Принцип действия циклонных пылеуловителей

Исследование эффективности циклонного пылеуловителя

Задачами лабораторной работы является:

¾ определение степени улавливания в циклоне пыли различного фракционного (гранулометрического) состава при различных расходах газа (воздуха);

¾ определение аэродинамического сопротивления циклона в зависимости от расхода газа (воздуха) и концентрации пыли;

¾ оценка влияния режимных параметров работы циклона на полноту пылеулавливания.

Принцип действия циклонных пылеуловителей

Циклонные пылеуловители (циклоны) имеют широкое применение во многих отраслях промышленности для очистки газов, выбрасываемых в атмосферу, от частиц пыли крупностью 10-100 мкм.

Улавливание частиц пыли в циклонах происходит под действием центробежной силы, возникающей в результате придания запыленному газовому потоку интенсивного вращательного движения. Такой характер движения реализуется при подаче в цилиндрическую часть корпуса циклона очищенного газа через тангенциально установленный входной патрубок (рис. 1). Коаксиально установленный выходной патрубок способствует вращательному движению газового потока при одновременном его смещении вниз к торцу этого патрубка (спиралевидная траектория движения газа). Частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются на внутреннюю поверхность цилиндрического участка циклона и смещаются вертикально вниз под действием силы тяжести и под динамическим воздействием газового потока. Освобожденный от пыли газовый поток попадает в расширенное пространство ниже торца выходного патрубка и траектория его движения изменяется с уменьшением скорости вращения. Последующий поворот газового потока на 180° при входе в патрубок способствует дополнительному удалению частиц пыли под действием силы инерции.

Рис.1. Схемы циклонов цилиндрического типа с различными вариантами ввода газа: а – спиральный ввод; б – тангенциальный ввод; в – винтообразный ввод.

Величина центробежной силы для частиц массой m определяется известным соотношением , в котором окружную скорость движения частицы можно считать равной скорости газа во входном патрубке циклона. Радиус окружности R, по которой первоначально движется частица, учитывают в пределах от диаметра выходного патрубка до внутреннего диаметра циклона. Так как масса частицы условно сферической формы равна , то легко установить, что при равных w_п, R, и плотности r величина центробежной силы, действующей на частицу крупностью d = 10 мкм, в 1000 раз меньше, чем на частицу d = 100 мкм. Поэтому мелкие фракции пыли задержать в циклонах не удаётся с достаточной полнотой (рис.3).