 |
|
|
ч,кг/м3 |
1500 |
1800 |
500 |
|
600 |
|
1900 |
500 |
|
2300 |
|
2250 |
2350 |
2550 |
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Задача 2.2. Определить эффективность осаждения частиц в пы- |
|||||||||||||||
|
леосадительной камере, которая имеет длину L (м), высоту Н (м), |
|||||||||||||||
|
ширину В (м). Расход воздуха через камеру Q (м3/ч), плотность ч |
|||||||||||||||
|
(кг/м3), вязкость газа 0,02.10-3Па.с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|||||||
|
|
|
|
Исходные данные и варианты |
|
|
|
|
||||||||
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
6 |
|
7 |
|
8 |
9 |
10 |
|
|
Q, м3/ч |
3000 |
2000 |
бА |
2300 |
|
3100 |
2800 |
1700 |
|
||||||
|
1500 |
2500 |
2100 |
2700 |
|
|
|
|||||||||
|
ч,кг/м3 |
2200 |
700 |
800 |
500 |
1000 |
900 |
|
1300 |
|
1200 |
750 |
2100 |
|
||
|
L, м |
2 |
5 |
1,5 |
8 |
2 |
2,5 |
|
1,5 |
|
2 |
3 |
1,5 |
|
||
|
Н, м |
0,5 |
1 |
0,5 |
1 |
0,5 |
0,7 |
|
0,5 |
|
0,6 |
0,8 |
0,5 |
|
||
|
В, м |
0,7 |
0,8 |
0,5 |
2 |
0,5 |
0,7 |
|
0,5 |
|
0,7 |
0,8 |
0,5 |
|
||
|
Вариант |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
17 |
|
18 |
19 |
20 |
|
||
|
Q, м3/ч |
3000 |
3500 |
3200 |
1800 |
4000 |
3700 |
|
3300 |
|
3000 |
3500 |
2900 |
|
||
|
ч,кг/м3 |
1500 |
1800 |
500 |
600 |
1900 |
500 |
|
2300 |
|
1250 |
550 |
750 |
|
||
|
L, м |
2 |
1,5 |
8 |
7 |
2 |
10 |
|
1,5 |
|
1,5 |
9 |
6 |
|
||
|
Н, м |
0,5 |
0,5 |
1 |
1 |
0,5 |
1 |
|
0,5 |
|
0,6 |
1 |
0,7 |
|
||
|
В, м |
0,5 |
0,6 |
2 |
1,5 |
0,5 |
1,8 |
|
0,5 |
|
0,8 |
1,6 |
1 |
|
||
|
|
|
ПРАКТИЧЕСК Я Р БОТА № 3 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Расчет циклона |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Цель работы: приобрести навыки расчета циклонов. |
|
|
|
||||||||||||
|
Методика расчета |
|
|
|
|
|
И |
|||||||||
|
|
|
Д |
|
|
|||||||||||
|
При проектировании циклона выбирают его геометрию, |
затем |
определяют размер, фракционную эффективность, перепад давления и потребную для данного циклона мощность. Эти расчеты основываются на данных о скорости потока, составе, температуре, давлении, концентрации пыли, также данных о дисперсном составе пыли.
Циклоны выбирают из числа серийных, исходя из производительности по газовому потоку. Расчет проводят методом последовательных приближений. Задаваясь типом циклона, определяют оптимальную скорость движения газа оп в сечении циклона диаметром D с учетом данных таблицы 5.
10
|
Оптимальная скорость движения газа в циклоне |
Таблица 5 |
|||||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тип циклона |
ЦН-15 |
ЦН-24 |
ЦН-11 |
СДК-ЦН-33 |
СК-ЦН-34 |
|
СК-ЦН-34м |
||||
оп, м/с |
4,5 |
3,5 |
|
3,5 |
|
|
2,0 |
1,7 |
|
2,0 |
|
РассчитываютдиаметрциклонаD(м),используяуравнениерасхода(1) |
|||||||||||
|
|
D |
|
|
, |
|
|
|
(1) |
||
|
|
|
4Q оп |
|
|
|
где Q – расход газа, м3/с.
