Зміст
Вступ
1.Розсіювання шкідливих речовин в атмосфері
1.1Методика розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері, при викидігазоповітряної суміші з одиночного точкового джерела з круглим гирлом
1.2Приклад розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері
2.Циклони
2.1Загальні відомості
2.2Розрахунок та вибір циклону
2.3Приклад розрахунку циклону
3.Завдання для виконання розрахунків
Джерелаінформації
Вступ
У сучасномусуспільстві зростає важливість не тільки екологічних проблем, але й пов'язаноїз ними природоохоронної діяльності, проведеної на підприємствах.
Серед існуючихнапрямків природоохоронної діяльності значне місце приділяється проведеннютехнічних заходів, які дозволяють у максимальному ступені знизити надходження внавколишнє природне середовище різних забруднювачів. При рішенні завдань,пов'язаних з охороною зовнішнього середовища, пріоритет віддається томукомплексу заходив, що забезпечує найбільше обмеження або повне припиненнянадходження в зовнішнє середовище несприятливого фактору(хімічного, фізичного,біологічного).
Основнимизаходами щодо зниження забруднення атмосферного повітря є: технологічні,архітектурно-планувальні, організація санітарно-захисної зони, газоочищення.Ефективність того або іншого методу різна для кожної конкретної ситуації.
Курсова роботаприсвячена розрахунку розсіювання забруднюючих речовин в атмосфері відодиночних стаціонарних джерел забруднення. Крім цього в роботі розрахованепилоочисне устаткування – циклон.
1. Розсіюванняшкідливих речовин в атмосфері
1.1 Методикарозрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері, при викиді газоповітряноїсуміші з одиночного точкового джерела з круглим гирлом
Розрахункирозсіювання забруднюючих речовин (ЗР) в атмосфері від одиночних стаціонарнихджерел забруднення атмосфери (ДЗА) використовується згідно «Методикирасчета концентрацій в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросахпредприятий. ОНД – 86.»
Вони проводятьсядля джерела забруднення атмосфери, розташованого в Харківській області нарівній і слабо пересіченої місцевості. При цьому джерело забруднення атмосферимає один димар висотою Н, м, з діаметром гирла D, м, швідкистю виходу газоповітряноїсуміші />,м/с, різницею температур викидів і навколишнього атмосферного повітря ΔT,/>,і масою забруднюючих речовин М, г/с.
Послідовністьрозрахунків наступна.
1. Визначають витрати газоповітряної суміші/>,/>,безрозмірні параметри />,/>m,n,dі значення небезпечної швидкості вітру /> м/с,при якому досягається максимальна приземна концентрація забруднюючих речовин,по формулах:
/>=/>.
Значеннякоефіцієнтів m,n, та d визначаються в залежності від параметрів />,/>,/>,/>.
/>,
/>
/>,
/>.
Коефіцієнтmвизначається залежно від /> поформулах:
/> при/>
m= /> при/>
Для />коефіцієнтуm обчислюється при />
Коефіцієнт n при/> визначаєтьсязалежно від />
n =1 при />
n = 0.535/>
n = 4.4 при />
При /> коефіцієнтобчислюється по вищенаведених формулах прийнявши />
Безрозмірнийкоефіцієнт d при /> знаходитьсяпо формулах:
d = 2.48/>)при />
d = 4.95/> (1+0.28/>)при 0,5≤2 ,
d = 7/>(1+0.28/>)при /> 2.
D=16/> при/>.
Значеннянебезпечної швидкості />,м/с, на рівні флюгера, при якій досягається найбільше значення приземноїконцентрації шкідливих речовин /> визначаєтьсяпо формулах:
/> =0,5 при />
/>при0,5 ≤2,
/>=/>(1+0,12/> )при />>2.
При /> значення/> обчислюєтьсяпо формулах:
/> =0,5 при />≤0,5,
/> =/>при0,5≤2,
/> =2,2/> при/>>2.
