книги из ГПНТБ / Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров

с = 0,92 ( А - ) 0 ' 2

6 .

(П.З)

При диаметрах d4—0,0l

м и dn

= 0,2

м величина с

будет равна 0,422.

Тогда скорость витания шарообразных частиц в

пылепроводе

и —

/ ^ 9

' 8 Ь 0 ' 0 1 ( 2 6 0 ° — 1.2) Гj

~

У

3.0,422-1,2

L

= 25,8

м/сек.

быть больше-скорости

витания частиц, т. е. больше

17 м/сек.

Как

показал опыт

эксплуатации пылеуловителей

станков

шарошечного

бурения, при скорости потока в

Производительность

компрессоров

станков

СБШ-200, СБШ-250 и БАШ-250 составляет

около

ном) направлении, т. е.

,Ш2

cS4o2 у

(IIA)

—— + mg >

— - S — ,

где и — скорость

потока

перед огибанием перегород­

ки; R — средний

радиус

криволинейного

потока;

с —

коэффициент сопротивления, зависящий от числа

Re;

5 Ч

— сечение частицы; ѵр

— скорость движения части­

цы

в радиальном направлении;

у— удельный

вес

среды.

Из формулы

(II.4) после преобразований, учиты-

nd\

nd34y4

вая, что о ч =

и m =

,

можно

найти ра-

4

6g

дпалыіую скорость выделяющихся

частиц

Далее, считая, что выделение твердой

фазы проис­

ходит при повороте потока иа 180°, можно

найти чис-

ло частиц,

оседающих в

1 сек

из

единицы площади

потока,

(И-6)

где А' — число частиц в единице

объема.

Зная число оседающих частиц и поступающих в

поток NQ за то же время, можно написать

диффе­

ренциальное

уравнение

уменьшения

концентрации

пыли

Г'

NQ

=

_ _ L . J « ,

(п.7)

N

dx

где В — ширина камеры,

м; Q — количество

воздуха,

м3 /сек.

Разделив переменные,

получим

i r i / W F ¥ ) î * ~ î > -

<"-8>

О

Nn

где NK,

Nn — соответственно

конечная и

начальная

концентрация пыли.

Проинтегрируем выражение

(II.8):

in NK

2nRB

JV„

Q

Потенцируя

формулу

(II.9)

и рассматривая

сте-

пень очистки как ті = — ен

—, можно найти

эффектив­

ность работы пылеосадителыюй

камеры

2nRB T / V i f e

+ J!L)

T) =

1 — e

.

Щ.Ю)

Из

формулы

(11.10) видно,

что

теоретически

эф­

сит в основном от плотности и

дисперсности аэрозо­

лей, плотности, скорости и радиуса

криволинейного

потока и объема очищаемого воздуха.

При ширине камеры 0,8 м, высоте

1 м, длине 0,9 м,

# = 0,25 м, <уч =25 500 н/м3 ,

у = П , 7 7 н/м3 ,

лонов

и ротоклонов определяется

продолжительно­

стью

пребывания

в

них

запыленного

воздуха,

в

течение

которого

все

ча­

стицы

размером

больше

dn

достигнут

поверхности

осаждения. Время

пребы­

вания

потока в них

умень­

шается

с

уменьшением

разности

и суммы

радиу­

сов

Ri

и R->.

Скорость

выделения

частиц

пыли

из криволи­

нейного потока

повышает­

ся с увеличением их мас­

сы. Поэтому

циклоны,

ба­

тарейные

циклоны

и

ротоклопы

могут

эффек­

тивно

применяться

для

улавливания

более

круп­

ных

или

утяжеленных

частиц

пыли.

Практикой

установле­

но, что степень

пылеулав­

ливания

в

циклопах зна­

чительно выше, чем в ба­

тарейных

циклонах.

Од­

нако

по

сравнению

с

обычными

циклопами

бо­

лее

эффективны

циклоны

с

обратными

конусами

(рис.

6)

[161. Их

особен­

Рис. 6.

Циклом

с

ооратным

ностью

является

то,

что

пылевоздушный

поток

в

конусом

нижней

части

циклона

постепенно

удаляется

от

его оси и соответственно от очищенного

восходящего

потока.

Известно, что эффективность

работы

циклонов

оп­

ределяется их

геометрическими

параметрами

и

аэро-

при этом SBX

—ab, где о = 36, тогда

6 = 0,072 м и а =

= 0,22 м;

диаметр

выхлопного

патрубка

DR = ( - ^ - у / = = 0,356 м;

диаметр

циклона при толщине

стенки

входного

патрубка б

D u =.= Da + 2b + 2ô = 0,356 + 2 • 0,072 + 2 • 0,002 =

=

0,504 м.

При

радиусах R2 и Ri для обеспечения

нормаль­

ной работы

циклона

принимается

R%—R\ = b,

ибо

при R2—R\>b

происходит

расширение потока в связи

с нарушением

его границы

и падением

скорости

на

лш2

входе,

которое связано с

уменьшением

—^- , а

<при

R2—Ri<b

происходит сужение потока,

при

котором

нарушаются

его границы и повышается

сопротивление

циклона:

нижний диаметр конусной части

длина входного

патрубка

/ в х

= 0,7DU = 0,35 м.

Замеры

давлений в

циклопе

через

интервалы,

равные высоте 'входного

патрубка,

позволили устано­

вить, что

полное давление при внутреннем

открытом

конусе сверху вниз

уменьшается,

а при закрытом ко­

ке вращения, а в дальнейшем скорость

снижается

постепенно. При вращательно-поступателы-юм

дви­

жении в циклоне происходит постепенное

расширение

потока по высоте спирали.

