1.3. Гідравлічний розрахунок

Метою гідравлічного розрахунку циклону є підбір допоміжного обладнання для роботи установки.

Як правило, циклони встановлюють на лінії всмоктування після джерел запилення газу. Тому для підбору допоміжного обладнання – вентилятора (або газодувки), необхідно розрахувати не тільки опір самого циклону, а й опір мережі на якій встановлено циклон (згідно технологічної схеми).

Підбір вентилятора (газодувки) можна виконати за наступною схемою.

1.3.1. Визначають загальний опір мережі, який складається з опору циклону і опору на тертя та місцевих опорів системи газоходів:

(1.9)

(1.10)

де λ – коефіцієнт тертя; l і d – довжина і діаметр газоходів, відповідно;

Σξ – сума коефіцієнтів місцевих опорів системи газоходів; ρ- густина газу.

Формули для визначення коефіцієнта тертя λ залежать від режиму руху газу і шорохуватості стінок труби і наведені в [4].

Значення коефіцієнтів місцевих опорів ξ в загальному випадку залежать від вигляду місцевого опору і режиму руху газу. В [4] наведені найбільш поширені типи місцевих опорів і відповідні значення ξ.

Після розрахунку λ і визначення коефіцієнтів місцевих опорів системи газоходів згідно технологічної схеми, визначають загальний опір мережі ΔР_втр.

1.3.2. Розраховують корисну потужність (кВт), яка затрачається на транспортування газу:

(1.11)

1.3.3. Потужність електродвигуна вентилятора розраховують як:

(1.12)

де η_пер і η_н – к.к.д. передачі і самого вентилятора, відповідно.

1.3.4. За розрахованими значеннями втрат ΔР_втр, потужності електродвигуна N і заданої продуктивності V підбирають вентилятор (газодувку), що найкраще відповідає розрахованим параметрам. [4]

1.4.Конструктивний розрахунок.

Мета конструктивного розрахунку одиночого циклону – визначення основних геометричних розмірів елементів апарату: вхідного патрубку, вихлопної труби, висоти циліндричної та конічної частини і бункеру. Для батарейних циклонів, окрім визначення геометричних параметрів циклонного елемента, необхідно розрахувати розміщення циклонних елементів в секції в залежності від вибраної кількості елементів, крок між елементами та ін.

Методика розрахунку.

а) конструктивний розрахунок одиночного циклону;

1.4.1. Для одиночних циклонів конструкції НИИОГаз та СИОТ розрахунок основних геометричних розмірів проводять згідно табл.1.10, 1.11 на основі визначеного в технологічному розрахунку діаметру апарату D. Схема апарату наведена на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Схема одиночного циклону.

Співвідношення розмірів (в частках від внутрішнього діаметруD) для циклонів НИИОГаз

табл.1.10

Назва	ЦН-15	ЦН-15У	ЦН-24	ЦН-11
Внутрішній діаметр вихлопної труби, d	0,59
Внутрішній діаметр пило випускного отвору, d1	0,3…0,4
Ширина вхідного патрубку в циклоні, b	0,2
Ширина вхідного патрубку на вході, b1	0,26
Довжина вхідного патрубку, l	0,6
Висота встановлення фланця, h1	0,1
Висота вхідного патрубка, h2	0,66	0,66	1,11	0,48
Висота вихлопної труби, h3	1,74	1,5	2,11	2,06
Висота циліндричної частини, h4	2,26	1,51	2,11	2,06
Висота конічної частини, h5	2,0	1,5	1,75	2,0
Висота зовнішньої частини вихлопної труби, h6	0,3	0,3	0,4	0,3
Загальна висота циклону, h7	4,56	3,31	4,26	4,38

Співвідношення розмірів в частках діаметру D для циклонів типу

СДК-ЦН-33 СК-ЦН-34 СК-ЦН-33М

табл.1.11

Найменування	Тип циклону
	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34	СК-ЦН-33М
Внутрішній діаметр циліндричної частини D	>3000 мм		>4000 мм
Висота циліндричної частини Нц	0,535	0,515	0,4
Висота конічної частини Нк	3,0	2,110	2,6
Внутрішній діаметр вихлопної труби d	0,334	0,34	0,22
Внутрішній діаметр пилевипускного отвору d1	0,334	0,229	0,18
Ширина вхідного патрубку b	0,264	0,214	0,18
Висота зовнішньої частини вихлопної труби hв	0,2-0,3	0,515	0,3
Висота встановлення фланця hфл	0,1	0,1	0,1
Висота вхідного патрубку а	0,535	0,2-0,3	0,4
Довжина вхідного патрубку l	0,6	0,6	0,6
Висота занурення вихлопної труби hт	0,535	0,515	0,4
Радіус «улітки» r	D/2+bφ/2π	D/2+bφ/π

1.4.2. Для всіх одиночних циклонів бункери виконують циліндричними з конічним днищем. Діаметр бункера приймають 1.5D для циліндричних і 1.1…1.2 D для конічних циклонів. Висота циліндричної частини бункера приймають 0.8 D, кут конусності стінок днища - 60⁰.

б) конструктивний розрахунок батарейного циклону;

1.4.3. Визначення відстані між циклонними елементами проводять керуючись даними з технологічного розрахунку по кількості елементів, їх діаметра та згідно табл.1.12.

табл.1.12

Тип закручуючого елементу	Діаметр елементу, D мм	Діаметр вихлопної труби, d мм	a, мм	b, мм
«Розетка»	250 150 100	133 83 59	280 180 130	170 120 95
«Гвинт»	250	159	280	170

Геометричні розміри секції батарейного циклону - довжина «А», ширина «В» і висота «Н» (див. рис.1.3.), визначаються наступним чином:

А=(n₁-1)a+2b

B=(n₂-1)a+2b (1.12)

n ₁-число елементів в ряді по довжині (А), n₂- число елементів в ряді по ширині (В).

1.4.4. Загальна висота корпусу складається з висоти кожуха, опорного поясу, бункера і конфузора (при верхньому відведенні газу).

Висота кожуху газорозподільчої камери:

(1.13)

Q- витрата газу, м³/с; В-внутрішня ширина корпусу, м; W_вх-швидкість газу на вході, в живому січенні (F_вх в м²) газорозподільчої камери, (в міжтрубному просторі першого ряду вихлопних труб)м/с, К – число секційбатарейного циклону.

З умови рівномірного розподілу газу по всіх елементах W_г≤6W_ц, де W_г – швидкість газу у вхідному січенні газорозподільчої камери; W_ц – фіктивна швидкість газу в циклонному елементі.

W_вх= W_г(ВН/F_вх). (1.14)

Рекомендована W_вх≤14м/с.

Рис. 1.3. Схема батарейного циклону.