Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Число устанавливаемых циклонов принимается 6 шт.Тогда



 

 

Принимаем стандартный диаметр циклона D =1000мм.

2. Подсчитывается скорость потока в циклоне со стандартным диаметром:

 

w = W / (0,785 · D2 · N), м/с (16)

 

При D = 1000 мм:

 

w = 16,11 / (0,785 · 12 · 6) =16,11/4,71= 3,4 м/с

 

Скорость газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%.

 

Условие выполняется, т.к. скорости расчета потока в циклоне практически равна заданной в табл.5.10.

3. Определяется коэффициент гидравлического сопротивления циклона по формуле:

 

(17)

где: ζ1000 – коэффициент гидравлического сопротивления циклона диаметром 1000мм, ζ1000 = 235 (согласно табл. 5.11 [1]);

К1, К2, К3 – поправочные коэффициенты на диаметр, запыленность и компоновку, принимаемые по табл. 5.12 – 5.14 [1]. Соответственно, К1 = 1; К2 = 0,96; К3 = 28.

Тогда

ζ = 1 · 0,96 · 235 + 28 = 253

 

4. Подсчитываются потери давления в циклоне по формуле:

 

Δр = ζ · ρ · w2 / 2, Па (18)

 

где: ρ – плотность газа-носителя, кг/м3.

Плотность газа в нормальных условиях ρ0 подсчитывается, принимая значения плотностей ингредиентов по справочным данным (приложение 1 [1]).

 

 

Вычисляем плотность дымовых газов в рабочих условиях ρ140:

 

ρ120 = ρ0 · 273 / (273 + tг), кг/м3 (19)

 

где: tг – температура дымовых газов, по заданию tг = 120 °С.

Тогда

 

ρ120 = 2,476 · 273 / (273 + 120) = 1,72 кг/м3

 

Отсюда потери давления в циклоне:

 

Δр = 235 · 1,72 · 3,52 / 2 = 4951,4 Па

 

5. Определяется параметр осаждения:

 

(20)

 

где: D50, ση – средний диаметр и дисперсия осаждаемых в циклоне частиц, которые принимаются по справочным данным, табл. 5.10 [1].

D50 = 3,65 мкм; lg ση = 0,352;

Dm, σp – средний диаметр и дисперсия осаждаемых частиц пыли:

Dm = 180 мкм; ση =7

Перерасчет D50 на проектируемые условия осуществляется по формуле:

(21)

 

где: D50г, Dг, ρрг, ηг, wг – соответственно средний диаметр осаждаемых в циклоне частиц, диаметр циклона, плотность частиц, динамическая вязкость и скорость газового потока, принятые по справочным данным, табл. 5.10 [1].

ρрг = 1930 кг/м3; ηг = 22,2 ∙ 10-6 Па ∙с.

Для пересчета значения D50 на проектируемые условия необходимо определить динамическую вязкость газа-носителя в рабочих условиях. Определение динамической вязкости в нормальных условиях для заданной газовой смеси производится по формуле Гернинга и Ципперера:



 

, (22)

 

Принимаем значения вязкостей ингредиентов ηi и критических температур Тcr i из таблиц приложения 1 [1]. Сведем в табл. 12.

 

Таблица 12

Ингредиенты C02 N2 O2 H2O
ri, (доли об.) 0,121 0,736 0,055 0,086
ηi, 106 Па·с 14,7 19,3
Тcr i, К 304,2 154,3 647,15
ki

 

Динамическая вязкость в нормальных условиях:

 

 

Пересчет на рабочую температуру произведем по формуле 1.32 [1]:

 

(23)

 

где: k – аддитивная поправка для смеси дымовых газов, вычисляется по формуле:

 

(24)

 

где: ki – поправочные температурные коэффициенты для компонентов дымовых газов, принятые из таблиц приложения 1 [1].

 

k = 0,121 · 254 + 0,736 · 114 + 0,055 · 131 + 0,086 · 961 = 30,734+83,904+7,205+82,646=204,5

 

Подставив k в формулу (23) получим:

 

 

Тогда по формуле (21) получим согласно таблице 5.10[1]:

 

Принимаем по табл. 5.15 значение D50=4 мкм и lg ση=0,325 для элемента типа «прямоточный ЦКТИ» с D=250мм.

Определим параметр осаждения по формуле (20):

 

6. По параметру х из табл. 4.1 [1] определяется величина интеграла вероятностей Ф(х), принимается, что эта величина численно равна полному коэффициенту очистки.

 

Ф(1,44) = 92,65 %

 

Такой результат позволяет использовать циклон только для предварительной очистки дымовых газов заданного состава.



В вероятностно-логарифмической сетке координат строим линию зависимости степени осаждения от диаметра частиц по точкам d15,9, d50 (линия 2).

 

lg ση=lg d50- lg d84,16,

d84,16=D50/ ση=4/100,325=1,89

Из графика по линии степени осаждения находим значения фракционных коэффициентов очистки ηр.