При

высоте циклона Я ц число

витков

вращения

H

потока

обычно принимают равным ——. Число

витков

а

может

быть установлено

исходя

из величины а +

+ Да,-, т. е.

а + Д а г

= - ^ — ,

(11.11)

bill ср

ке; «іпр — скорость в сечении і>=1, 2, 3...

Отношение

скорости

потока

в

каждом

сечении

к скорости входа в циклон равно:

в

цилиндрической

части

циклона

- ^ - =0,720;

0,694;

0,646;

0,596;

"вх

0,544;

в части

обратного

конуса

"вх

=0,501; 0,459;

0,412;

0,364;

на

контакте

между обратным

конусом

•и бункером

" ' с р = 0.

"вх

Таким образом, фактическое число

витков вра­

щения потока в циклоне будет

меньше

расчетного

ввиду расширения его но высоте.

Для

цилиндриче­

ской части циклона с обратным

конусом

средняя

величина t i c p = 0,64«B X .

О

IО

Zu

30

і>м/сек

2

Л = Е - ^ , н / м » ,

(11.12)

2g

где

I — коэффициент сопротивления, устанавливае­

мый

экспериментальным путем

( | = 2,4);

у— удель­

ный вес воздуха, н/м3 .

Исследования показывают, что

потери

давления

правильная их эксплуатация

обеспечивается

лишь

при внутреннем открытом

конусе.

Для

установления

фактической

эффективности

работы

циклонов

с

обратными

конусами проведены

экспериментальные

исследования

при

скоростях по­

тока 19,3; 25,6; 26,2

и 31,6

м/сек

и следующем

дис­

персном

составе

пыли:

до

1,4

мкм — 80%;

1,4—

ростях

поступления

потока

в циклон

приведена

в

табл. 5 и выражается

степенной зависимостью

NK = aN„ , мг/м3 ,

(11.13)

где а и

Ъ — коэффициенты,

устанавливаемые

экс­

периментальным путем

(приведены в табл. 6).

Как

'видно нз табл.

5, с увеличением

скорости по­

Начальная

Остаточ­

Степень

Начальная

Остаточ­

Степень

ная запы­

ная запы­

запыленность,

очистки.

запыленность,

очистки,

ленность,

ленность,

м г / м 3

м г / м 3

м г / м 3

м г / м 3

%

П р и с к о р о с т и

П р и с к о р о с т и

п о с т у п л е н и я

19,3

м/сек

п о с т у п л е н и я

26,2

м/сек

13,7

3,6

73,8

46,3

2,7

94,2

20,4

3,8

83,8

52,1

3,5

93,3

26,1

3,6

86,2

58,5

2,0

96,6

32,8

3,9

88,1

63,8

4,3

93,3

42,4

6,3

85,1

79,8

2,7

96,6

70,9

10,5

85,2

85,4

3,1

96,4

82,9

8,3

90,0

104,2

4,0

96,2

105,4

8,2

92,2

111,4

3,6

96,9

124,7

3,3

96,9

П р и с к о р о с т и

163,0

5,5

96,6

196,2

4,8

97,5

п о с т у п л е н и я

2 5,6

м/сек

201,0

5,0

97,5

39,8

3,1

92,4

П р и с к о р о с т и

50,6

3,3

93,5

п о с т у п л е н и я

31,6

м/с е к

56,6

4,0

93,0

13,9

3,2

78,0

60,4

4,0

93,5

64,1

3,7

94,0

18,3

2,8

85,0

68,6

3,5

95,0

21,7

2,9

87,0

74,8

4,6

94,0

25,7

3,3

87,5

95,8

3,4

96,5

30,7

4,2

86,5

127,1

5,7

95,5

38,5

5,1

86,7

138,8

5,2

96,5

44,4

4,6

90,0

146,0

6,3

96,0

49,8

5,4

89,0

155,0

5,99

96,0

52,6

6.6

88,5

При

скоростях

потока,

м/сек

Коэффициенты

19,3

25

,6

26

,2

31

,6

а

0,4097

0,5555

0,4477

0,4000

Ь .

0,7014

0,4640

0,4567

0,6848

повышается.

Следовательно, для

обеспечения

эффек­

конусами должны эксплуатироваться

при скорости

воздуха до 26 м/сек и внутреннем

открытом ко­

нусе.

вым, Н. А. Фуксом и многими

другими [5, 17, 18], ос­

новные параметры циклонных

аппаратов

до оих пор

выбирают по эмпирическим зависимостям.

Расчет по

ных предположений,

дает

большие

расхождения с

практически установленными

размерами.

При изучении движения аэрозоля в циклонах

мож­

но допускать, что движение

частицы

является

квази­

стационарным и не влияет

на движение

воздуха и

других частиц. Ширину входного патрубка

циклона

принимают b = Ro—Ri

и считают, что частица

пыли

стоянии Іі = Ь

от стенок под некоторым постоянным

углом входа Ѳ.

пыли находится в точке M

Допустим,

что частица

с координатами х, у,

z (рис. 8). При движении на ча­

стицу действуют силы_сопротивления-

среды движе­

нию

частицы

пыли

F, тяжести Fg,

направленной по

оси z вертикально вниз, и инерционная

центробежная

сила

F4.

хОу и на оси

Сила сопротивления на плоскости

Oz:

Рх0у = &щг

(ѵх0у- их0у)

с о з

Ѳ ;

(11.14)