Примеры решения заданий. Пример 1.Определить критическую напряженность коронного разряда в воздухе при температуре 70ºС в трубчатом электрофильтре

 

Пример 1. Определить критическую напряженность коронного разряда в воздухе при температуре 70º С в трубчатом электрофильтре, если радиус коронирующего электрода равен 5 мм, барометрическое давление равно 0, 98·10⁵ Па, разряжение внутри электрофильтра – 1000 Па.

Решение. Вычисляем коэффициент

Определяем критическую напряженность коронного разряда, В/м Пример 2. Определить критическое напряжение коронного разряда в условиях предыдущего примера, если радиус осадительного электрода равен 6 см.

Решение. Критическое напряжение коронного разряда, В

Пример 3. Рассчитать скорость дрейфа частиц радиусом 5 мкм в воздухе при температуре 20º С при напряженности электрического поля 2·10⁵ В/м.

Решение. Определяем вязкость воздуха при температуре 20º С, Па·с

Рассчитываем скорость дрейфа, м/с

Пример 4. Рассчитать электрофильтр для очистки дымовых газов вращающейся печи для обжига клинкера размерами 4x160 м(мокрый способ производства).

Исходные данные

Объем отходящих газов при рабочих условия........................ 47, 1 м³/с

Температура газов................................................................................ 240°С

Барометрическое давление...................................................... 0, 96·10^б Па

Разряжение в электрофильтре................................................. 0, 03·10^б Па

Химический состав газов, об.%:... N₂ – 66; CO₂ – 14; O₂ – 8; H₂O – 12

Плотность дымовых газов, кг/м³ ........................................................... 1, 31

Концентрация пыли в газах, c ₀, г/м³........................................................ 40

Удельное электрическое сопротивление (УЭС) пыли, Ом·м....... 8·10⁶

Решение. 1. Принимаем скорость газов в активном сечении электрофильтра равной 1, 2 м/с в соответствии с рекомендациями (с.133).

2. Определяем необходимую площадь активного сечения электро-фильтра, м²

3. Принимаем к установке трехпольный унифицированный горизонтальныйпластинчатый электрофильтр ЭГА-1-20-7, 5-4-3; площадь активного сечения F ₀ = 4I м², площадь осаждения S ₀ = 2366 м²; активная длина электрического поля L = 2, 56 м; активная высота электродов
h = 7, 5 м, радиус коронирующего электрода R ₁ = 1 мм

4. Уточняем фактическую скорость газов в активном сечении электрофильтра

5. Определяем относительную плотность газов

5. Вычисляем критическую напряженность коронного разряда, В/м

Рассчитываем критическое напряжение коронного разряда, В

7. Находим линейную плотность тока короны, А/м

8. Вычисляем напряженность электрического поля, В/м

9. Рассчитываем удельную поверхность осаждения

10. Определяем вязкость газов при рабочих условиях, используя формулы (6) и(7). Сначала вычисляем вязкость каждого из компонентов газа, Па

Средняя молекулярная масса газов

Вязкость смеси газов определяем из соотношения, Па·с

μ _см = 26, 4·10^–6

11. Рассчитываем теоретическую величину скорости дрейфа для каждой из фракций пыли, принимая в качестве радиуса среднее значение в пределах каждой фракции, м/с:

.

Для каждой фракции пыли определяем теоретическую степень очистки

Результаты расчета представлены в виде таблицы:

d, мкм	2, 5	7, 5
r i, мкм	1, 25	3, 75	7, 5
w дi, м/c	0, 0444	0, 133	0, 266	0, 532
fw дi	2, 23	6, 679	13, 358	26, 72
η i	0, 9027	0, 9987	0, 999998
η iф	0, 7739	0, 9883	0, 99986

 

Поскольку фактическая скорость дрейфа в 1, 5–12 раза выше теоретически рассчитанной пересчитываем фракционную степень очистки, уменьшив скорость дрейфа в 1, 5 раза и определяем фактическую фракционную степень очистки η _iф.

