1.7 Приклад розрахунку циклона

Обгрунтувати вибір марки циклона, визначити конструктивні розміри і ефективність очищення вентиляційних викидів з пилом за наступними вихідними даними.

1.Витрата газів від джерела викидів L=60000 м³/год.

2.Температура газу t_г=140 ^оС.

3.Склад пилу - пігмент.

4.Густина частинок пилу ρ_ч = 850 кг/м³.

5.Дисперсійний склад пилу, d₅₀ = 10 мкм, lgσ_ч= 0,34.

6.Концентрація пилу у викиді С_поч=280 г/м³.

7.Оптимальна швидкість руху газів у циклоні W_опт=2,3 м/с (табл.Д.18 додатку).

8.Тиск газу перед циклоном Р_ц=180 Па (таблД.6 додатку).

Рішення:

Для уловлювання відходів фарбової промисловості зазвичай використовуються циклони конструкції СДКЦН-33. Вибираємо циклон типа СДКЦН-33, типорозмірний ряд якого наведений у табл.Д.15 додатка.

1.Визначаємо витрати газу за робочих умов:

= = 90769 м³/год.

2. Знаходимо густину газів за робочих умов, приймаючи нормальний атмосферний тиск повітря таким, що дорівнює =101300 Па, Р_ц=100 Па і густину повітря при температурі t_г = 140 ^оС = 0,854 кг/м³:

= = 0,565 кг/м³.

3.Розраховуємо необхідну площу перерізу циклона:

= = 10,96 м²

4. Задаючись кількістю циклонів N, визначаємо діаметр апарата, який не повинен перевищувати максимальне значення діаметра в типорозмірному ряду заданого типу циклонів. У першому наближенні приймаємо N=1.

= = 2,46 м.

5. Для розрахованого діаметра апарата приймаємо марку СДК-ЦН-33-300 з діаметром корпусу D = 3000 мм і обчислюємо дійсну швидкість газу в циклоні:

= = 5,31 м/с.

Швидкість в циклоні не повинна відхилятися більше, ніж на 15% від оптимальної, а розрахована істотно перевищує . Така швидкість не задовольняє допустимим умовам експлуатації циклонів. Тому необхідно виконати перерахунок діаметра і кількості циклонів. Приймаємо 2 циклони і повторюємо обчислення для N=2.

= = 2,65 м/с.

Дана швидкість потрапляє в 15-процентний діапазон = 2,3 м/с, і, отже, задовольняє технічним умовам експлуатації циклона. Виходячи з виду пилу (пігмент) остаточно вибираємо із табл.Д.15 додатку циклон марки СДК-ЦН-33-300.

6.Визначаємо коефіцієнт гідравлічного опору циклона, приймаючи =520 (табл.Д.7); К₁ = 1 (табл.Д.8); К₂ = 0,64 (табл.Д.9); К₃ = 28 (табл.Д.10):

= 1·0,64·520 + 28 = 361.

7.Знаходимо втрати тиску ∆Р і порівнюємо їх з допустимими втратами тиску в циклоні ∆Р_доп , які наведені в табл.Д.6 додатка

= 0,5·361·0,565·2,65² = 716 Па < ∆Р_доп =1300 Па.

За гідравлічною характеристикою (втратою тиску) обраний типорозмір циклона відповідає технічним нормам експлуатації.

8. Для визначення фактичної ефективності очищення газу у вибраному циклоні СДК-ЦН-33-300 визначаємо медіанну тонкість очищення газу за робочих умов, приймаючи розрахункові параметри ефективності за табл.Д.18 додатка:

= 2,42 мкм; = 0,75 м; = 2,3 м/с; = 1500 кг/м³;

=23,7·10^-6, Па·с

= =4,70 мкм.

9.Визначаємо параметр Х і з урахуванням даних табл.Д.18 додатка, значення нормальної функції розподілу Ф(Х)= 0,540:

= = = = 0,064 0,1.

10.Ефективність очищення газу в обраному циклоні становить:

= = 77%.

11.Кількість деревної стружки на вході в циклон:

М_поч = L·С_поч = = 917 г/с.

12.Кількість уловленої в циклоні деревної стружки:

ΔМ= М_поч·η_ц = 917·0,77= 706 г/с.

13.Кількість стружки, що викидається в довкілля:

М_кін = М_поч – ΔМ = 917 – 706 = 211 г/с.

Проведений розрахунок показує чималу кількість викидів у довкілля. Отже, даний циклон доцільно використовувати лише як апарат першого ступеня очищення у поєднанні з іншими пиловловлювачами, наприклад, фільтрами.