4.1.4. Расчет циклона.

Для расчета циклона НИИОГАЗа (Государственный научно-исследовательский институт по промышленной и санитарной очистке газа) задаемся следующими исходными данными: объем очищаемого газа Q=1 м³/с, плотность газа при рабочих условиях ρ=1,2 кг/м³, вязкость газа при рабочей температуре μ=22,2•10⁶ Па•с, дисперсный состав пыли δ₅₀=10 мкм и lgσ_ч=0,3; входная концентрация пыли с_вх=3,1 г/м³, плотность частиц пыли ρ_ч=1500 кг/м³

Расчет циклона проводиться в следующем порядке:

1. Задаемся типом циклона ЦН -15. Из таблицы IV.3 выбираем оптимальную скорость в сечение циклона диаметром D.

Таблица IV.3 – оптимальная скорость в циклоне

Тип циклона	ЦН-24	ЦН-15	ЦН-11	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34	СК-ЦН-34м
	4,5	3,5	3,5	2,0	1,7	2,0

Для ЦН-15 оптимальная скорость равна 3,5 м/с

2. Вычисляем диаметр циклона D (м) по формуле (IV.4) и выбираем диаметр из стандартного ряда, для расчетного циклона ЦН-15 диаметр будет 600мм.

3. По выбранному диаметру циклона находим действительную скорость движения газа в циклоне, м/с (IV.5), где n – число циклонов

, действительная скорость в циклоне не откланяется от оптимальной более чем на 15%.

4. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона ζ=k₁k₂ζ₅₀₀=1,0•0,99•163=163 (IV.6), где k₁ – поправочный коэффициент на диаметр циклона таб. IV.4

Таблица IV.4 – значение поправочного коэффициента

Тип циклона	Значение дляD, мм
	150	200	300	450	500 и более
ЦН-11	0,94	0,95	0,96	0,99	1,0
ЦН-15, мЦН-24	0,85	0,90	0,93	1,0	1,0
СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34м	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0

для расчетного циклона k₁=1,0; k₂ – поправочный коэффициент на запыленность газа (таб IV.5)

Таблица IV.5 – значение поправочного коэффициента

Тип циклона	Значение при
	0	10	20	40	80	120	150
ЦН-11	1	0,96	0,94	0,92	0,90	0,87	-
ЦП-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
СДК-ЦН-33	1	0,81	0,785	0,78	0,77	0,76	0,745
СК-ЦН-34	1	0,98	0,947	0,93	0,915	0,91	0,90
СК-ЦН-34М	1	0,99	0,97	0,95	-	-	-

выбираем k₂=0,99, ζ₅₀₀- коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм. Значения выбираем из таб. IV.6

Таблица IV.6 – значения коэффициентов гидравлических сопротивлений.

Тип циклона	Значение		Тип циклона	Значение
	При выхлопе в атмосферу	При выхлопе в гидравлическую сеть		При выхлопе в атмосферу	При выхлопе в гидравлическую сеть
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

Для расчетного циклона ζ₅₀₀=163.

5. Вычисляем гидравлическое сопротивление (IV.7)

6. Определяем эффективность очистки газа в циклоне

η=0,5•[1+Ф(х)]=0,5[1+0,73]=0,86=86% (IV.8)

где Ф(х) – табличная функция от параметра х, равного:

(IV.9)

Значения и для каждого циклона приведены ниже:

Таблица IV.7 – зависимость пармаметров пыли от типа циклона

Тип циклона	ЦН-24	ЦН-15	ЦН-11	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34	СК-ЦН-33м
,мкм	8,5	4,5	3,65	2,31	1,95	1,3
	0,308	0,352	0,352	0,364	0,308	0,340

Для циклона ЦН-15 выбираем =4,5 и=0,352.Значения определены по условиям работы типового циклона: D_т=0,6 м; ρ_ч.т=1930 кг/м³, μ_т=22,2•10⁶ Па•с; w_т=3,5 м/с.

Для учета влияния отклонения условий работы от типовых на величину используем соотношение.

(IV.10)

Определив по формуле (IV.9) значение х, находим параметр Ф по данным:

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
х	-1,0	-0,8	-0,6	-0,4	-0,2
Ф(х)	0,1587	0,2119	0,2743	0,3446	0,4207
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
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

Эффективность очистке для заданного дисперсного состава пыли составляет 86%

7. Получив эффективность работы циклона, можно вычислить концентрацию пыли которая попадет в атмосферу после прохождению циклона с_вых=с_вх•η=3,1•(1-0,74)=0,8 мг/м³. (IV.11)