Общая степень очистки

.

Следовательно, общая степень очистки составит 95, 33%.

Концентрация пыли в очищенном газе составит, г/м³

Тесты

 

1. Величина критической напряженности коронного разряда не зависит от:

1) плотности газа; 2) диаметра коронирующего электрода; 3) вязкости газа; 4) температуры газа.

2. Уменьшить величину критического напряжения коронного разряда в трубчатом электрофильтре можно путем:

1) повышения критической напряженности коронного разряда;

2) уменьшения диаметра коронирующего электрода;

3) увеличения радиуса осадительного электрода;

4) увеличения радиуса коронирующего электрода.

3. Уменьшить величину критического напряжения коронного разряда в пластинчатом электрофильтре можно путем:

1) понижения критической напряженности коронного разряда;

2) уменьшения расстояния между соседними коронирующими электродами;

3) увеличения расстояния между коронирующими и осадительными электродами;

4) увеличения радиуса коронирующего электрода.

4. Механизм зарядки частиц пыли за счет диффузии ионов эффективен при размерах частиц:

1) более 10 мкм; 2) 5–10 мкм; 3) 0, 5–5 мкм; 4) менее 0, 5 мкм.

5. В каких случаях необходимо использовать положительно заряженный коронирующий электрод:

1) при очистке воздуха в системах кондиционирования; 2) при высоком удельном электрическом сопротивлении пыли; 3) при высокой запыленности газа; 4) при низких значениях УЭС пыли.

6. Скорость дрейфа частиц пыли в электрическом поле не зависит от:

1) напряженности электрического поля; 2) силы тяжести; 3) температуры газа; 4) размера частиц.

7. Часть электрофильтра, в которой размещены электроды, называют:

1) полем; 2) секцией; 3) активной зоной, 4) форкамерой.

8. Рабочее разряжение в электрофильтрах типа ЭГА составляет:

1) 500 Па: 2) 1 кПа; 3) 5 кПа; 4) 10 кПа; 5) 20 кПа; 6) 50 кПа.

9. По какому параметру подбирается типоразмер электрофильтра:

1) по рабочему напряжению; 2) по площади активного сечения;
3) по удельной поверхности осадительных электродов; 4) по дисперсному составу пыли.

10. Среднее рабочее напряжение в электрофильтрах ЭГА составляет:

1) 10 кВ; 2) 20 кВ; 2) 30 кВ; 3) 70 кВ; 4) 60 кВ; 5) 40 кВ; 6) 50 кВ.

11. Электрофильтр, в котором осадительные и коронирующие электроды пространственно разделены, называется

1) многопольным; 2) двухсекционным; 3) двухзонным; 4) однозонным.

 

Вопросы для повторения

1. Что такое коронный разряд и какова его роль в электрической очистке газов?.

3. Как происходит зарядка частиц пыли в электрическом поле?

4. Как определяют скорость дрейфа частиц пыли?

5. Какую роль играет удельное электрическое сопротивление слоя пыли при очистке газа в электрофильтре?.

6. В чем проявляется явление обратной короны и меры борьбы с ним?

7. Что такое вторичный унос и когда наблюдается этот процесс?

8. Как влияют различные факторы на работу электрофильтра?

9. Как выбирают электрофильтр и рассчитывают его эффективность?

10. Из каких основных элементов состоит электрофильтр?

11. Какие типы коронирующих электродов используют в электрофильтрах?

12. Какие типы осадительных электродов используются в электрофильтрах?

13. От каких факторов зависит степень очистки газа в электрофильтре и каким образом?

13. Для чего служит агрегат питания и какие основные блоки входят в его состав?

14. В каких случаях наблюдается запирание короны и какие меры принимаются для борьбы с этим явлением?

15. Как осуществляется очистка электродов от осевшей на них пыли?