2. Розраховують максимальне значенняприземної концентрації шкідливої речовини />,мг//> ,при викиді газоповітряної суміші з одиночного точкового джерела із круглимгирлом, що досягається при несприятливих мете реологічних умовах на відстані />,м, від джерела, по формулі:
/>
Відстань/> відджерела викидів, на якому приземна концентрація С при несприятливихметеорологічних умовах на відстані />,м, від джерела по формулі:
/> =/>
Де А –коефіцієнт, що залежить від температурної стратифікації атмосфери (розподілтемператур по висоті, що впливає на його вертикальне переміщення), який дляХаркова та області дорівнює 180; М – маса викидів шкідливих речовин, г/с; F –коефіцієнт, що залежить від швидкості осідання речовин (для газоподібнихшкідливих речовин – 1, для пароподібних шкідливих речовин – 2, для пилу та золи– 3); /> –коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу місцевості (для рівної й слабопересіченої місцевості /> =1); m і n – коефіцієнти, що враховують умови виходу газоповітряної суміші, />/с;/> -різниця між температурою газоповітряної суміші, що викидається та температуроюнавколишнього атмосферного повітря, />;Н – висота джерела викиду понад рівнем землі, м.
3. Визначають приземні концентрації шкідливихречовин /> ,мг//>,в атмосфері по осі факелу викиду на різних відстанях />,м від джерела викиду при небезпечній швидкості вітру /> поформулі:
/>
/> -, безрозмірний коефіцієнт, який знаходиться в залежності від відношення />//> поформулах:
/> при/>//>≤1
/> при1≤8.
4.Визначаютьзначення приземної концентрації шкідливих речовин в атмосфері />, мг//>,на відстані у, м, по перпендикуляру до осі факела викиду по формулі:
/>
Де /> -безрозмірний коефіцієнт, який знаходиться в залежності від швидкості вітру />,м/с та відношення у/х по значенню аргументу /> :
/> при/> ≤5,
/> при/> >5,
/>=/>.
Розрахунокрозсіювання шкідливих речовин в атмосфері.
ЗавданняЗа вихідними даними табл. 1,1 розрахувати:
· Максимальну приземну концентраціюзабруднюючих речовин, створювану джерелом забруднення атмосфери;
· Відстань від джерела викиду, на якомупри несприятливих умовах досягає ця максимальна концентрація;
· Концентрації забруднюючих речовин по осіфакела викидів і перпендикулярно їй для точок, що відстоять від джерела навидаленні />,3/> тау=50, 100, 200, 300 й 400м.
За результатамирозрахунків побудувати необхідні профілі приземних концентрацій, визначитидовжину зони забруднення, що перевищує середньодобову ГДК, і її ширину взаданих точках, та знайти радіус зони впливу.
Таблиця 1.1 –Вихідні дані для розрахункуМаса викидів СО, г/с
Середьонодобова гранично дозволена концентрація СО, мг//> Висота труби, м Діаметр гирла труби, м Швидкість виходу газоповітряної суміші із труби, м/с
Різниця температур викидів і зовнішнього повітря, /> 350 3,0 29 1,3 2 185
Рішення
Витратигазоповітряної суміші:
/>
Визначаємопараметри /> та/>:
/>
/>=/> =/> =1.67
/>
/>
Оскільки />визначаємопо формулі:
/>
При />та/> коефіцієнт/>
Безрозмірнийкоефіцієнт d при /> та/> визначаємопо формулі:
/>
Значеннянебезпечної швидкості /> визначаємопо формулі:
/> м/с
Розраховуємомаксимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини:
/>мг//>
Розраховуємовідстань від джерела викидів до крапки де приземна концентрація досягаємаксимального значення:
/>
Розраховуємоприземні концентрації забруднюючої речовини по осі факелу викидів на відстані />
1) />
/>
/>
/>мг//>
2) />
/>
/>
/>
3) />
/>
/>
/>
4) Для того щоб побудувати профіліприземних концентрацій та визначити довжину зони забруднення, що перевищуєсередньодобову ГДК, яка становить 0,04 необхідно знайти додаткову крапку:
/>
/>
/>
Результатирозрахунків зводимо до таблиці 1.2 та будуємо графік малюнок 1.1.
/>.2– результати розрахунків
/>, м 34.075 68,15 204.45 408.9 545.2
/>,/> 6,82 9,88 5,14 1,976 1,19
По графікувизначаємо />довжинузони забруднення, що перевищує середньодобову гранично дозволену концентрацію: /> />=305.9
Розрахуємоприземні концентрації забруднюючих речовини на перпендикулярах до осі факелувикидів на відстані від джерела забруднення /> Відстаньпо перпендикуляру від осі факелу становить />.
