Пример расчета циклона

 

Обосновать выбор марки циклона, определить конструктивные размеры и эффективность очистки вентиляционных выбросов с пылью по следующим исходным данным.

1.Расход газов от источника выбросов L =22000 м³/ч.

2.Температура газа t_г =50 ^оС.

3.Состав пыли – древесная стружка.

4.Плотность частиц пыли ρ_ч = 850 кг/м³.

5.Дисперсный состав пыли, d₅₀ = 16,8 мкм, lgσ_ч = 0,856.

6.Концентрация пыли в выбросе С_вх =150 г/м³.

7.Оптимальная скорость движения газов в циклоне - W_опт =3,5 м/с (табл.П.18 приложения).

8.Давление газа перед циклоном Р_ц =100 Па (табл.П.6 приложения).

 

Решение:

Для улавливания отходов деревообработки обычно используются циклоны конструкции Гидродревпрома типа Ц или УЦ. Выбираем циклон типа Ц, типоразмерный ряд которого приведен в табл.П.11 приложения.

1.Определяем расход газа при рабочих условиях

= =26029 м³/ч.

2. Находим плотность газов при рабочих условиях, принимая нормальное атмосферное давление воздуха равным =101300 Па, Р_ц =100 Па и плотность воздуха при температуре t_г = 20 ^оС = 1,205 кг/м³, по формуле:

= =0,846 кг/м³.

3.Рассчитываем необходимую площадь сечения циклона

= = 2,07 м².

4. Задаваясь количеством циклонов N, определяем диаметр аппарата, который не должен превышать максимальное значение диаметра в типоразмерном ряду заданного типа циклонов. В первом приближении принимаем N =1

= = 0,87 м.

5. Для рассчитанного диаметра аппарата принимаем марку Ц-950 с диаметром корпуса D = 950 мм и вычисляем действительную скорость газа в циклоне

= = 12,17 м/с.

 

Скорость в циклоне не должна отклоняться более чем на 15% от оптимальной, а рассчитанная существенно превышает . Такая скорость не удовлетворяет допустимым условиям эксплуатации циклонов. Поэтому необходимо произвести пересчет диаметра или количества циклонов. Принимаем больший стандартный диаметр D_ц =1150 мм соответствующий производительности по холодному газу 9500…14000 м³/ч и повторяем вычисления для N =2.

= = 3,48 м/с.

Данная скорость попадает в 15% диапазон = 3,5 м/с, и, следовательно, удовлетворяет техническим условиям эксплуатации циклона. Исходя из вида пыли (древесная стружка) окончательно выбираем циклон марки Ц-1150 из табл.П.11 приложения.

6.Определяем коэффициент гидравлического сопротивления циклона, принимая = 210; К₁ = 1; К₂ = 0,85; К₃ = 28 (табл.П.7 - табл.П.10 приложения), соответственно

= 1·0,85·210 + 28 = 207.

7.Находим потери давления ∆Р и сравниваем их с допустимыми потерями давления в циклоне ∆Р_доп, приведенными в табл.П.6 приложения

= 0,5·207·0,846·3,48² = 1060 Па < ∆Р_доп =1500 Па.

По гидравлической характеристике (потере давления) выбранный типоразмер циклона соответствует техническим нормам эксплуатации.

8. Для определения фактической эффективности очистки газа в выбранном циклоне Ц-1150 определяем медианную тонкость очистки газа при рабочих условиях, принимая расчетные параметры эффективности по табл.П.18 приложения: = 4,12 мкм; = 0,91 м; = 3,50 м/с; = 800 кг/м³;

=22,1·10^-6 , Па·с

= =4,70 мкм.

9.Определяем параметр Х и с учетом данных табл.П.18 приложения, значение нормальной функции распределения Ф(Х) = 0,540:

= = = = 0,064 0,1.

10.Эффективность очистки газа в выбранном циклоне составляет:

= = 77%.

11.Количество древесной стружки на входе в циклон:

М_нач = L·С_вх = = 917 г/c.

12.Количество уловленной в циклоне древесной стружки:

ΔМ= М_нач·η_ц = 917·0,77= 706 г/c.

13.Количество стружки, выбрасываемой в окружающую среду:

М_кон = М_нач – ΔМ = 917 – 706 = 211 г/с.

Проведенный расчет показывает достаточно большое количество выбросов в окружающую среду. Следовательно, данный циклон целесообразно использовать только как аппарат первой ступени очистки в сочетании с другими пылеуловителями, например, фильтрами.