Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Новосибирский государственный технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Вингольц МБ-81,ргз(конечный вариант).docx

Скачиваний:

Добавлен:

29.08.2019

Размер:

156.62 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра инженерных проблем экологии

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКое Задание

по дисциплине

«ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ»

Тема: Расчет аппаратов для очистки промышленных газов

Вариант № 4.

Выполнила: Вингольц К.А. Проверил преподаватель:

Группа: МБ - 81 Гусев К.П.

Факультет: Л А

Дата: Дата:

Подпись: Подпись:

г. Новосибирск 2012 г.

Содержание

1 Общие сведения 2

Расчет эффективности очистки циклонного аппарата 7

2 Практическая часть. 9

Рассчитать эффективность очистки газового потока инерционным пылеуловителем с отражательными стержнями. 10

1 Общие сведения

Очистка газов под давлением инерционных сил:

Принцип очистки газов под действием инерционных сил заложен в конструкции отстойного газохода, очистка под действием центробежных сил осуществляется в циклонах.

Отстойный газоход с отбойными перегородками (рис. 1) предназначен для разделения крупнодисперсной пыли. Перегородки служат для завихрения газового потока. Возникающие при этом инерционные силы способствуют интенсивному осаждению взвешенных твердых частиц. Осевшая пыль выгружается из сборников 2 по мере накопления с помощью шиберов. Такие отстойники часто выполняют в системе газоходов.

Рисунок 1-Отстойный газоход

Инерционные пылеуловители характеризуются простотой устройства и компактностью. Степень очистки в них выше, чем в пылеосадительных камерах, и составляет примерно 60%. В инерционных пылеуловителях улавливаются частицы размером более 25 мкм.

Циклоны позволяют разделить пыли в поле центробежных сил. Циклоны выпускают с корпусом диаметром от 100 до 1000 мм. Эффективность их работы характеризуется фактором разделения. Степень очистки газов зависит от конструкции циклона, размера частиц и их плотности. Например, если КПД циклона при улавливании частиц диаметром 25 мкм составляет 95 %, то при диаметре частиц 10 мкм КПД снижается до 70 %. Степень очистки газов от пыли часто определяют по нормалям и номограммам, составленным на основании экспериментальных данных. Циклон, представленный на рис. 2 обладает небольшим гидравлическим сопротивлением и позволяет достигать относительно высокой степени очистки. Наиболее предпочтительным по форме с точки зрения аэродинамики является подвод газов по спирали, однако по

Рисунок 2-Циклон конструкции НИИОГаза

практическим данным, все способы подвода могут применяться с равной эффективностью.

Сущность циклонного процесса заключается в следующем: газовый поток со взвешенными частицами вводится в аппарат через входную трубу со скоростью 10. . .40 м/с. Благодаря тангенциальному вводу и наличию центральной выводной трубы поток начинает вращаться вокруг последней, совершая несколько витков при прохождении через аппарат. Под действием возникающих центробежных сил взвешенные частицы отбрасываются к периферии, оседают на внутренней поверхности корпуса, а затем соскальзывают на коническое днище и удаляются из циклона через патрубок. Освобожденный от взвешенных частиц поток выводится из циклона через выводную трубу.

Точный расчет циклонов достаточно сложен, поэтому их рассчитывают упрощенно по величине гидравлического сопротивления Р.

Фиктивная скорость газа (в м/с) в цилиндрической части циклона может быть определена по формуле:

(1)

где р/_г – фактор разделения; _ц – коэффициент гидравлического сопротивления.

Для циклонов, показанных на рис. 2, отношение Р/_г составляет 500…750 м²/с².

Значение коэффициента гидравлического сопротивления _ц, отнесенного к v_ф, принимают по опытным данным.

Диаметр цилиндрической части циклона (в м) определяют по заданной производительности:

(2)

V – Объемный расход запыленного газа, м³/с

Определив диаметр цилиндрической части циклона D_ц, находят все остальные его размеры. На рисунке 2 показаны размеры циклона в зависимости от диаметра его цилиндрической части.

Особенность циклона конструкции, представленной на рисунке 2 - наклонный патрубок для поступающего газа. От угла наклона патрубка зависит степень очистки газа:

циклон с углом 24 (ЦН-24) обеспечивает большую производительность при малом гидравлическом сопротивлении и предназначается для улавливания крупных частиц. Коэффициент гидравлического сопротивления _ц = 60;
циклон с углом 15 (ЦН-15) обеспечивает хорошую степень очистки при сравнительно невысоком гидравлическом сопротивлении _ц = 160;

- циклон с углом 11 (ЦН-11) обеспечивает высокую степень очистки _ц = 250;

Удаление пыли из газов в циклоне протекает в две стадии. На первой стадии частицы переносятся в зону осаждения. Этот процесс осуществляется за счет центробежной силы. Вторая стадия заключается в отделении частиц. Она начинается тогда, когда концентрация частиц в газовом потоке превышает предельную нагрузку, т.е. количество пыли, которое в состоянии переносить газовый поток в данных условиях с учётов влияния стенок.

Принципиально циклон работает по следующей схеме (смотреть рисунок 2). Газы, направляющиеся в аппарат, поступают в цилиндрическую часть циклона, приобретают движение по спирали с увеличивающейся скоростью от периферии к центру внутрь, спускаются по наружной спирали, затем поднимаются по внутренней спирали и выходят через выхлопную трубу. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сот, а то и тысячу больше ускорения силы тяжести. Поэтому, даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за линиями тока газов и под влиянием центробежной силы выносятся из кривой движения газов по направлению к стенке.

В цилиндрической камере циклона статическое давление, как и в каждом искривленном течении, сильно падает в направлении от периферии к центру. В основном потоке направленные во внутреннюю сторону сжимающие усилия приходят в равновесное состояние с центробежными силами газов. Более медленно текущий у стенки циклона пограничный слой испытывает соответственно меньшие центробежные силы.

Однако у конической стенки циклона и у его крышки перепад начинает сказываться. Сжимающее поток усилие становится значительно больше центробежной силы, и он в виде сильного вторичного вихря направляется внутрь, захватывая с собой много частиц пыли. Но так как затем поток еще несколько раз по пути вниз обернется вокруг выхлопной трубы, частицы могут быть вновь отброшены к стенке аппарата.

Вторичный поток, искривленный вдоль конической стенки, захватывает отброшенную к стенке пыль и направляет ее вниз к пылеосадительной камере (бункеру). Без этого потока отдельные частицы, находящиеся у стенки, не могли бы попасть вниз, поскольку направленная вверх составляющая центробежной силы является большей по сравнению с силой тяжести. О большом влиянии вторичного потока свидетельствует тот факт, что пыль выносится из лежащих и даже перевернутых циклонов.

В пылеосадительной камере (вследствие сужения в месте соединения) газовый поток циркулирует слабее, чем в цилиндрической камере. Однако и в этом случае на оси вихрь имеет пониженное давление. Часть вторичного потока цилиндрической камеры в пылеосадительной камере перемещается вниз и вновь возвращается в ядро вихря. Благодаря этому уже отсепарированная пыль может быть вновь захвачена и вынесена в район оси вихря.

Газовый поток, перемещающийся по трубе, имеет ограниченную несущую способность (так называемую загруженность) по пыли. Это еще в большей степени относится к циклонам, потому что вместо силы тяжести здесь сказывается во много раз большая центробежная сила.

Обычно теоретические исследования очистки газов в циклонах приводят к получению формулы, характеризующей критический (минимальный) диаметр частиц d_кр (в м), полностью улавливаемых аппаратом.

(3)