Расчет эффективности циклонов

Наиболее обобщенным и надежным является метод расчета эффективности с использованием элементов теории вероятностей.

Дисперсный состав пыли можно характеризовать двумя параметрами: среднемедианным размером d_m и среднеквадратичным отклонением lgs _п функции распределения. Кривые парциальной эффективности циклонов также могут быть охарактеризованы двумя аналогичными параметрами: и lgs , численные значения которых для различных типов циклонов конструкции НИИОгаз и прочих приведены в табл. 4.

 

Таблица 4

Параметры , lg s  и w _Т , определяющие

эффективность для различных типов циклонов

Тип циклона	ЦН-24	ЦН-15у	ЦН-15	ЦН-11	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34	СИОТ
, мкм	8,50	6,00	4,50	3,65	2,31	1,95	2,6
lgs	0,308	0,283	0,352	0,352	0,364	0,308	0,28
wопт., м/с	4,5	3,5	3,5	3,5	2,0	1,7	1,00

Приведенные в табл. 4 данные соответствуют следующим условиям работы циклонов:

– скорость газов w_Т =3,5 м/с;

– диаметр циклона D_Т = 0,6 м;

– плотность частицы пыли r_пТ = 1930 кг/м³;

– динамический коэффициент вязкости газа

m_Т = 22,2×10^-6 Н×с/м² (Па·с).

Математическая обработка уравнения для вероятностных функций дает следующее выражение для полного коэффициента очистки газа в циклоне

 

                                                         h = Ф( x ).                                  (4)

 

Величина аргумента x применительно к циклонам может быть определена из выражения

 

                     x = .                              (5)

 

Численное значение функции Ф( x ) находят в зависимости от величины аргумента x по табл. П.4.

Входящая в формулу (5) величина d ₅₀  представляет собой размер частиц, осажденных при фактических условиях работы выбранного циклона с эффективностью 50 %.

Эта величина может быть найдена из выражения

 

                   d ₅₀ = ,                               (6)

 

где D_T , r _чТ , m _Т , w _Т - параметры, соответствующие условиям, при которых получены табличные значения и lgs ; D , r _ч , m , w - параметры, соответствующие фактическим условиям работы циклона.

При очистке газов с высокой концентрацией пыли (z >10 г/м³) степень очистки газа в циклоне обычно несколько увеличивается и может быть определена по следующей эмпирической зависимости

 

            h ¢ = h + ( 100 - h ) 0,12 z ₁ lg 0,1 z ₁ /100,                        (7)

 

где z ₁ – начальная концентрация пыли в газе, г/м³; h - степень очистки газа в циклоне при его начальной запыленности 10 г/м³.

В случае, когда полученная в результате расчета эффективность оказывается недостаточной, следует уменьшить размеры циклона, т. е. повысить скорость и гидравлическое сопротивление. При этом степень очистки газа в циклоне возрастает.

 

Пример расчета циклонов

Задание. Выбрать циклон типа ЦН-15, определить его гидравлическое сопротивление D p и эффективность h при следующих исходных данных: расход газа при нормальных условиях              V _о = 4100 м³/ч; плотность газа r _о = 1,29 кг/м³, температура газа Т =110 ^оС, коэффициент динамической вязкости при нормальных условиях m _о =19,059×10^-6 Па×с, постоянная Сазерленда С=124, барометрическое давление Р_бар = 101,3 кПа, разрежение в циклоне р_г = 30 Па, начальная концентрация пыли в газе z ₁ = 50 г/м³, характеристики дисперсного состава пыли d_m =10 мкм, коэффициент полидисперсности пыли lgs _п = 0,7, плотность частиц пыли r _п = 3000кг/м³ . Циклон работает в сети без раскручивателя.

Решение:

1. Плотность газа при рабочих условиях

r _г = ;

r _г кг/м³.

 

2. Расход газа при рабочих условиях

V_г = ;

V_г  = = 1,6 м³/с.

3. Диаметр циклона при оптимальной скорости w _опт = 3,5 м/с

D = ;

D =  = 0,763 м.

Примем ближайшее стандартное значение диаметра D = 800 мм и найдем действительную скорость газа в циклоне, м/с

w = ;

w_ц = = 3,2 м/с.

Действительная скорость отклоняется от оптимальной

[(w_опт-w_ц)/ w_опт]∙100 % = [(3,5-3,2)/3,5] 100 % = 8,57 м/с.

Поскольку действительная скорость отличается от оптимальной менее чем на 15 %, остановимся на выбранном диаметре циклона и, исходя из принятых соотношений размеров для данного типа циклонов, можно определить остальные размеры (рис. 2).

 

Рис. 2 – Циклон конструкции НИИОгаз (цилиндрический)

4. Коэффициент сопротивления циклона

x = К₁·К₂·x ₅₀₀;

x = 1·0,91·155 = 141,

где значения коэффициентов К₁, К₂ и x ₅₀₀  принимаем в соответствии с данными, приведёнными в таблицах 1, 2, 3: К₁ = 1, К₂ = 0,91, x ₅₀₀ = 155.

5. Гидравлическое сопротивление циклона находят по формуле

D p = ;

D p 660 Па.

 

6. Динамическую вязкость газа при рабочих условиях (динамический коэффициент вязкости воздуха при рабочих условиях) находят из выражения

m _г = , Па∙с,

 

где m_о – динамический коэффициент вязкости при нормальных условиях, Па∙с; С – постоянная Сазерленда; Т_абс. – температура газов при рабочих условиях, К.

=24,8×10^-6 Па·с.

 

 

7. Размер частиц d₅₀, улавливаемых выбранным циклоном при рабочих условиях с эффективностью 50 %

 

d₅₀= ;

d₅₀ = 4,5 = 4,61 мкм,

 

где D_Т, r _nТ , m _Т , w _Т - значения параметров, соответствующие условиям, при которых получена величина = 4,5 мкм (см. табл. 2.4); D, r _n , m _г , w _г – значения параметров, соответствующие действительным условиям работы циклона.

8. Вспомогательная величина x равна

 

x = ;

x = =0,429.

9. Степень очистки газа в циклоне, определяемая исходя из значения аргумента x =0,429 по табл. П.4 составляет

 

h = Ф( x ) = 0,6664 или 66,64 %.

 

---

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 112; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!