1) />
/>.
Оскільки /> визначаємопо формулі:
/>
/>
/> =8.3/>
/>
/>
/>
/>
/> =1.5/>
/>
/>
/>
/>
/> =2.38/>
/>
/>
/>
/>
/> =3.64/>
/>
/>
/>
/>
/> =3.66/>
/>мг//>
2) />
/>.
/>
/>
/> =1.99/>
/>
/>
/>
/>
/> =8.29/>
/>
/>
/>
/>
/> =1.5/>
/>
/>
/>
/>
/> =1.76/>
/>
/>
/>
/>
/> =2.99/>
/>мг//>
3) />
/>.
/>
/>
/> =0.33
/>
/>
/>
/>
/> =0.005
/>
/>
/>
/>
/> =0.002
/>
/>
/>
/>
/> =8.3/>
/>
/>
/>
/>
/> =9.2/>
/>мг//>
3) />
/>.
/>
/>
/> =0.76
/>
/>
/>
/>
/> =0.33
/>
/>
/>
/>
/> =0.005
/>
/>
/>
/>
/> =1.99/>
/>
/>
/>
/>
/> =0.002
/>мг//>
Отриманірезультати розрахунку, крім тих що менш 0.1, зводимо в таблицю 1.3 для побудовиграфіка (мал. 1.2).
Таблиця 1.3 –Результати розрахунків
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/> 6.82 9.88 5.14 1.976 50 1.72 1.51 100 0.65 200 300 400
По графікувизначаємо b – ширину зони забруднення, що перевищує середньодобову граничнодозволену концентрацію: /> /> 320м.
2. Циклони
2.1 Загальні відомості
Циклонні апарати внаслідок дешевини йпростоти устрою та експлуатації, відносно невеликого опору та високоїпродуктивності є найпоширенішим типом механічного пиловловлювача. Циклонніпиловловлювачі мають наступні переваги перед іншими апаратами:
• відсутністьрухомих частин;
• надійнаробота при температурі до 500 °С без конструктивних змін;
• пилуловлюється в сухому вигляді;
• можливістьуловлювання абразивного пилу, для чого активні поверхні циклонів покриваютьсяспеціальними зносостійкими матеріалами;
• можливістьроботи циклонів при високому тиску;
• стабільнавеличина гідравлічного опору;
• простотавиготовлення і можливість швидкого і якісного ремонту;
• підвищенняконцентрації пилу не приводить до зниження фракційної ефективності апарату.
До недоліків можна віднести
• високийгідравлічний опір, який досягає 1250-1500 Па;
• низькуефективність при уловлюванні частинок розміром менше 5 мкм.
Робота циклону заснована навикористанні відцентрових сил, що виникають при обертанні газопилового потокуусередині корпусу апарату. Обертання досягається шляхом тангенціальноговведення потоку в циклон. В результаті дії відцентрових сил частинки пилу,завислі в потоці, відкидаються на стінки корпусу і випадають з потоку. Чистийгаз, продовжуючи обертатися, здійснює поворот на 180° і виходить з циклонучерез розташовану по осі вихлопну трубу (рис. 2.1). Частинки пилу, що досяглистінок корпусу, під дією потоку, що переміщається в осьовому напрямі, і сил тяжіннярухаються у напрямку до вихідного отвору корпусу і виводяться з циклону.Зважаючи на те що вирішальним фактором, що обумовлює рух пилу, є аеродинамічнісили, а не сили тяжіння, циклони можна розташовувати похило і навітьгоризонтально. На практиці із-за компонувальних рішень, а також для розміщенняпилотранспортних систем циклони, як правило, встановлюють у вертикальномуположенні.
/>
Рисунок 2.1 — Схема роботи циклона
Область циклонного процесу, або зонауловлювання пилу, розташована між кінцем вихлопної труби і отвором циклону, щовідводить пил.