Полученное значение следует округлить до ближайшего типо- |
||
Если |
||
вого значен я внутреннего диаметра циклона. В России и СНГ приня- |
||
Сты следующ е т повые внутренние диаметры циклонов: 200, 300, |
||
400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и |
||
3000 мм. |
|
расчетный диаметр циклона превышает его макси- |
|
бА |
|
мально допуст |
мое значение, то необходимо установить два или бо- |
лее параллельных ц клона.
По д аметру ц клона находят действительную скорость движе-
ния газа в ц клоне по формуле |
4 Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
(2) |
|
||
n D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где п – число циклонов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Действительная скорость газа в циклоне не должна отклоняться |
||||||||||
от оптимальной более чем на 15 %. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент гидравлического сопротивления одиночного ци- |
||||||||||
клона определяют по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k1 |
k2 500 , |
|
|
|
|
(3) |
|
|||
где k1 – поправочный коэффициент, учитывающий диаметр циклона (таб- |
||||||||||
|
|
|
|
|
И |
|||||
лица 6); k2 – поправочный коэффициент, учитывающий запыленность газа |
||||||||||
(таблица7); 500 – коэффициентгидравлическогоДсопротивления одиночно- |
||||||||||
гоциклонадиаметром500мм(таблица8). |
|
|
|
|
Таблица 6 |
|||||
Значение коэффициента k1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип циклона |
|
|
|
Значение k1 для D, мм |
|
|
|
|||
|
150 |
|
|
200 |
|
300 |
450 |
|
500 |
|
ЦН-11 |
0,94 |
|
0,95 |
|
0,96 |
0,99 |
|
1,0 |
|
|
ЦН-15, ЦН-24 |
0,85 |
|
0,90 |
|
0,93 |
1,0 |
|
1,0 |
|
|
СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН- |
1,0 |
|
|
1,0 |
|
1,0 |
1,0 |
|
1,0 |
|
34м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента k2 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Тип циклона |
|
|
|
|
|
|
Значение k2 при Свх, г/м3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
10 |
|
|
20 |
|
|
|
40 |
|
|
80 |
|
|
|
|
120 |
150 |
|
|
|||||
|
ЦН-11 |
|
1 |
|
|
0,96 |
|
|
0,94 |
|
|
|
0,92 |
|
|
0,90 |
|
|
0,87 |
– |
|
|
|||||||
|
ЦН-15 |
|
1 |
|
|
0,93 |
|
|
0,92 |
|
|
|
0,91 |
|
|
0,90 |
|
|
0,87 |
0,86 |
|
|
|||||||
|
ЦН-24 |
|
1 |
|
|
0,95 |
|
|
0,93 |
|
|
|
0,92 |
|
|
0,90 |
|
|
0,87 |
0,86 |
|
|
|||||||
|
ДК-ЦН-33 |
|
1 |
|
|
0,81 |
|
0,785 |
|
|
|
0,78 |
|
|
0,77 |
|
|
0,76 |
0,745 |
|
|
||||||||
|
К-ЦН-34 |
|
1 |
|
|
0,98 |
|
0,947 |
|
|
|
0,93 |
|
0,915 |
|
0,91 |
0,90 |
|
|
||||||||||
|
дравлипе в атмо- г - |
|
0,97 |
|
|
|
0,95 |
|
|
пе в атмо- |
вгидравли- |
||||||||||||||||||
|
К-ЦН-34м |
1 |
|
0,99 |
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
– |
– |
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица8 |
|||
|
Г дравл ческое сопротивление одиночного циклона диаметром 500 мм |
||||||||||||||||||||||||||||
|
Тип |
|
бА |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
Значен я 500 |
|
|
|
|
|
Тип |
|
|
|
|
|
Значения 500 |
|
|||||||||||||
|
цикло- |
при выхло- |
