Гидравлическое сопротивление фильтра

Гидравлическое сопротивление фильтра складывается из сопротивления корпуса Δ р_к, сопротивления ткани Δ р_т и сопротивления осевшей на ткань пыли Δ р_пл , Па [6]:

. (29)

Гидравлическое сопротивление корпуса аппарата определяется величиной местных сопротивлений, Па:

, (30)

где ζ _мс – гидравлический коэффициент местного сопротивления; при конструировании фильтров принимают ζ _мс =1, 0…1, 2;

V – скорость воздуха во входном патрубке, м/с (принимается по скорости, необходимой для транспортирования крупных частиц потока);

r – плотность воздуха, r = 1, 2 кг/м³.

Гидравлическое сопротивление ткани фильтра Δ р_т вычисляют по выражению, Па:

(31)

где К_п – коэффициент сопротивления экспериментальный, зависимый от размеров частиц и проницаемости ткани; для рукавных фильтров из лавсановой ткани и твердых частиц можно принять:

– для древесной пыли с медианным диаметром d ₅₀=39, 2 мкм

м^-1; (32)

– для d ₅₀=69, 8 мкм

м^-1; (33)

– для стружкоотсосов

м^-1. (34)

μ ₁ – коэффициент динамической вязкости воздуха, Па× с; его значение для воздуха находят по формуле Милликена, Н× с/м²

m ₁ = 17, 11845 × 10^-6 + 49, 3443 × 10^-9t,

при t = 20 °С

m ₁ = 17, 11845 × 10^-6 + 49, 3443 × 10^-9 × 20 = 18, 1× 10^-6 Н× с/м².

q – удельная газовая нагрузка, равная скорости фильтрования, м/мин.

Потери напора в осевшей на ткань пыли Δ р_пл рассчитывается по уравнению, Па:

, (35)

где Т – продолжительность фильтровального цикла (продолжительность работы до момента регенерации), с;

μ ₂ – объемная концентрация пыли на входе в фильтр, кг/м³;

К ₁ – экспериментальный параметр сопротивления слоя пыли м/кг. В зависимости от объемной концентрации пыли в воздухе μ ₂ и продолжительности работы фильтра до регенерации Т = 3600 с можно принять значение К ₁ приблизительно так:

Для стружкоотсосов К _1ст = 0, 014К₁.

Пример 1. Стружкоотсос для удаления опилок и пыли от станка ЦА-2А имеет производительность по воздуху Q = 1200 м³/ч. Продолжительность фильтровального цикла Т = 30 мин. Определить мощность вентилятора при его КПД η = 0, 6.

Решение. 1. Для транспортирования опилок принимают V = 18 м/с. Гидравлическое сопротивление на входе в стружкоотсос

= 194, 4 Па.

2. Гидравлическое сопротивление ткани мешка при удельной газовой нагрузке q = 16, 4 м³/(м²⋅ мин).

=247, 4 Па.

3. На станке ЦА-2А образуется пыли 32, 5 кг/ч; концентрация пыли равна μ _п= 32, 5/1200= 0, 0271 кг/м³; гидравлическое сопротивление слоя пыли на ткани

=

=323, 2 Па.

4. Гидравлическое сопротивление стружкоотсоса

194, 4+247, 4+323, 2 = 765, 0 Па.

Мощность вентилятора

Р= 0, 425 кВт.

В действующем стружкоотсосе использован пылевой вентилятор с электродвигателем мощностью 1, 1 кВт, n = 3 000 мин^-1.

Пример 2. Рассчитать фильтр аспирационной установки УВП-СЦ-4 (ЗАО Консар), к которой подсоединены круглопильные деревообрабатывающие станки. Производительность по воздуху Q = 32000 м³/ч, количество перемещаемой пыли М =374, 5 кг/ч, скорость пыле-воздушного потока при входе в фильтр V = 18, 5 м/с. Период встряхивания рукавов Т= 1 ч.

Определить площадь фильтровальной поверхности тканевых рукавов и гидравлическое сопротивление фильтра.

Решение. 1. Удельная газовая нагрузка для лавсановой фильтровальной ткани

.

Для рукавных тканевых фильтров, работающих с древесными опилками

=

= 2, 31 м³/(м²⋅ мин); с ₁ =0, 8; при концентрации пыли в воздушном потоке равна μ ₂= 374, 5× 1000/32000= 11, 7 г/м³, с ₂ = 0, 99; с ₃ = 1, 1; с ₄ = 1, 0; с ₅ = 0, 95.

= 1, 91 м³/(м²⋅ мин).

2. Фильтрующая поверхность ткани рукавов, м²:

= 279 м².

У действующего фильтра м².

3. Гидравлическое сопротивление на входе в корпус рукавного фильтра = 205, 4 Па.

4. Гидравлическое сопротивление ткани фильтра

=230, 5 Па.

5. Гидравлическое сопротивление слоя пыли на ткани; при концентрации пыли в потоке μ _2п= 374, 5/32000= 0, 0117 кг/м³

=448 Па.

6. Гидравлическое сопротивление установки УВП-СЦ-4

205, 4+230, 5+448 = 883, 9 Па.

Пример 3. Рассчитать фильтр установки УВП-СТ-14-ПН (ЗАО Консар) [3], работающей с пылью деревообрабатывающих шлифовальных станков (ШлПС-7 – 3 станка, ШлДБ-5 – 1 станок). Объем отсасываемого воздуха от станков Q = 14000 м³/ч, количество перемещаемой пыли М =25, 077 кг/ч, скорость пыле-воздушного потока при входе в фильтр V = 16, 5 м/с. Период встряхивания рукавов Т= 1 ч.

Определить площадь фильтровальной поверхности тканевых рукавов и гидравлическое сопротивление фильтра.

Решение. 1. Удельная газовая нагрузка для лавсановой фильтровальной ткани

.

Для рукавных тканевых фильтров, работающих с пылью шлифовальных станков

=

=1, 13 м³/(м²⋅ мин);

с ₁ =0, 8; при концентрации пыли в воздушном потоке равна μ ₂= 25, 077× 1000/13524= 1, 85 г/м³= 0, 00185 кг/м³, с ₂ = 1, 3; для медианного диаметра пыли d ₅₀ = 39, 1 мкм с₃ = 1; с ₄ = 1, 0; с ₅ = 0, 95.

= 1, 12 м³/(м²⋅ мин).

2. Фильтрующая поверхность ткани рукавов, м²:

= 208, 3 м².

У действующего фильтра м².

3. Гидравлическое сопротивление на входе в корпус рукавного фильтра = 163, 4 Па.

4. Гидравлическое сопротивление ткани фильтра

=135, 1 Па.

5. Гидравлическое сопротивление слоя пыли на ткани; при концентрации пыли в потоке μ _2п= 0, 00185 кг/м³;

=

= 592, 3 Па.

6. Гидравлическое сопротивление установки УВП-СТ-14-ПН

163, 4+135, 1+592, 3 = 890, 8 Па.