№5 Лабораторная работа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Кафедра Экологии

Практическое задание № 5

Вариант № *

«Очистка воздуха от аэрозольных примесей. Типовой расчет циклона»

Выполнил студент группы ****** ______________ ************

Проверила __________________ *******

Москва 2003

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы - вычислить параметры, необходимые для выбора оборудования: - диаметр циклона 𝐷ц , м;

- реальная эффективность очистки воздуха (газа) 𝜂р ;

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

- концентрация пыли на выходе аппарата Свых, г ⁄м3.

Варианты для выполнения задания.

Исходные данные для расчета циклона

№ варианта	Тип циклона	Q	p,	, Па*с	, мкм	,
*	ЦН-24	16	1,29	17,3	30	10	2000	0,80

Поправочный коэффициент K1

Dц,м	ЦН-24
0.2	0.90
0.3	0.93
0.4	1.00
	1.00

Поправочный коэффициент K2

Тип циклона	,
	0	10	20	40	80	120	150
ЦН-24	1.00	0.95	0.93	0.92	0.90	0.87	0.86

Коэффициент гидравлического сопротивления

Характеристики циклона

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Аэрозоли – дисперсные системы, которые состоят из взвешенных в газовой среде (чаще всего в воздухе) мелких частиц. Аэрозоли могут содержаться в выбросах в виде пыли (аэрозоль с твердой дисперсной фазой) или тумана (аэрозоль с твердой дисперсной фазой). Для очистки от пыли используют четыре класса аппаратов: сухие пылеуловители, мокрые пылеуловители, фильтры и электрофильтры. Циклоны – наиболее распространенные установки сухого пылеулавливания (рис. 5.1).

Газовый поток вводится в циклон через патрубок 1 по касательной к внутренней поверхности корпуса 2 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц от газа происходит за счет поворота газового потока в бункер на 180 градусов. Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу 3.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Для расчета циклона необходимо знать:

- тип циклона;

- количество очищаемого воздуха при рабочих условиях Q, м 3 /с;

- плотность газа при рабочих условиях 𝜌, кг⁄м3;

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

- концентрация пыли на входе циклона Свх, г ⁄м3;

- плотность частиц 𝜌ч , кг⁄м3; - требуемая эффективность очистки газа 𝜂;

- диаметр частиц, реально осаждаемых с эффективностью 50% 𝑑зд, мкм;

- дисперсное состояние пыли 𝑙𝑔𝛿, 𝑙𝑔𝛿𝑇.

Расчет циклона проводится методом последовательных приближений в следующем порядке:

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

2. Определить внутренний диаметр циклона D по формуле:

Отсюда, по таблице 2 выбирается значение внутреннего диаметра циклона Dц, ближайшее к полученному значению диаметра D.

2.0< D <2.2 Ближе к 2.2

Dц=2.2м

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

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

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

Полученное значение 𝑑50 должно быть меньше заданного 𝑑зад. Если это условие не выполняется, то необходимо выбрать циклон с меньшим значением 𝑑т 50.

Необходимо рассчитать параметр X по формуле:

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

Эффективность очистки воздуха в циклоне:

Полученное значение 𝜂р необходимо сопоставить с требуемым 𝜂. Если 𝜂р < 𝜂, то следует выбрать другой циклон – с меньшими значениями 𝜔опт и 𝑑т 50

Концентрация пыли на выходе из циклона:

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

Гидравлическое сопротивление циклона:

где 𝜌 - плотность газа при рабочих условиях кг⁄м3, 𝜔р - реальная скорость воздуха в циклоне, м/с.

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

де K3 – коэффициент запаса мощности, K3=1,2; 𝜂м - КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору (𝜂м = 0,8); 𝜂в - КПД вентилятора (𝜂в = 0,8).

Основные результаты	м			X
значения	2.13

Вывод:

После выполнения лабораторной рабы на очистку воздуха от аэрозольных примесей, мы можем сделать вывод, что очистка крайне необходима для защиты нашей окружающей среды. Рассчитав все значения, мы получили необходимую мощность привода для очистительного устройство, что составило 24 кВт. Данная процедура необходима , но стоит задуматься о том , как уменьшить потребляемую мощность.