при выхлопе в |
|
циклона |
|
при выхло- |
|
привыхлопе |
|
|||||||||||||||||||
|
на |
|
сферу |
|
ческую сеть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сферу |
|
ческуюсеть |
|
||||||||||
|
ЦН-11 |
|
245 |
|
250 |
|
|
|
СДК-ЦН-33 |
|
|
|
|
520 |
|
|
600 |
|
|
||||||||||
|
ЦН-15 |
|
155 |
|
163 |
|
|
|
СК-ЦН-34 |
|
|
1050 |
|
1150 |
|
|
|||||||||||||
|
ЦН-24 |
|
75 |
|
80 |
|
|
|
СК-ЦН-34м |
|
|
|
|
– |
|
|
2000 |
|
|
||||||||||
|
Гидравлическоесопротивлениециклона определяютпоформуле |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где - плотность газа в расчетном сечении аппарата, |
кг/м ; - ско- |
|||||||||||||||||||||||||||
|
рость газа, м/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Эффективность очистки газа в аппарате определяют по формуле |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,51 Ф х , |
|
|
|
И |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5) |
|
|
||||||
|
где Ф(х) – табличная функция параметраДх (таблица 9). |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Функция параметра Х |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Значение Х |
|
-2,70 |
|
|
-2,0 |
|
|
|
-1,8 |
|
|
|
|
-1,6 |
|
|
|
|
|
-1,4 |
|
-1,2 |
|
|
||||
|
Ф(Х) |
|
-0,0035 |
|
0,0228 |
|
|
|
0,0359 |
|
0,0548 |
|
|
|
0,0808 |
|
0,1151 |
|
|
||||||||||
|
Значение Х |
|
-1,0 |
|
|
|
-0,8 |
|
|
|
-0,6 |
|
|
|
|
-0,4 |
|
|
|
|
|
-0,2 |
|
|
|
|
|||
|
Ф(Х) |
|
0,1587 |
|
0,2119 |
|
|
|
0,2743 |
|
0,3446 |
|
|
|
0,4207 |
|
|
|
|
||||||||||
|
Значение Х |
|
0 |
|
|
|
0,2 |
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
1,0 |
|
|
||
|
Ф(Х) |
|
0,5000 |
|
0,5793 |
|
|
|
0,6554 |
|
0,7257 |
|
|
|
0,7881 |
|
0,8413 |
|
|
||||||||||
|
Значение Х |
|
1,2 |
|
|
|
1,4 |
|
|
|
1,6 |
|
|
|
|
1,8 |
|
|
|
|
|
2,0 |
|
|
2,7 |
|
|
||
|
Ф(Х) |
|
0,8849 |
|
0,9192 |
|
|
|
0,9452 |
|
0,9641 |
|
|
|
0,9772 |
|
0,9965 |
|
|
12
Параметр х определяют по формуле
|
|
|
|
х lg d50 d50T |
1 |
|
|
, |
|
(6) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
lg2 T lg2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
где d50 |
и dT50 – размеры частиц, удаляющихся на 50 % в условиях ра- |
|||||||||||
|
боты данного и типового циклона соответственно; lg и |
lg T - сред- |
|||||||||||
|
нее квадратическое отклонение в функции распределения частиц по |
||||||||||||
|
размерам в условиях работы данного и типового циклона соответст- |
||||||||||||
|
венно. Значен я dT50 lg T приведены в таблице 10. |
Таблица 10 |
|||||||||||
|
цикл |
|
|
|
|
3 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Значения dT50 и lg Т для типового циклона |
|
|||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Тип она |
ЦН-24 |
ЦН-15 |
ЦН-11 |
|
СДК-ЦН-33 |
|
СК-ЦН-34 |
СК-ЦН-34м |
||||
|
dT50 |
|
8,5 |
4,5 |
3,65 |
|
2,31 |
|
|
|
1,95 |
1,3 |
|
|
lg Т |
|
0,308 |
0,352 |
0,352 |
|
0,364 |
|
|
|
0,308 |
0,340 |
Для т пового ц клона справедливы следующие значения: диаметр DТ = 0,6 м; плотность частиц чТ = 1930 кг/м ; вязкость газа Т = 22,2 10-6 Па с; скорость газа в сечении аппарата Т = 3,5 м/с.
