СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

1 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЦИКЛОНА

Расчет циклонов ведут методом последовательных приближений

Таблица 1. Параметры, определяющие эффективность циклонов

ωоп – скорость движения газа в циклоне, м/с.

50 – оптимальный диаметр частиц, осаждаемых с эффективностью

50 %, мкм.

lg η – стандартное отклонение функции распределения парциальных коэффициентов очистки.

Расчет начинают с циклона, для которого диаметр частиц пыли

должен быть ориентировочно в 2 раза больше, чем 50. dм > 2dт50,

где м – медианный размер частиц, то есть такой размер, при котором количество частиц крупнее dм равно количеству частиц мельче dм.

Диаметр циклона вычисляется по формуле:

где Q – количество очищаемого газа, м3/с;

N – количество циклонов.

Полученное значение диаметра D округляется до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона Dц (табл. 2).

2

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

При диаметре циклона более 2,0 м увеличиваем количество циклонов. Количество циклонов принимается кратное 2. Типовые значения внутреннего диаметра циклона представлены в таблице 2.

Таблица 2. Типовые значения внутреннего диаметра циклона

Dц, м 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0

По выбранному диаметру циклона находится действительная скорость движения газа в циклоне:

Действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на

100 ∙ | Р−оп| ≤ 15 %.

оп

При отклонении более чем 15 % выбирают другой тип циклона.

Параметр d50 определяют следующим образом.

d50 – диаметр частиц, осаждаемых с эффективностью при рабочих условиях.

Величина d50 определяется по формуле:

Значение соответствует следующим типовым параметрам работы циклона:

3

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ωт = 3,5 м/с; Dт = 0,6 м;

ρчт = 1930 кг/м3;

μт = 22,2·10-6 Па·с.

С учетом этих значений формула (3) принимает вид:

Полученное значение 50 должно быть меньше M (заданного). Если это не выполнятся, то необходимо выбрать другой циклон с меньшим значением 50.

Расчет параметра определяют по формуле:

табл. 7).

По величине параметра X определяют значение нормальной функции распределения Ф(Х) – полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях:

Определятся эффективность очистки газа в циклоне (η):

4

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Полученное значение сопоставляют с требуемым. Если η окажется меньше требуемого, то необходимо выбрать другой тип циклона с меньшим

где К1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона (табл. 3);

К2 – поправочный коэффициент на запыленность газа (табл. 4); ζ500 – коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона

диаметром 500 мм (табл. 5).

Определение поправочного коэффициента К1 – по таблице 3.

Таблица 3. Определение поправочного коэффициента К1

Определение поправочного коэффициента К2 производим по таблице 4

Таблица 4. Определение поправочного коэффициента К2

5

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Определение коэффициента гидравлического сопротивления ζ500

производим по таблице 5.

где ρ – плотность газа, кг/м3;

ωp – скорость газа в циклоне, м/с.

Расчет мощности привода подачи газа. Величина гидравлического сопротивления и объемный расход (Q, м3/с) очищаемого газа определяют мощность (N, Вт) привода устройства для подачи газа к циклону:

где Кз – коэффициент запаса мощности (Kз = 1,2);

м – КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору

( м = 0,8);

в – КПД вентилятора ( в = 0,8).

Определение концентрации пыли на выходе из циклона, г/м3:

6

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2 РАСЧЕТ

Исходные данные

Оборудование – крекинг-установка. Q = 10 м3/с;

ρ = 1,29 кг/м3; d = 16 мкм; lgδ4 = 0,25; Cвх = 20 г/м3;

ρч = 2600 кг/м3;

η = 0,8; μ = 17,3·10-6.

Исходя из заданного размера частиц пыли (dм= 6 мкм), вычисляем dT50

– диаметр частиц, осаждаемых с эффективностью 50 %: d50T = 16/2 = 8 мкм

Округляем до ближайшего типового значения dT50 в таблице 1: dT50 = 4,6 мкм

Выбираем циклон, соответствующи этому значению: ЦН-15 (табл. 1).

ωоп = 3,5 м/с; dT50 = 4,6 мкм; lg δηT = 0,352

Определяем диаметр циклона по формуле (1):

4 · 10= √3,14 · 3,5 · 1 = 1,9 м

По таблице 2 выбираем ближайшее значение типового диаметра:

Dц= 2 м.

По выбранному диаметру циклона находим действительную скорость движения газа в циклоне по формуле (2):

4 · 10= 3,14 · 22 = 3,18 м/с

7

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15 %.

Полученное значение d50 должно быть меньше dм (заданного). Если это не выполнятся, то необходимо выбрать другой циклон с меньшим значением d50T.

d50 = 7,4 < dм = 16 мкм Расчет параметра X по формуле (5):

где lgTη – стандартное отклонение функции распределения парциальных коэффициентов очистки (табл. 1);

lgTч – стандартное отклонение размеров частиц пыли (параметр из табл.

7).

По величине параметра Х определяем значение нормальной функции распределения Ф(Х), Ф(Х) – полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях по формуле (6):

1 Ф(Х) = 1 − 5,8 · 0,77 + 0,5 = 0,79

Определяем эффективность очистки газа в циклоне (η) по формуле (7):

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Полученное значение сопоставляем с требуемым.

0,89 > 0,8

Т.к. полученное значение больше требуемого, тип циклона не меняем.

Определяем коэффициент гидравлического сопротивления циклона ζ по формуле (8):

ζ = 1 · 0,92 · 155 = 143

где K1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона (табл. 3);

K2 – поправочный коэффициент на запыленность газа (табл. 4);

ζ500 – коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм (табл. 5).

Вычисляем гидравлическое сопротивление циклона по формуле (9):

= 143 · 1,29 · 3,182 = 933 Па 2

Расчет мощности привода подачи газа (10):

ηм – КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору (ηм

= 0,8);

ηв – КПД вентилятора (ηв = 0,8).

Определяем концентрацию пыли на выходе из циклона по формуле

(111):

Свых = 20 · (1 – 0,8) = 4 г/м3

Выводы: циклон ЦН-11, Dц = 2 м, η = 0,8, N = 1745 Вт; Свых = 4 г/м3.

9