Бункер бере участь в аеродинаміціциклонного процесу, тому використання циклону без бункера або із зменшеним впорівнянні з рекомендованими розмірами бункером знижує коефіцієнт корисної діїапарату. Герметичність циклонів разом з бункером — необхідна умова їхнормальної роботи, навіть незначні підсоси повітря через бункер різко знижуютьефективність очищення. Істотний вплив на циклонний процес чинитьтурбулентність, яка багато в чому визначає ступінь очищення. Потік, що поступаєу вихлопну трубу, продовжує інтенсивно обертатися. Загасання цього обертальногоруху, пов'язане з непоправними втратами енергії, проходить повільно. Дляусунення обертального руху на виході з циклону і зменшення гідравлічних втратіноді застосовують спеціальні пристрої, наприклад розкручувачі. Проте практикапоказує, що ці пристрої знижують ефективність циклонів при уловлюваннідрібнодисперсного пилу.
Циклони розділяють нациліндричні і конічні. В циліндричні циклонах корпус виконаний з подовженоюциліндричною частиною, а в конічних — з подовженою конічною частиною.Циліндричні циклони відрізняються високою продуктивністю, конічні — високоюефективністю очищення, проте в останніх більше втрати тиску. У конічнихциклонів у міру звуження корпусу газовий потік закручується більш інтенсивно,унаслідок чого сепарація частинок пилу до стінки апарату збільшується. Бажано,щоб діаметр циліндричного циклону не перевищував 2 м, а конічного — 3 м,оскільки інакше падає ефективність очищення.
У промисловості найбільшепоширення набули циклони конструкції НДІОГаза: циліндричні ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24(рис. 2.2); конічні СДК-ЦН-34, СДК-ЦН-33. Позначення циклонів означаютьнаступне: ЦН-15: ЦН — циклон НДІГаза, 15 — кут нахилу осі вхідного патрубка догоризонталі; СДК-ЦН-34: СДК — спіральний конічний, ЦН — циклон НДІОГаза, 34 — відношення діаметрів вихлопної труби і циліндричної частини складає 0,34. Відкута нахилу осі вхідного патрубка до горизонталі і відношення діаметріввихлопної труби і циліндричної частини залежать ефективність циклону і перепадтиску в ньому.
/>
Рисунок 2.2 — Циліндричнийциклон конструкції НДІОГаза
Таблиця 2.1. — Співвідношеннярозмірів в долях внутрішнього діаметра, D для циклонів ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У,ЦН-24Найменування
Тип циклона
ЦН-15
ЦН-15У
ЦН-24
ЦН-11 Внутрішній діаметр вихлопної труби, d 0,59 для всіх типів Внутрішній діаметр пиловипускного отвору, d1 0,3—0,4 для всіх типів* Ширина вхідного патрубка в циклоні (внутрішній розмір), b 0,2 для всіх типів Ширина вхідного патрубка на вході (внутрішній розмір),b1 0,26 для всіх типів Довжина вхідного патрубка, l 0,6 для всіх типів Діаметр середньої лінії циклона, Dср 0,8 для всіх типів Висота установки фланця, hфл 0,1 для всіх типів Кут нахилу кришки та вхідного патрубка циклона, а, град 15° 15° 24° 11° Висота вхідного патрубка, h1 0,66 0,66 1,11 0,48 Висота вихлопної труби, hтр 1,74 1,5 2,11 1,56 Висота циліндричної частини циклона, Нц 2,26 1,51 2,11 2,06 Висота конуса циклона, НК 2,0 1,50 1,75 2,0 Висота зовнішньої частини вихлопної труби, hв 0,3 0,3 0,4 0,3 Загальна висота циклона, Нк 4,56 3,31 4,26 4,38
* Більший розмір приймаєтьсяпри малих D и великий запиленості газу
Таблиця 2.2 — Співвідношеннярозмірів у долях діаметра D для циклонівСДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34МНайменування Тип циклона СДК-ЦН-33 СК-ЦН-34 СК-ЦН-34М Внутрішній діаметр циліндричної частини, D) до 3600 мм до 4000 мм Висота циліндричної частини, HК 0,535 0,515 0,4 Висота конічної частини, Hц 3,0 2,110 2,6 Внутрішній діаметр вихлопної труби, d 0,334 0,340 0,22 Внутрішній діаметр пиловипускного отвору, d1 0,334 0,229 0,18 Ширина вхідного патрубка, b 0,264 0,214 0,18 Висота зовнішньої частини вихлопної труби, hв 0,2-0,3 0,2-0,3 0,3 Висота установки фланця, hфл 0,1 0,1 0,1 Висота вхідного патрубка, а 0,535 0,515 0,4 Довжина вхідного патрубка, l 0,6 0,6 0,6 Висота заг либлення вихлопної труби, hт 0,535 0,515 0,4 Поточний радіус завитки, ρ
/>
/> />
/>
Збільшення діаметру циклонупри постійній тангенціальній швидкості газу який поступає, приводить дозниження відцентрової сили і до зменшення ефективності очищення. Томузбільшувати розміри промислових циклонів вище певних меж недоцільно. До того жодиночні циклони навіть великих розмірів мають порівняно малу продуктивність. Упромисловості очищенню піддають гази обсяг яких складає десятки і сотні тисячкубічних метрів в час. В цьому випадку для очищення газів створюють груповіустановки, що складаються з декількох циклонів. Такі установки мають загальнийколектор для подачі запиленого і відведення очищеного газу, а також загальнийбункер для збору пилу. Компоновка циклонів може бути прямокутною (дворяднимспособом по 2-8 шт.) або круговою (навколо вертикального вхідного патрубка поокружності по 10-14 шт.).