В случае отклонения условий работы циклона от типовых раз-
мер частиц d50 находят по формуле |
|
|
|
||||||||
d50 d50T |
|
D DT чТ |
ч Т Т . |
(7) |
|||||||
Рассчитав эффективность, осуществляют выбор циклона. При |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Для. |
(8) |
||||
этом, если расчетное значение оказывается меньше требуемого по |
|||||||||||
условиям допустимогобвыбросаАпыли в атмосферу, то необходимо |
|||||||||||
выбрать другой тип циклона |
с большим значением коэффициента |
||||||||||
гидравлического сопротивления. |
|
ориентировочных расчетов |
|||||||||
можно пользоваться формулой 8 |
|
И |
|||||||||
|
1 |
|
|
1 1 |
2 |
|
1 |
|
D1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 2 |
|
2 D2 |
|
|
Для повышения эффективности пылеулавливания в поле центробежных сил применяют батарейные циклоны, которые состоят из множества циклонных элементов малого диаметра (40 250 мм), закрепленных в общем корпусе. Циклонные элементы могут быть с возвратным потоком или прямоточные, характеристики которых приведены в таблицах 11 и 12.
13
Таблица 11
Технические характеристики батарейных циклонов с возвратно-поточными элементами
|
Тип |
Число |
Оптималь- |
Пропуск- |
Коэффи- |
Тип направ- |
Область |
|
иклона |
элемен- |
наяскорость |
наяспо- |
циент |
ляющего |
применения |
С |
газавэле- |
собность, |
сопро- |
аппарата |
|
||
|
|
тов, шт |
|
||||
|
|
|
менте, м/с |
м3/с |
тивления |
элемента |
|
|
ЦБ- |
25; 30; |
4,5 |
5,5 16 |
90 |
розетка |
Очисткавысо- |
|
254Р |
40; 50; |
|
|
|
|
котемператур- |
|
|
60; 80 |
|
|
|
|
ныхгазов(до |
|
и |
|
|
|
400оС)отзолы |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ипыли |
|
БЦ-2 |
20; 25; |
4,5 |
4,2; 5,25; |
65 |
розетка |
Очистка не |
|
|
30; 36; |
|
6,3; 8,55; |
|
|
воспламе- |
|
|
42; 46 |
|
9,2; 11,7 |
|
|
няющихся и |
|
ПБЦ |
24; 36; |
3,5 |
3,3; 7; |
120 |
полуули- |
пожаровзры- |
|
|
48; 92; |
|
9,7; 13,9; |
|
точный |
воопасных |
|
|
116; |
|
20,8; 27,8 |
|
|
аэрозолей с |
|
|
140 |
|
|
|
|
температу- |
|
|
|
|
|
|
|
рой до 150 оС |
Расчеты циклонов, ра отающих параллельно в групповой установке, выполняют так же, как и одиночных.
Задаются оптимальной скоростью потока оп |
в пределах 3,5 5 |
||
|
Д |
|
|
м/с. Нижний предел лимитируется опасностью забивания направ- |
|||
ляющего аппаратабА, верхний – интенсификацией абразивного износа |
|||
элементов и уноса пыли. |
|
|
|
РассчитываютрасходгазачерезодинэлементQ1,используяформулу1. |
|||
Количество элементов N определяют по формуле |
|
||
|
N QQ . |
|
(9) |
|
1 |
|
|
Принимают типовую конструкцию батарейного циклона с близкой |
|||
пропускной способностью и числом элементов таким образом, чтобы ско- |
|||
ростьвотдельномэлементеневыходилазапределыоптимальныхзначений. |
|||
По уточненной скорости потока в элементе определяют гидрав- |
|||
лическое сопротивление циклона по формулеИ4. Коэффициент гид- |
равлического сопротивления определяют по таблице 11. Эффективность очистки газа в элементе циклона определяют по
методике расчета одиночного циклона. Значения dT50 и lg T приведены в таблице 13.
