Расчет аэроциклона

Точный расчет циклонов достаточно сложен, поэтому их рассчитывают упрощенно по величине гидравлического сопротивления Δ р

Δ р = ξ _ц ,

где ξ _ц – коэффициент гидравлического сопротивления циклона;

ρ – плотность газа, кг/м³;

ν _ф – фиктивная скорость газа в цилиндрической части циклона, м/с.

Для циклонов конструкции НИИОГаза отношение

.

Плотность газа вычисляют по формуле Клайперона

ρ = ρ ₀ ,

где ρ ₀ = - плотность газа при нормальных условиях (Т₀ = 273К; P₀ = 101, 3 кПа);

М – молекулярная масса газа, кг/моль;

Т – абсолютная температура, К;

р – парциальное давление газа;

= R – универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(кмоль·град).

Принимая для сухого воздуха М = 29 кг/ кмоль имеем

ρ ₀ = кг/м³.

Тогда при р = р₀ имеем

ρ = 1, 293 .

От угла γ наклона патрубка (рисунок 5.1) зависит степень очистки газа:

Рисунок 5.1 – Схема аэроциклона конструкции НИИОГаза

1. Циклон с углом 24° (ЦН-24) обеспечивает большую производительность при малом гидравлическом сопротивлении, предназначен для улавливания крупных частиц (ξ ц = 60). 2. Циклон с γ = 15° (ЦН - 15) обеспечивает хорошую степень очистки, при сравнительно невысоком гидравлическом сопротивлении (ξ ц = 160). 3. Циклон с γ = 11° (ЦН - 11) обеспечивает высокую степень очистки (ξ ц = 250).

Таким образом, задавшись отношением при известном ξ _ц, можно определить фиктивную скорость газа в цилиндрической части циклона

v_ф = .

Гидравлическое сопротивление циклона

Δ р = · ρ;.

Диаметр циклона определяют по заданной производительности

D = .

В аэроциклонах рекомендуется улавливать твердые частицы размером не менее 10 мкм.

Пример

Рассчитать циклон для выделывания частиц сухого молока из воздуха, выходящего из распылительной сушилки, если наименьший размер частиц 10 мкм; массовый расход воздуха 2000 кг/ч; температура воздуха 70°С.