Ступінь очищення в груповихциклонах прийнято рахувати рівному ступеню очищення в одиночному циклоні, щовходить до цієї групи. На практиці в групових циклонах ступінь очищення нижче.Це пов'язано з тим, що в одиночному циклоні вихровий потік, рухаючись поспіралі зверху вниз, упирається в дно пилозбірного бункера, після чого,зберігаючи обертальний рух, круто змінює напрям, рухаючись до центральноїтруби. У групових циклонах із загальним бункером герметичність окремого циклонупорушується, унаслідок чого міняється гідродинаміка потоку і ступінь очищеннязнижується.
/>
Рисунок2.4 — Прямокутна компоновка циклонів у группу
/>
Рисунок 2.5 — Круговакомпоновка циклонів у групу
2.2 Розрахунок та вибір циклона
Вибір типу й розміру циклонапровадиться на підставі заданої витрати газів, фізико-механічних властивостейпилу, необхідної ефективності очистки, габаритів установки, експлуатаційнійнадійності та вартості очистки.
Для розрахунків конструкціїциклонів необхідні наступні вихідні дані:
• кількість газу, що очищається, Q,м3/с;
• густина газу при робочих умовахρ, кг/м3;
• в'язкість газу при робочійтемпературі µ, Па-с;
• дисперсний состав пилу, що задаєтьсядвома параметрами:
dт — медіанний діаметр, приякому маса всіх часток пилу менше або крупніше dт становить 50%;lgσч — стандартне відхилення величини lgd;
• вхіднаконцентрація пилу Свх, г/м3;
• щільність частокпилу ρч, кг/м3;
• необхіднаефективність очищення газу η, %.
Конструкціюциклона розраховують методом послідовних наближень у наступному порядку. 1.Вибравши тип циклона, по табл. 2.3 визначають оптимальну швидкість газу в апараті.
Таблиця 2.3- Параметри, що визначають ефективність циклонівПараметр Тип циклона ЦН-24 ЦН-15У ЦН-15 ЦН-11 СДК-ЦН-33 СК-ЦН-34 СК-ЦН-34М
d/>, мкм 8,50 6,00 4,50 3,65 2,31 1,95 1,13 lgση 0,308 0,283 0,352 0,352 0,364 0,308 0,340 ωопт, м/с 4,5 3,5 3,5 3,5 2,0 1,7 2,0
2. Визначаємо діаметрциклона, м:
/>
Отриманезначення Dокругляємо до найближчого типового значення внутрішнього діаметрациклона. Для циклонів прийнятий наступний ряд внутрішніх діаметрів, мм: 200,300, 400, 500. 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 2800, 2000, 2400 й3000.
Якщорозрахунковий діаметр циклона перевищує його максимальне припустиме значення,то необхідно застосовувати два або більш паралельно встановлені циклони.
/>
де n — кількість циклонів.
3. Пообраному діаметру циклона знаходять дійснушвидкість газу в циклоні, м/с, по формулі:
/>
Швидкістьгазу в циклоні не повинна відхилятися більш ніж на 15% від оптимальноїшвидкості.