14
|
Значения |
|
dT50 полученыдляэлементовтипа«розетка»и«энергоуголь» |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
призначениях Т =4,5м/с; Т |
=23,710-6Пас; чТ =2200кг/м3;дляпрямоточ- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ных Т =12м/с; Т |
=18,810-6Пас; чТ=2200кг/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 12 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Технические характеристики батарейных циклонов |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
С |
|
с прямоточными элементами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Тип цикло- |
|
Количество |
|
Количество элемен- |
|
Пропускная |
|
|
|
|
Область |
|||||||||||||||||||||||||
|
на |
|
|
|
секц й |
|
тов в одной секции |
|
способность, |
|
|
|
применения |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по длине |
по ширине |
|
|
|
м3/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
и |
|
|
8 16 |
|
|
|
8,5 27,3 |
|
Очистка от круп- |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
БЦ 1 8 8 |
|
|
1 |
|
|
|
8 11 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
БЦ 1 11 16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ной золы, продук- |
|
|||||||||
|
БЦ 2 5 6 |
|
|
2 |
|
|
|
5 11 |
|
|
6 16 |
|
|
|
|
8 54,7 |
|
тов сгорания паро- |
|
||||||||||||||||||
|
БЦ 2 11 16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
генераторов про- |
|
|||||||||
|
БЦ 3 8 9 |
|
|
бА |
|
|
|
|
|
|
|
|
изводительностью |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
33,5 |
|
|
|
|
|
|
25 320 т/ч |
|
|||||||||||
|
БЦ 4 8 9 |
|
|
4 |
|
|
|
8 11 |
|
|
9 18 |
|
|
|
38,7 121 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
БЦ 4 11 18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
БЦУ-М |
|
|
|
1 2 |
|
10 14 |
|
|
7 24 |
|
|
|
13 240 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Значения dT50 и lg Т для типового циклона |
|
|
|
Таблица 13 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Характери- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип элемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
стики |
|
|
|
розетка, |
|
розетка, |
|
энерго- |
|
|
энерго- |
|
прямоточ- |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
=25о, |
|
=30о, |
|
|
|
уголь, |
|
|
|
|
уголь, |
|
ный, D=250 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
D=250 мм |
|
D=250 мм |
|
D=250 мм |
|
D=230 мм |
|
|
|
мм |
|
|||||||||||||||||||||
|
dT50 |
|
|
|
3,85 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2,85 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
||||||
|
lg T |
|
|
|
0,46 |
|
|
|
|
0,46 |
|
|
|
0,325 |
|
|
|
|
0,325 |
|
|
|
|
0,325 |
|
|
|
||||||||||
|
Задача 3.1. Выбрать циклон для очистки от пыли отходящих га- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
зов, если объемный расход газа |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||||||||||||||
|
ДQ м /ч, плотность газа =0,95 кг/м , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
плотность частиц пыли ч кг/м3, концентрация пылегазовой смеси Свх |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
г/м3, вязкость 22,2.10-6 Па.с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные и вариантыИ |
||||||||||||||||||||||||||||
|
Вариант |
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
8 |
|
|
9 |
|
10 |
|
|
|
||||||||
|
Q,м3/ч |
|
6000 |
|
7000 |
6500 |
|
7500 |
|
|
6100 |
|
7700 |
|
|
8300 |
|
7100 |
|
5800 |
|
6700 |
|
|
|
||||||||||||
|
Свх, г/м3 |
|
10 |
|
20 |
|
40 |
|
80 |
|
|
120 |
|
|
150 |
|
|
10 |
|
20 |
|
|
40 |
|
80 |
|
|
|
|||||||||
|
ч кг/м3 |
|
2200 |
|
2150 |
|
2000 |
|
2100 |
|
|
2120 |
|
2150 |
|
|
2300 |
|
2200 |
|
2700 |
|
2100 |
|
|
|
15
Окончание таблицы 14
Вариант |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
Q,м3/ч |
8000 |
9500 |
7200 |
6800 |
9000 |
8700 |
9300 |
10000 |
8500 |
8900 |
вх, г/м3 |
120 |
150 |
10 |
20 |
40 |
80 |
120 |
150 |
10 |
20 |
ч кг/м3 |
1500 |
1800 |
2500 |
2600 |
1900 |
2500 |
2300 |
2250 |
2350 |
2550 |
Задача 3.2. Рассчитать батарейный циклон (требуемое количество элементов и гидравлическое сопротивление) для улавливания пыли из газа, кол чество которого Q м3/с, плотность газа 0,8 кг/м3. Для эффективной работы ц клона отношение перепада давления в циклоне к плотности газа должно быть в пределах 550-750.
