Расчет циклона

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

1.Расход газов от источника выбросов L =18000 м³/ч;

2.Температура газа t_г =70 ^оС;

3.Состав пыли – гипс;

4.Плотность частиц пыли ρ _ч = 1650 кг/м³;

5.Дисперсный состав пыли, d₅₀ = 7, 5 мкм, lgσ _ч = 0, 24;

6.Концентрация пыли в выбросе С_вх =120 г/м³;

7.Оптимальная скорость движения газов в циклоне W_опт = 4, 3 м/с;

8.Избыточное давление газа перед циклоном Р_ц =100 Па;

Решение:

Для улавливания отходов деревообработки обычно используются циклоны конструкции Гидродревпрома типа ЦН. Выбираем циклон типа ЦН-15У, типоразмерный ряд которого приведен в табл.П.13.

1.Определяем расход газа при рабочих условиях

= = 22615 м³/ч

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

= = 0, 96 кг/м³

3.Рассчитываем необходимую площадь сечения циклона

= 1, 46 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, 66 м

5. Для рассчитанного диаметра аппарата принимаем марку ЦН-15У-700 с диаметром D = 700 мм и вычисляем действительную скорость газа в циклоне

= = 16, 33 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 = 1400 мм соответствующий производительности по холодному газу 15000…23000 м³/ч и повторяем вычисления для N =1.

= = 4, 08 м/с

Данная скорость попадает в 15% диапазон = 4, 3 м/с, и, следовательно, удовлетворяет техническим условиям эксплуатации циклона. Исходя из вида пыли (гипс) окончательно выбираем один циклон марки ЦН-15У-1400 из табл.П.13 приложения.

6.Определяем коэффициент гидравлического сопротивления циклона, принимая = 170 (табл..П.7); К₁ = 1 (табл.П.8); К₂ = 0, 88 (табл.П.9); для единичного циклона К₃ = 0

= 1·0, 88·170 + 0 = 150

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

= 0, 5·150·0, 96·4, 08² = 1198, 5 Па ∆ Р_доп = 1200 Па

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

8. Для определения фактической эффективности очистки газа в выбранном циклоне ЦН-15У-1400 определяем медианную тонкость очистки газа при рабочих условиях, принимая расчетные параметры эффективности по табл.П.18 приложения: = 5, 17 мкм; = 0, 55 м; = 4, 30 м/с; = 1800 кг/м³; = 20, 6·10^-6 , Па·с

= = 9, 4 мкм

9.Определяем параметр Х и с учетом данных табл.П.18 значение нормальной функции распределения Ф(Х).

= = = = 0, 7 0, 7

10.Эффективность очистки газа в выбранном циклоне составляет

= =87, 9%

11.Количество древесной стружки на входе в циклон

М_нач = L·С_вх = = 754 г/c

12.Количество уловленной в циклоне древесной стружки

Δ М= М_нач·η = 754·0, 879= 663 г/c

13.Количество стружки, выбрасываемой в окружающую среду

М_кон = М_нач – Δ М = 754 – 663 = 91 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.