4.Визначають коефіцієнт гідравлічного опору циклона або групи циклонів поформулі:
/>
де К1 — поправочний коефіцієнт, що залежить від діаметра циклона (табл. 2.4)
К2 — поправочний коефіцієнт, що враховує запиленість газу (табл. 2.5)
ξ500 — коефіцієнт гідравлічного опору одиночного циклона діаметром 500 мм, щообирається по табл.2.6;
К3 — коефіцієнт, що враховує додаткові втратитиску, пов'язані з компонуванням циклонів у групу (табл. 2.7), для одиночнихциклонів К3 = 0.
Таблиця 2.4 — Поправочнийкоефіцієнт К{ залежний від діаметра циклонаD, мм Тип циклона ЦН-11 ЦН-15; ЦН-24; ЦН-15У СКД-ЦН-33; СК-ЦН-34; СК-ЦН-34М 150 0,94 0,85 1,0 200 0,95 0,90 1,0 300 0,96 0,93 1,0 450 0,99 1,0 1,0 500 1,00 1,0 1,0
Таблиця 2.5 — Поправочнийкоефіцієнт К2, що враховує запиленість газу (D=500 мм)Тип циклона Запиленість, Свх, г/м ' 10 20 40 80 120 150 ЦН-11 1 0,96 0,94 0,92 0,90 0,87 0,5 ЦН-15 1 0,93 0,92 0,91 0,90 0,87 0,86 ЦН-15У 1 0,93 0,92 0,91 0,89 0,88 0,87 ЦН-24 1 0,95 0,93 0,92 0,90 0,87 0,86 СКД-ЦН-33 1 0,81 0,785 0,78 0,77 0,76 0,745 СК-ЦН-34 1 0,98 0,947 0,93 0,915 0,91 0,90 СК-ЦН-34М 1 0,99 0,97 0,95 - - -
Таблиця 2.7 — Поправочнийкоефіцієнт К3,, що враховує компоновку циклонів у групіХарактер компоновки К3 Кругове компонування, нижнє організоване підведення газу 60 Прямокутна компоновка, організоване підведення газу, елементи циклона розташовані в одній площині 35 Відвід із загальної камери чистого газу. Те ж, але відвід газу із циклонних елементів завиткою 28 Прямокутне компонування, вільне підведення потоку газу в загальну камеру 60
5. Визначають гідравлічнийопір циклона, Па:
/>
6. Визначають діаметр часток,що вловлюються на 50%, мкм:
/>
де — />діаметр часток, що уловлюються на 50%в стандартних умовах (табл. 2.3). Значення />відповідає наступним умовам роботициклона:
діаметр циклона /> = 0,6 м;
середня швидкість газу вциклоні ωТ =3,5 м/с;
щільність часток /> = 1930 кг/м3:
динамічнав'язкість />= 22,2 • 10-6 Па·с.
7. Розраховуютьпараметр х по формулі:
/>
де lg/> — стандартневідхилення величини lgd обирається по табл. 2.3. Визначають функцію розподілуФ(x) по таблиці 2.8.
Таблиця 2.8- Значення нормальної функції розподілу Ф (x)x Ф(х) x Ф(х) x Ф(х) -2,70 0,0035 -0,90 0,1841 0,90 0,8159 -2,60 0,0047 -0,80 0,2119 1,00 0,8413 -2,50 0,0062 -0,70 0,2420 1,10 0,8643 -2,40 0,0082 -0,60 0.2743 1,20 0,8849 -2,30 0,0107 -0,50 0,3085 1,30 0,9032 -2,20 0,0139 -0,40 0,3446 1,40 0,9192 -2,10 0,0179 -0,30 0,3821 1,50 0,9332 -2,00 0,0228 -0,20 0,4207 1,60 0,9452 -1,90 0,0288 -0,10 0,4602 1,70 0,9554 -1,80 0,0359 0,00 0,5000 1,80 0,9641 -1,70 0,0446 0,10 0,5398 1,90 0,9713 -1,60 0,0548 0,20 0,5793 2,00 0,9772 -1,50 0,0668 0,30 0,6179 2,10 0,9821 -1.40 0,0808 0,40 0,6554 2,20 0,9861 -1,30 0,0968 0,50 0,6915 2,30 0,9893 -1,20 0,1151 0,60 0,7257 2,40 0,9918 -1,10 0,1357 0,70 0,7580 2,50 0,9938 -1,00 0,1587 0,80 0,7881 2,60 0,9953
8.Визначають ефективність очистки газу в циклоні, %:
/>=50[1 +Ф(x)].
