Тема: Расчёт аппаратуры для защиты атмосферного воздуха от промышленных загрязнений.
Цель работы: Освоить расчёт аппаратуры для защиты атмосферного воздуха от промышленных загрязнений.
- Расчёт аппаратуры для защиты атмосферы от промышленных загрязнений
Различные производственные процессы могут загрязнять атмосферный воздух взвешенными твердыми или жидкими частицами, которые делятся на пыль, дым и туман. Для улавливания взвешенных частиц применяется различная аппаратура, в составе которой значительное место занимают циклонные аппараты, являющиеся наиболее распространенной аппаратурой для сухого механического пылеулавливания. Данное практическое занятие включает в себя расчет и оценку эффективности различных типов циклонных аппаратов.
- Цилиндрические циклоны
Предназначены для улавливания сухой пыли и золы. Наиболее эффективно циклоны работают при размерах частиц пыли более 20 мкм. Конические циклоны предназначены для очистки газовых и воздушных сред от сажистых частиц. Производительность циклона увеличивается с ростом его диаметра. Для расчета циклона необходимо выбрать тип циклона в зависимости от вида взвешенных частиц и их размера. Задавшись типом циклона, определяют оптимальную скорость Wопт.
Т.к. размер частиц силикозоопысные пылей d<8 мкм, то выбираем циклон конический СК-ЦН-34, оптимальная скорость Wопт=1,7 м/с
Определяем диаметр цикл она по формуле:
где D – диаметр циклона, м;
Q – производительность циклона, м3/с;
Wопт - оптимальная скорость, м/с.
В соответствии с типом циклона по его диаметру определяют геометрические размеры циклона.
Полученное значение диаметра округляют до ближайшего типового значения в соответствии с рядом и все расчеты геометрических размеров ведут по типовому значению D. Если расчетный диаметр циклона превышает его максимально-допустимое значение, то необходимо применять два или более параллельно установленных циклона. Принимаем D=0,9 м.
По выбранному диаметру циклона определяют действительную скорость газа в циклоне по формуле:
где W – действительная скорость газа, м/с;
n – число циклонов (n=1)
Действительная скорость не должна отличаться от оптимальной более чем на 15%. Отличие составляет 3%.
Для проведения оценки эффективности очистки газов в циклоне сначала необходимо рассчитать диаметр частиц по формуле:
где d50 – диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50%, мкм;
dТ50 – диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50% для типового циклона (см. табл. 2), мкм (dТ50 = 1,95 мкм);
D – диаметр циклона, м (D=0,9 м);
DТ – диаметр типового циклона (D = 0.6 м);
r – плотность частиц, кг/м3 (ρ = 1910 кг/м3);
rТ – плотность частиц для типового циклона (r = 1930 кг/м3).
m – вязкость газа, Н×с/м2 (μ = 22.1×10-6 Н×с/м2);
mT – вязкость газа для типового циклона (mТ = 22,2×10-6 Н×с/м2);
W – действительная скорость газа, м/с (W = 1,65 м/с);
WT – действительная скорость газа в типовом циклоне (WT = 3.5 м/с).
Далее определяем параметр X по следующей формуле:
где dm = 8 мкм и lg sm = 0,4 – дисперсный состав пыли;
lg s = 0,308 – дисперсный состав пыли для данного типа циклона (см. табл. 2).
По значению параметра x определяют значение нормальной функции распределения Ф(x) = 0.875
Эффективность очистки газов в циклоне оценивается по следующей формуле:
где h – эффективности очистки;
Ф(x) – значение нормальной функции распределения параметра X.
Эффективность очистки газов составляет η = 94%.
Список использованных источников
- Белов В.Г., Елманов В.И., Емец В.Н., Савкин В.П. Защите, атмосферы от промышленных загрязнений. Часть I. – Методические указания по выполнению раздела «Охрана природа» в дипломных работах, М., 1986 г.
- Справочник по пыле- и золоулавливанию. Под общей ред. А.А. Русанова, М., «Энергия», 1975 г.
- Справочник. Средства, защиты в машиностроении. Под общей ред. С.В. Белова, М., «Машиностроение», 1989 г.