С |
|
Исходные данные и варианты |
|
Таблица 15 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
|
7 |
|
8 |
9 |
10 |
|
|
Q,м3/ч |
|
5,3 |
7,1 |
|
6,5 |
7,5 |
|
6,1 |
|
4,7 |
|
|
5,9 |
|
7,1 |
5,8 |
6,7 |
|
|
|
|
|
11 |
12 |
|
13 |
14 |
|
15 |
|
16 |
|
|
17 |
|
18 |
19 |
20 |
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
|
|
|
|
6,8 |
|
5,0 |
|
8,7 |
|
|
4,3 |
|
5,2 |
4,7 |
5,5 |
|
||
|
Q,м /ч |
4,8 |
9,5 |
7,2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
ПРАКТИЧЕСК Я Р БОТА № 4 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Расчет рукавного фильтра |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Цель работы: прио рести навыки расчета рукавного фильтра. |
||||||||||||||||||
|
|
Методика расчета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
бА |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Основной характеристикой тканевого фильтра является общая |
||||||||||||||||||
|
поверхность его рукавов |
|
F z d l |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
где z – общее число рукавов в аппарате. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Так как во время работы фильтра с обратной продувкой часть |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|||||||||
|
его рукавов zпр отключается на регенерацию, общая площадь поверх- |
|||||||||||||||||||
|
ности рукавов |
|
|
|
|
|
|
|
z |
И |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F F |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф z zпр |
где Fф – расчетная поверхность фильтрования в аппарате, м2.
При импульсной продувке принимают F = Fф.
В фильтрах, имеющих n самостоятельных секций, количество рукавов, одновременно подвергающихся продувке,
z zпр n
16
Дляодносекционныхфильтровможнопринятьzпр =(0,15 0,20)z. Расчет рукавного тканевого фильтра сводится к определению общей поверхности фильтрования Fф и числа фильтров или секций.
Расчетная поверхность фильтрования определяется по формуле
С |
F |
Qг Qпр Qпв |
|
|
|||
ф |
vср |
||
|
|||
где Qг – расход запыленного газа, поступающего в аппарат, м3/с; Qпр = |
(0,10,2)Qг – расход продувочного воздуха, м3/с (меньшие значения принимают для с нтет ческих тканей, чтобы предотвратить их переочистку); Qп.в – расход подсасываемого в аппарат воздуха, м3/с; vф – допускаемая удельная нагрузка тканевого фильтра по газу (значения этой вел ч ны для разл чных видов тканей приведены выше), м/с.
Расход подсасываемого воздуха зависит от температуры запыленного газа, поступающего в фильтр. Если запыленный газ подходит
к |
с температурой Тг < Тд, то количество подсасываемого воз- |
|||||
духафильтрупр н мают Qп в = (0,05 0,10)Qг |
|
|
||||
Рассч танная поверхность фильтрации должна быть проверена |
||||||
на допуст мую запыленность ткани |
|
|
|
|||
|
|
|
F Gн |
|
|
|
|
|
|
ф |
G |
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
где Gн – исходное количество пыли в газе, поступающем в рукавный |
||||||
фильтр, |
кг/с; |
Gд |
– допустимая |
удельная |
запыленность |
ткани; |
Gд = (0,2 0,3) |
10–3 |
кг/(м2 с). |
|
|
|
|
ПериодыбАработы фильтра между регенерациями встряхиванием |
||||||
или продувкой ориентировочно можно определить в зависимости от |
||||||
входной запыленности по таблице 16. |
Таблица 16 |
|||||
|
|
|
|
|
||
Длительность фильтроцикла рукавного фильтра в зависимости от ис- |
||||||
|
|
|
ходной запыленностиДгаза |
|||
Входная запыленность, г/м3 |
5 |
10 |
20 |
|||
Периоды между регенерацией, мин |
10–12 |
8–9 |
4–7 |
Задача 4.1. Найти общее число рукавовИрукавного фильтра для улавливания отходящих газов трубчатой печи, если расход газов составляет Q м3/ч. Диаметр рукава d мм, длина – l мм, допустимая скорость фильтрации 0,02 м/с. Исходное количество пыли в газе Gн
17
Таблица 17
Исходные данные и варианты
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Q м3/ч |
1500 |
2000 |
3000 |
1200 |
1400 |
1700 |
1600 |
1800 |
1900 |
2100 |
|
d мм |
120 |
190 |
150 |
140 |
170 |
200 |
158 |
169 |
180 |
210 |
|
l мм |
2000 |
1900 |
1800 |
1700 |
1400 |
1850 |
1500 |
2200 |
2100 |
2500 |
|
Gн, кг/с |
5 |
10 |
20 |
5 |
10 |
20 |
5 |
10 |
20 |
5 |
|
Вариант |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
Q м3/ч |
1600 |
1800 |
1100 |
1222 |
1300 |
2000 |
1500 |
1800 |
2200 |
2800 |
|
d мм |
200 |
180 |
125 |
200 |
167 |
180 |
145 |
159 |
152 |
190 |
|
и |
1700 |
1500 |
1200 |
1530 |
1400 |
1600 |
2000 |
|||
|
l мм |
1900 |
1800 |
1800 |
|||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Gн, кг/с 10 20 |
5 |
10 |
20 |
5 |
10 |
20 |
5 |
10 |
||
|
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5 |
|
|
|
|||||
|
|
работы |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Расчет полого скруббера |
|
|
|
||||
|
Цель |
|
: пр |
о рести навыки расчета полых скрубберов. |
|||||||
|
|
|
А |
|
|
|
Методика расчета.