Якщоефективність очистки виявилася недостатньою, потрібно вибрати інший тип циклоназ більше високим гідравлічним опором, якій треба розрахувати заново. Орієнтовнонеобхідний опір можна знайти зі співвідношення:
/>
де індекс 1відноситься до розрахункових, а індекс 2 — до необхідних значень параметрівциклона.
2.3 Приклад розрахункуциклона
Завдання.Підібрати циклон, що забезпечує ступінь ефективності очистки газу відпилуη= 89%. Вихідні дані наведені в таблиці 2.9. Прийнявши, що густина газупри робочих умовах ρ= 0,89 кг/м3; в'язкість газу при робочій температурі µ= 22,2·10- 6 Па·с.
Таблиця 2.9– Вихідні данні для розрахункуКількість газу, що очищається, м3/с Щільність часток пилу рч, кг/м3 Медіанний діаметр, dm, мкм
Стандартне відхилення величини
lgd Вхідна концентрація пилу, г/м3 1,8 1870 15 0,5 40
Рішення
1. Задаємося типомциклона — ЦН-15. По табл. 2.3 обираємо оптимальну швидкість газу в апараті: />-3,5 м/с.
2. Визначаємо діаметрциклона:
/>
Отриманезначення D округляємо до найближчого типового значення внутрішнього діаметрациклона. Обираємо один циклон з D=800 мм=0,8 м.
3. По обраному діаметруциклона знаходимо дійсну швидкість газу вциклоні, м/с, по формулі:
/>
3,5-100%
3,58-х% х=102,3%
Різниця:102,3-100=2,3 %
4. Визначаємокоефіцієнт гідравлічного опору циклона:
/>=1 • 0,91·163+ 0 = 148,33
КоефіцієнтиК1= 1, К2=0,91, />= 163,К3 = 0 обираємо по табл. 2.4-2.7.
5. Визначаємогідравлічний опір циклона:
/>
6. Визначаємо діаметрчасток, що вловлюються на 50%:
/>=4.50/>
Діаметр часток,що уловлюються на 50% в стандартних умовах /> обираємопо табл. 2.3. 7. Розраховують параметри по формулі:
/>
7. Стандартневідхилення lg/> =0.352 обираємо по табл.2.3.
8. Визначаємофункцію розподілу Ф(х) = 0,9966 по таблиці 2.8.
Визначаємоефективність очистки газу в циклоні:
/>(x)] = 50/>99.83%
Циклон ЦН-15з D=0,8 м забезпечує ефективність очистки газу від пилу 99,83 %, що більшзаданої ефективності 89 %.
Таблиця2.10. — Розміри циклона ЦН-15Найменування Значення Внутрішній діаметр циліндричної частини, Д„ мм 800 Внутрішній діаметр вихлопної труби, сі, м 0,59-800=472 Внутрішній діаметр пиловипускного отвору, с/|, мм 0,3-800=24 Ширина вхідного патрубка в циклоні (внутрішній розмір), Ь, мм 0,2 -800=160 Ширина вхідного патрубка на вході (внутрішній розмір), Ьь мм 0,26 -800=208 Довжина вхідного патрубка, /, мм 0,6 -800=480 Діаметр середньої лінії циклона, Оср, мм 0,8 -800=640 Висота установки фланця, мм 0,1 -800=80 Кут нахилу кришки та вхідного патрубка циклона, а, град 15° Висота вхідного патрубка, h1, мм 0.66·800=528 Висота вихлопної труби, hтр, мм 1.74·800=1392 Висота циліндричної частини циклону, Нц, мм 2.26·800=1808 Висота конусу циклону, Нк, мм 2.0·800=1600 Висота зовнішньої частини вихлопної труби, hв, мм 0.3·800=240 Загальна висота циклону, Нк, мм 4.56·800=3648