МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени

федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра: “Экология, безопасность”

Отчёт по лабораторной работе №6

на тему: “Очистка воздуха от аэрозольных примесей.

Типовой расчет циклона.”

по дисциплине: «Информационная экология»

Выполнила: студентка группы БФИ 2001

Ахматова А.И.

Проверил:Бейль Т. О.

Вариант №2

Москва 2022

1 Цель работы

Цель работы - вычислить параметры, необходимые для выбора оборудования:

• диаметр циклона , м;

• реальная эффективность очистки воздуха (газа) ;

• мощность привода устройства для подачи воздуха к циклону N, Вт;

• концентрация пыли на выходе аппарата , г/м³.

Для расчета циклона необходимо знать:

• тип циклона;

• количество очищаемого воздуха при рабочих условиях Q, м³/с;

• плотность газа при рабочих условиях 𝜌, кг/м³;

• динамическая вязкость газа 𝜇,Па∙с, при рабочей температуре;

• концентрация пыли на входе циклона , г/м³;

• плотность частиц 𝜌_ч, кг/м³;

• требуемая эффективность очистки газа 𝜂;

• диаметр частиц, реально осаждаемых с эффективностью 50% 𝑑_зд, мкм;

• дисперсное состояние пыли 𝑙𝑔𝛿, 𝑙𝑔𝛿_𝑇.

2 Чертёж аппарата

3 Алгоритм вычисления

Расчет циклона проводится методом последовательных приближений в следующем порядке:

1. Зная тип циклона, по таблице 1 выбрать:𝑑_{т 50}- диаметр, мкм, частиц, осаждаемых с эффективностью 50%, и 𝜔_опт, м/с – оптимальную скорость воздуха (газа) в аппаратуре.

2. Определить внутренний диаметр циклона D по формуле:

Где Q, количество очищаемого воздуха, м³/с; 𝜔_опт- скорость движения газа в циклоне.

3. По таблице 2 выбирается значение внутреннего диаметра циклона D_ц, ближайшее к полученному значению диаметра D.

4. По выбранному диаметру циклона определяется действительная скорость движения воздуха в циклоне:

5. Действительная скорость в циклоне не должна откланяться от оптимальной более чем на 15%:

При отклонении более чем 15% выбирают другой тип циклона.

6. Диаметр частиц, реально осаждаемых с эффективностью 50% при рабочих условиях, 𝑑₅₀ определяют по формуле:

Полученное значение 𝑑₅₀ должно быть меньше заданного 𝑑_зад. Если это условие не выполняется, то необходимо выбрать циклон с меньшим значением 𝑑_{т 50}.

7. Необходимо рассчитать параметр X по формуле:

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

9. Эффективность очистки воздуха в циклоне:

Полученное значение 𝜂_р необходимо сопоставить с требуемым 𝜂.

Если 𝜂_р<𝜂, то следует выбрать другой циклон – с меньшими значениями 𝜔_опт и 𝑑_{т 50}.

10. Концентрация пыли на выходе из циклона:

11. Для определения гидравлического сопротивления циклона необходимо найти коэффициент гидравлического сопротивления циклона:

Где K1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона (таблица 3);

K2 – поправочный коэффициент на запыленность воздуха (таблица 4); 𝜉₅₀₀ - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм (таблица 5).

12. Гидравлическое сопротивление циклона:

Где 𝜌– плотность газа при рабочих условиях кг⁄м³,𝜔_р– реальная скорость воздуха в циклоне, м/с.

13. Величина гидравлического сопротивления ∆𝑃 и объемный расход Q очищаемого газа (воздуха) определяют мощность N привода устройства для подачи газа к циклону:

Где K3 – коэффициент запаса мощности, K3=1,2;

𝜂_м - КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору (𝜂_м = 0,8);

𝜂_в - КПД вентилятора (𝜂_в = 0,8).

4 Таблица заданий

Таблица 1 - Характеристикициклона.

Параметр	ЦН-24	ЦН-15	ЦН-11
𝜔оптм/с	4,5	3,5	3,5
dТ50мкм	8,5	4,5	3,65
𝑙𝑔𝛿	0,8	0,8	0,8
𝑙𝑔𝛿𝑇	0,308	0,352	0,352

Таблица 2 – Типовые значения внутреннего диаметра циклона.

Параметр	Типовые значения
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

Таблица 3 - Поправочный коэффициент К1

Dц,м	ЦН-11	ЦН-15,ЦН-24
0,2	0,95	0,90
0,3	0,96	0,93
0,4	0,99	1,00
≥0,5	1,00	1,00

Таблица 4 - Поправочный коэффициент К2

Тип циклона	Свх г/м3
	0	10	20	40	80	120	150
ЦН-11	1,00	0,96	0,94	0,92	0,90	0,87	0,85
ЦН-15	1,00	0,93	0,92	0,91	0,90	0,87	0,86
ЦН-24	1,00	0,95	0,93	0,92	0,90	0,87	0,86

Таблица 5 - Коэффициент гидравлического сопротивления

Тип циклона	ЦН-24	ЦН-15	ЦН-11
	75	155	245

Таблица 6–Исходные данные для расчёта циклона

Вариант	Тип циклона	Q м3/с	𝜌, кг⁄м3	𝜇,Па∙с	𝑑зад, мкм	С вх ,г⁄м3	𝜌ч, кг⁄м3	𝜂
2	ЦН-24	16	1,29	17,3	30	10	2000	0,80

5 Расчёты

Параметр	ЦН-24	ЦН-15	ЦН-11
𝜔оптм/с	4,5	3,5	3,5
dТ50мкм	8,5	4,5	3,65
𝑙𝑔𝛿	0,8	0,8	0,8
𝑙𝑔𝛿𝑇	0,308	0,352	0,352

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

13,1802% ≤ 15% , что является верным

6. 

, условие выполняется

7. = 0,154516 (0,5959)

8. 

9. 

10. 

11. 

12. 

13. 

6Основные результаты

Параметры, необходимые для выбора оборудования
Диаметр циклона,
Реальная эффективность очистки воздуха (газа)
Мощность привода устройства для подачи воздуха к циклону
Концентрация пыли на выходе аппарата
Данные, необходимые для расчёта циклона
Тип циклона	ЦН-24
Количество очищаемого воздуха при рабочих условиях
Плотность газа при рабочих условиях
Динамическая вязкость газа при рабочей температуре
Концентрация пыли на входе циклона
Плотность частиц
Требуемая эффективность очистки газа
Диаметр частиц, реально осаждаемых с эффективностью ; =
Дисперсное состояние пыли =

7 Вывод

Был изучен материал по расчёту циклона и были получены параметры, необходимые для выбора оборудования.