Расчеты параметров полых газопромывателей с определением степени очистки по вероятностному методу выполняют в следующем порядке.
2.Пересчитывают дисперсныйДсостав пыли из интегрального вида в дифференциальный по фракциям. ляИэтого определяют среднее арифметическое между соседними диаметрами частиц (принимая за первое значение d = 0). Для средних значений d определяют разность g (принимая за первое значение 100%).
3.Рассчитывают медианный диаметр частиц dт по формулеd , мкм.1.Определяютнеобходимую эффективность очисткипоформуле
m5
gi
i 1
4. Рассчитывают стандартное отклонение по формуле
18
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
gi dm di 2 |
, мкм |
||
|
|
5 |
|
|||
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
gi |
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
5. Определяют основные размеры полого скруббера. Для этого |
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
принимают скорость газа в скруббере около 1 м/с, перепад давле- |
||||||
ния Р порядка 200 250 Па и выбирают величину удельного ороше- |
||||||
ния т в пределах 0,5 10-3 8 10-3 м3. |
|
|
|
|||
Определяют д аметр скруббера по формуле |
||||||
|
|
D |
|
, м. |
||
Если |
4Q |
|||||
Высота аппарата h = 2.5D. |
|
|
|
|||
размеры аппарата слишком велики (D 3м), то к установке |
||||||
выбирают несколько аппаратов. Для этого вычисляют площадь сече- |
||||||
бА |
||||||
ния скруббера делят её на вы ранное количество параллельных ап- |
||||||
паратов, а затем выч |
сляют диаметр и высоту одиночного аппарата. |
|||||
6. Определяют расход жидкости на орошение по формуле |
||||||
|
|
|
L m Q, м3/с |
|||
7. Определяют |
нерционные параметры I для фракций частиц |
|||||
заданного состава по формуле |
|
|
|
|||
|
i di2 ч Ci 18 l , |
где СI – поправка Кеникгема; - динамическая вязкость газа ( 19,3 10- |
||||||||||||||||||
6Па с); l – определяющий размер (диаметр капли орошающей жидко- |
||||||||||||||||||
сти равна 1 10-3 |
м), м. |
|
|
Д |
|
|
||||||||||||
|
|
|
Поправка Кенингема |
|
|
|
|
Таблица 18 |
||||||||||
d 106,м |
0,003 |
0,01 |
0,03 |
|
0,1 |
|
|
0,3 |
|
|
|
1,0 |
3,0 |
10 |
|
|||
С |
90 |
24,5 |
7,9 |
|
2,9 |
|
|
1,57 |
|
И |
|
|||||||
|
|
|
|
|
1,16 |
1,03 |
1 |
|
||||||||||
8. Определяют коэффициенты захвата частиц определенных |
||||||||||||||||||
фракций для противоточного орошения в скруббере по формуле |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
i |
|
|
|
2 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
i |
0.35 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
9. Определяют значения парциальных коэффициентов очистки |
||||||||||||||||||
для скруббера с противоточным орошением по формуле |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 L |
|
h |
|
|
|
||||||||
|
|
|
фi 1 exp |
|
|
i |
|
|
к |
|
|
, |
|
|
|
|||
|
|
|
|
2 Q dк к |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где dк – диаметр капли орошающей жидкости, м; к – скорость осаждения капли (1,12 м/с).
19