|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Принцип работы циклона. Выполнил студент гр 5201-2 :Янов .АВЫБОР И РАСЧЕТ СРЕДСТВ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
Выполнил студент гр 5201-2:Янов.А Проверил:Панков
Казань 2012
Цель работы - Ознакомиться с принципом работы циклона - аппарата сухой очистки от пыли. - выбрать и рассчитать циклон для заданного источника образования пыли.
Краткие сведения из теории Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются автомобили, промышленные предприятия и тепловые электростанции. Ежегодно в воздух предприятиями черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов выбрасывается более 250 млн т мелкодисперсной пыли. Загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное воздействие не человека, флору и фауну, различные сооружения и транспортные средства и др. Очистка промышленных выбросов осуществляется в аппаратах сухой и мокрой очистки. Одним из аппаратов сухой очистки является циклон.
Принцип работы циклона Широкое применение для сухой очистки газов от пыли получили циклоны различных типов. В настоящее время применяется около двадцати типов циклонов. Сравнительные испытания циклонов различного типа показали, что для промышленного применения они могут быть ограничены в большинстве случаев цилиндрическими и коническими циклонами НИИОГАЗ (научно-исследовательский институт по промышленной и санитарной очистке газов). Наиболее часто применяются цилиндрические циклоны марок ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, конические СК ЦН-34, СК ЦН-34М, СДК ЦН-33, конструктивные схемы которых представлены на рис.1(1). Геометрические размеры цилиндрических и конических циклонов указываются в долях от внутреннего диаметра. Газовый поток вводится в циклон через патрубок по касательной к внутренней поверхности корпуса и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру. На частицу пыли действуют - сила тяжести, сила сопротивления среды. центробежная сила. Центробежная сила направлена по радиусу к стенкам циклона и определяется по формуле:
где - диаметр частиц, - тангенциальная составляющая скорости газа. R - радиус циклона, - плотность частиц пыли, - плотность газа.
Циклон цилиндрический Циклон конический
рис. 1
Эффективность циклона выше, чем больше диаметр частиц пыли, её удельный вес, скорость вращения газового потока и чем меньше диаметр циклона. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенках циклона пылевой слой. который постепенно опускается в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер. происходит при повороте газового потока в бункере на. Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит через выходную трубу. Циклоны не применяются для очистки влажных газов и взрывоопасных сред. Циклоны НИИОГАЗ подразделяются на высокоэффективные и высокопроизводительные. Циклоны СДК ЦН-33, СК ЦН 34, ЦН-1 1 относятся к высокоэффективным циклонам. При диаметрах менее 1 м они обеспечивают степень очистки т] = 0.85 - 0.95 при улавливании частиц диаметром более 5 мкм. Циклоны типа ЦН-24 относятся к высокопроизводительным, они могут надежно и без забивания работать при высокой входной запыленности. Циклоны типа ЦН-15 занимают среднее положение и обеспечивают несколько меньшую степень очистки, чем циклоны ЦН-11, но обладают большей надежностью при работе в условиях повышенной запыленности. При выборе и расчете циклонов необходимо учитывать свойства пыли - абразивность и слипаемость. Для уменьшения абразивного износа следует выбирать циклоны, исходя из наименьших значений скорости газа. При улавливании сильно слипающейся пыли не рекомендуется применять циклоны малого диаметра (менее 0,8 м), которые склонны к залипанию. Так для очистки газов от сажи применяются конические циклоны серии СК, которые обладают высокой эффективностью за счет более высоко гидравлического сопротивления Расчет циклонов Расчет циклонов ведут методом последовательных приближений.
Таблица 1 - Параметры, определяющие эффективность циклонов
ωоп - скорость движения газа в циклоне, м/с, dтоп - диаметр частиц освящаемых с эффективностью 50%, мкм, - стандартное отклонение функции распределения порциальных коэффициентов очистки. Расчет начинают с циклона, для которого диаметр частиц пыли должен быть ориентировочно dм > 2dт50. dм - медианный размер частиц, который представляет такой размер, при котором количество частиц крупнее dм, равно количеству частиц мельче dм.
Диаметр циклона вычисляется по формуле: (1)
где Q - количество очищаемого газа, м3/с.
Полученное значение диаметра D округляется до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона D ц (табл.2).
Таблица 2 - Типовые значения внутреннего диаметра циклона
По выбранному диаметру циклона находится действительная скорость движения газа в циклоне: (2) Действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более, чем на 15% -При отклонении более чем 15% выбирают другой тип циклона.
Параметр определяют следующим образом. - диаметр частиц реально осаждаемых с эффективностью 50% при рабочих условиях. Величина определяется по формуле: (3) Значение dт50соответствует следующим параметрам работы циклона:
С учетом этих значений формула (3) принимает вид:
(4)
Полученное значение должно быть меньше dм (заданного). Если это не выполнятся, то необходимо выбрать другой циклон с меньшим значением .
Расчет параметра X ведут по формуле:
(5)
По величине параметра X определяют значение нормальной функции распределения Ф(Х). Ф(Х) - это полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях.
Эффективность очистки газа в циклоне (η) определятся: (6)
Полученное значение сопоставляют с требуемым. Если η окажется меньшетребуемого, то необходимо выбрать другой тип циклона с меньшим значением ωоп и .
Определение коэффициента гидравлического сопротивления циклона: (7) K 2 - поправочный коэффициент на запыленность газа (табл. 4), - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм(табл. 5).
Таблица 3 - Поправочный коэффициент K 1 (3)
Таблица 4 - Поправочный коэффициент K 2 (3)
Таблица 5 - Коэффициент гидравлического сопротивления (2)
Вычисление гидравлического сопротивления циклона производят по формуле где - плотность газа, - скорость газа в циклоне, м/с.
Расчет мощности привода подачи газа. Величина гидравлического сопротивления и объемный расход (Q) очищаемого газа определяют мощность (N) привода устройства для подачи газа к циклону:
(9) - коэффициент запаса мощности, ( = 1,2) - КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору (г\и - 0,8). - КПД вентилятора ( = 0,8).
Определение концентрации пыли на выходе из циклона: (10) Задание к работе По своему варианту рассчитать циклон для заданного источника выделения пыли. Начертить циклон с указанием размеров. Расчет
Исходные данные: оборудование – клинкерно-обжиговая печь,
Исходя из заданного размера частиц пыли (dM = 14 мкм), выбираем циклон, который очищает от частиц пыли размером = 6,00 мкм. Циклон: ЦН – 15У Определяем диаметр циклона
По таблице 2 выбираем ближайшее значение типового диаметра DЦ = 1,4м
Выводы: циклон ЦН – 15У; Dц = 1,4м; η = 0,81; N = 15738 Вт;
6. литература 1. Очистка и рекуперация промышленных выбросов: Учебное пособие для вузов / В. Максимов, И.В. Вольф, Л.Н. Григорьев и др. - М.: Лесная промышленность, 1981, 640 с. 2. Охрана окружающей среды: Учебник для технических вузов / С.В. Белов, Ф.А. Барбинов, АЛ. Зозьяков и др.- М.: Высшая школа, 1991, 319 с. 3. Справочник по пыле- и золоулавливанию / М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг, Б.И.Мягков и др: Под ред. А.А. Русанова. - М.: Энергоатомиздат, 1983, 312 с.
Таблица 6. Исходные данные для расчета циклона
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.014 сек.) |