Определение эффективности очистки воздуха от аэрозолей с размерами частиц до 2 мкм в скруббере Вентури
Скрубберы Вентури относятся к разряду скоростных газопромывателей. В них происходит интенсивное дробление газовым потоком, движущимся с высокой скоростью, орошающей жидкости. Скрубберы Вентури являются наиболее эффективными аппаратами мокрого пылеулавливания. Решающее значение при улавливании пыли размером 1 мкм и более имеют инерционные силы. Диффузионные силы приобретают решающее значение при осаждении частиц размером менее 0,1 мкм. Скрубберы Вентури отличаются высокой степенью очистки, но и большими гидравлическими потерями.
Решение задачи проводится в следующем порядке:
По известному расходу воздуха V (м3/ч) и скорости входа потока в конфузор W1 (м/с) определяется сечение подводящей трубы ω1 (м2) и её диаметр d1 (м)
,
м2
(19.1)
,
м (19.2)
Угол
сужения конфузора рекомендуется
принимать
= 25
30°.
Угол
расширения диффузора принимается
= 6
8°.
128
Сечение конфузора в узкой части определяется по принятой скорости воздушного потока в горловине W2 (м/с).
,
м2
(19.3)
отсюда диаметр горловины
,
м (19.4)
Длина конфузора при угле сжатия определяется:
,
м (19.5)
Длина диффузора при угле расширения определяется:
,
м, (19.6)
где
- диаметр диффузора в конце расширения.
Как правило, струя потока расширяется
до первоначального диаметра, поэтому
.
Длина
горловины
принимается:
(19.7)
Таким образом определяются конструктивные размеры трубы скруббера Вентури.
129
Гидравлическое сопротивление скруббера Вентури определяется:
,
(19.8)
где
,
Па – гидравлическое сопротивление
трубы Вентури при прохождении по ней
сухого воздушного потока;
-
коэффициент гидравлического сопротивления
трубы Вентури, представляющей собой
сумму коэффициентов гидравлических
сопротивлений конфузора и диффузора
при заданных углах сужения (
)
и расширения (
).
Согласно
справочным данным,
= 0,17,
= 0,14.
Динамический
напор
определяется по максимальной скорости
воздушного потока в трубе Вентури (W2)
Плотность воздуха (кг/м3) принимается в зависимости от температуры воздушного потока.
-
увеличение сопротивления трубы Вентури
при подаче в конфузорную часть воды
,
Па, (19.9)
где
- коэффициент гидравлического сопротивления
трубы Вентури при подводе воды,
130
(19.10)
-
удельный расход воды на орошение воздуха
(м3/м3
возд.);
-
плотность воды (кг/м3).
Полное сопротивление при движении орошаемого потока воздуха в трубе Вентури определяется по формуле (19.8). По величине этого сопротивления и расходу воздуха определяется напор и мощность вентилятора.
Эффективность очистки воздуха в скруббере Вентури определяется по формуле
,
(19.11)
где
,
Па, (19.12)
-
давление воды перед её распылением в
форсунках. Для тангенциальных форсунок
принимается
Па,
и
- параметры, определяемые в зависимости
от типа улавливаемых аэрозолей (табл.
19.1)
Таблица 19.1.
Значение параметров и в формуле (19.11)
Тип улавливаемой аэрозоли |
В |
|
масляный туман |
0,0134 |
0,631 |
конверторная пыль |
0,0988 |
0,466 |
мартеновская пыль |
0,01915 |
0,567 |
ваграночная пыль |
0,01355 |
0,621 |
131
Варианты условий для решения задачи
№ варианта |
Расход воздуха V, м3/ч |
Скорость воздуха |
Расход воды на орошение , м3/м3 возд. |
Тип улавливаемой пыли |
|
W1, м/с |
W2, м/с |
||||
1 |
1800 |
15 |
60 |
0,5 · 10-3 |
масляный туман |
2 |
3600 |
15 |
70 |
0,6 · 10-3 |
―׀׀― |
3 |
5400 |
15 |
80 |
0,7 · 10-3 |
―׀׀― |
4 |
7200 |
15 |
65 |
0,8 · 10-3 |
―׀׀― |
5 |
9000 |
20 |
70 |
0,7 · 10-3 |
―׀׀― |
6 |
2700 |
20 |
80 |
0,8 · 10-3 |
―׀׀― |
7 |
4500 |
20 |
90 |
0,9 · 10-3 |
―׀׀― |
8 |
6300 |
15 |
60 |
0,5 · 10-3 |
конверторная пыль |
9 |
8000 |
15 |
70 |
0,6 · 10-3 |
―׀׀― |
10 |
3600 |
15 |
80 |
0,7 · 10-3 |
―׀׀― |
11 |
5400 |
15 |
65 |
0,8 · 10-3 |
―׀׀― |
12 |
7200 |
20 |
70 |
0,7 · 10-3 |
―׀׀― |
13 |
4500 |
20 |
80 |
0,75 · 10-3 |
―׀׀― |
14 |
2700 |
20 |
90 |
0,8 · 10-3 |
―׀׀― |
15 |
6300 |
20 |
100 |
0,85 · 10-3 |
―׀׀― |
16 |
1800 |
15 |
60 |
0,4 · 10-3 |
мартеновская пыль |
17 |
3600 |
15 |
70 |
0,5 · 10-3 |
―׀׀― |
18 |
5400 |
15 |
80 |
0,6 · 10-3 |
―׀׀― |
19 |
7200 |
15 |
65 |
0,7 · 10-3 |
―׀׀― |
20 |
9000 |
20 |
70 |
0,6 · 10-3 |
―׀׀― |
21 |
2700 |
20 |
80 |
0,7 · 10-3 |
―׀׀― |
22 |
4500 |
20 |
90 |
0,75 · 10-3 |
―׀׀― |
23 |
6300 |
15 |
60 |
0,4 · 10-3 |
ваграночная пыль |
24 |
8000 |
15 |
65 |
0,5 · 10-3 |
―׀׀― |
25 |
3600 |
15 |
70 |
0,6 · 10-3 |
―׀׀― |
26 |
5400 |
15 |
75 |
0,7 · 10-3 |
―׀׀― |
27 |
7200 |
20 |
70 |
0,5 · 10-3 |
―׀׀― |
28 |
4500 |
20 |
75 |
0,6 · 10-3 |
―׀׀― |
29 |
2700 |
20 |
80 |
0,7 · 10-3 |
―׀׀― |
30 |
2700 |
20 |
85 |
0,8 · 10-3 |
―׀׀― |
132
Пример 20