 

Таблица 13

Dp, мкм 3,15 7,85 20,5 32,5
g 0,94 0,90 0,87 0,81 0,72 0,58
Δg 0,06 0,04 0,03 0,06 0,09 0,14 0,58
0,28 0,54 0,67 0,81 0,90 0,97 0,99

 

По фракционным коэффициентам и дисперсному составу загрязнителя подсчитывается полный коэффициент очистки:

 

ηtot = 0,06 · 0,28 + 0,04 · 0,54 + 0,03·0,67+0,06 · 0,81 + 0,09 · 0,90 + 0,14 · 0,97 + 0,58 · 0,99 = 0,0168+0,0216+0,0201 +0,0486+0,081+0,1358+0,5742=0,899

 

Полный коэффициент очистки

Исходя из полного коэффициента очистки, можно сделать вывод, что циклоны можно применять для первой ступени очистки.

 


Расчет батарейных циклонов

 

При необходимости обеспечения большой пропускной способности используются батарейные циклоны. Расчет батарейных циклонов выполняется в следующем порядке. Выбираем тип элемента «полуулиточный».

1. Задается оптимальная скорость потока wopt в пределах 3,5…5 м/с [1]. Нижний предел лимитируется опасностью забивания направляющего аппарата, верхний – интенсификацией абразивного износа элементов и уноса пыли.

Принимаем wopt = 3,5 м/с.

2. Рассчитывается расход газа через один элемент W1:

 

W1 = 0,785 · wopt · D2, м3/с (25)

 

Внутренний диаметр циклонного элемента D 231 мм. дальнейшее уменьшение диаметра не приводит к увеличению степени очистки.

Тогда

 

W1 = 0,785 · 3,5 · 0,2312 = 0,1 4 м3

 

3. Определяется количество элементов, необходимое для оптимальных условий работы батарейных циклонов:

 

N = W / W1 = 58000 / (3600 · 0,14) =58000 / 504 ≈ 115 шт.

 

4. Принимается типовая конструкция батарейного циклона с близкой пропускной способностью и числом элементов таким образом, чтобы скорость в отдельном элементе не выходила за пределы оптимальных значений.

По табл. 5.8 [1] подбираем батарейные циклоны. Число элементов выбранных батарейных циклонов желательно выбирать таким, чтобы не более чем на 10% отличалось от N.

Выбираем батарейный циклон типа ПБЦ, составленный из 116 возвратно-поточных элементов с направляющими типа «полуулиточный».

Проверяем скорость потока через один элемент:

 

w = 16,11 / (116 · 0,785 · 0,2312) = 16,11/4,859=3,3 м/с

 

что близко к оптимальной скорости.

5. По уточненной скорости потока в элементе определяется аэродинамическое сопротивление циклона Δр по формуле (18):

 

Δр = ζ · ρ · w2 / 2, Па

 

Коэффициент гидравлического сопротивления ζ принимается для ПБЦ по табл. 5.8 [1], ζ = 120. Плотность дымовых газов из ранее произведенных расчетов, ρ120 = 1,72 кг/м3.

Тогда

 

Δр = 120 · 1,72 · 3,32 / 2 = 1123,8 Па

 

6. Коэффициент очистки газа в элементе циклона определяется по методике расчета индивидуального циклона, используя опытные значения D50, ση принятого типа элемента. Согласно табл. 5.15 [1]: D50 = 4 мкм; lg ση = 0,325; ρрг = 2200 кг/м3; ηг = 18,8 ∙ 10-6 Па ∙с.

Тогда D50 для рабочих условий вычислим по формуле (21):

 

 

Подсчитывается параметр осаждения х и находится соответствующее ему значение интеграла вероятности Ф(х):

 

Ф(1,24) = 89,25 %

В вероятностно-логарифмической сетке координат строим линию зависимости степени осаждения от диаметра частиц по точкам d15,9, d50 (линия 3).

 

lg d15,9 = lg ση + lg d50 = 0,325 + lg 7,37 = 1,19

d15,9 = 15,4

 

Из графика по линии степени осаждения для батарейного циклона находим значения фракционных коэффициентов очистки ηр.

 

Таблица 14

 

Dp, мкм 3,15 8,15 20,5 32,5
g 0,94 0,90 0,87 0,81 0,72 0,58
Δg 0,06 0,04 0,03 0,06 0,09 0,14 0,58
0,13 0,58 0,74 0,92 0,975

 

По фракционным коэффициентам и дисперсному составу загрязнителя подсчитывается полный коэффициент очистки:

 

ηtot = 0,06 · 0,13 + 0,04 · 0,58 + 0,03 · 0,74 + 0,06· 0,92 + 0,09 · 0,975 +

+ 0,14 · 1 + 0,58 · 1 =0,0078+0,0232+0,0222+ 0,0552+0,08775+0,14+0,58=

=0,916

 

Полный коэффициент очистки

Вывод: Учитывая, что результат получен при условии равенства степени очистки газов в батарейном циклоне коэффициенту осаждения одиночного элемента, а реальный проскок выше в 5…6 раз, следует сделать вывод, что батарейные циклоны могут применяться лишь для предварительной очистки дымовых газов заданного состава.

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!