Курсовая работа: Методика розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері
У промисловості найбільше поширення набули циклони конструкції НДІОГаза: циліндричні ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24 (рис. 2.2); конічні СДК-ЦН-34, СДК-ЦН-33 . Позначення циклонів означають наступне: ЦН-15: ЦН - циклон НДІГаза, 15 - кут нахилу осі вхідного патрубка до горизонталі; СДК-ЦН-34: СДК - спіральний конічний, ЦН - циклон НДІОГаза, 34 - відношення діаметрів вихлопної труби і циліндричної частини складає 0,34. Від кута нахилу осі вхідного патрубка до горизонталі і відношення діаметрів вихлопної труби і циліндричної частини залежать ефективність циклону і перепад тиску в ньому.
 |
Рисунок 2.2 — Циліндричний циклон конструкції НДІОГаза
Таблиця 2.1. — Співвідношення розмірів в долях внутрішнього діаметра, D для циклонів ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24
| Найменування | Тип циклона ЦН-15 ЦН-15У ЦН-24 ЦН-11 | |||
| Внутрішній діаметр вихлопної труби, d | 0,59 для всіх типів | |||
| Внутрішній діаметр пиловипускного отвору, d1 | 0,3—0,4 для всіх типів* | |||
| Ширина вхідного патрубка в циклоні (внутрішній розмір), b | 0,2 для всіх типів | |||
| Ширина вхідного патрубка на вході (внутрішній розмір),b1 | 0,26 для всіх типів | |||
| Довжина вхідного патрубка, l | 0,6 для всіх типів | |||
| Діаметр середньої лінії циклона, Dср | 0,8 для всіх типів | |||
| Висота установки фланця, hфл | 0,1 для всіх типів | |||
| Кут нахилу кришки та вхідного патрубка циклона, а, град | 15° | 15° | 24° | 11° |
| Висота вхідного патрубка, h1 | 0,66 | 0,66 | 1,11 | 0,48 |
| Висота вихлопної труби, hтр | 1,74 | 1,5 | 2,11 | 1,56 |
| Висота циліндричної частини циклона, Нц | 2,26 | 1,51 | 2,11 | 2,06 |
| Висота конуса циклона, НК | 2,0 | 1,50 | 1,75 | 2,0 |
| Висота зовнішньої частини вихлопної труби, hв | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,3 |
| Загальна висота циклона, Нк | 4,56 | 3,31 | 4,26 | 4,38 |
* Більший розмір приймається при малих D и великий запиленості газу
Таблиця 2.2 - Співвідношення розмірів у долях діаметра D для циклонівСДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М
| Найменування | Тип циклона | ||
| СДК-ЦН-33 | СК-ЦН-34 | СК-ЦН-34М | |
| Внутрішній діаметр циліндричної частини, D) | до 3600 мм | до 4000 мм | |
| Висота циліндричної частини, HК | 0,535 | 0,515 | 0,4 |
| Висота конічної частини, Hц | 3,0 | 2,110 | 2,6 |
| Внутрішній діаметр вихлопної труби, d | 0,334 | 0,340 | 0,22 |
| Внутрішній діаметр пиловипускного отвору, d1 | 0,334 | 0,229 | 0,18 |
| Ширина вхідного патрубка, b | 0,264 | 0,214 | 0,18 |
| Висота зовнішньої частини вихлопної труби, hв | 0,2-0,3 | 0,2-0,3 | 0,3 |
| Висота установки фланця, hфл | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Висота вхідного патрубка, а | 0,535 | 0,515 | 0,4 |
| Довжина вхідного патрубка, l | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| Висота заг либлення вихлопної труби, hт | 0,535 | 0,515 | 0,4 |
| Поточний радіус завитки, ρ |  |   |  |
Збільшення діаметру циклону при постійній тангенціальній швидкості газу який поступає, приводить до зниження відцентрової сили і до зменшення ефективності очищення. Тому збільшувати розміри промислових циклонів вище певних меж недоцільно. До того ж одиночні циклони навіть великих розмірів мають порівняно малу продуктивність. У промисловості очищенню піддають гази обсяг яких складає десятки і сотні тисяч кубічних метрів в час. В цьому випадку для очищення газів створюють групові установки, що складаються з декількох циклонів. Такі установки мають загальний колектор для подачі запиленого і відведення очищеного газу, а також загальний бункер для збору пилу. Компоновка циклонів може бути прямокутною (дворядним способом по 2-8 шт.) або круговою (навколо вертикального вхідного патрубка по окружності по 10-14 шт.).
Ступінь очищення в групових циклонах прийнято рахувати рівному ступеню очищення в одиночному циклоні, що входить до цієї групи. На практиці в групових циклонах ступінь очищення нижче. Це пов'язано з тим, що в одиночному циклоні вихровий потік, рухаючись по спіралі зверху вниз, упирається в дно пилозбірного бункера, після чого, зберігаючи обертальний рух, круто змінює напрям, рухаючись до центральної труби. У групових циклонах із загальним бункером герметичність окремого циклону порушується, унаслідок чого міняється гідродинаміка потоку і ступінь очищення знижується.
Рисунок 2.4 — Прямокутна компоновка циклонів у группу
Рисунок 2.5 - Кругова компоновка циклонів у групу
2.2 Розрахунок та вибір циклона
Вибір типу й розміру циклона провадиться на підставі заданої витрати газів, фізико-механічних властивостей пилу, необхідної ефективності очистки, габаритів установки, експлуатаційній надійності та вартості очистки.
Для розрахунків конструкції циклонів необхідні наступні вихідні дані:
• кількість газу, що очищається, Q , м3/с;
• густина газу при робочих умовах ρ , кг/м3;
• в'язкість газу при робочій температурі µ, Па-с;
• дисперсний состав пилу, що задається двома параметрами:
dт - медіанний діаметр, при якому маса всіх часток пилу менше або крупніше dт становить 50%; lgσч - стандартне відхилення величини lgd;
• вхідна концентрація пилу Свх , г/м3;
• щільність часток пилу ρч , кг/м3;
• необхідна ефективність очищення газу η, %.
Конструкцію циклона розраховують методом послідовних наближень у наступному порядку. 1. Вибравши тип циклона, по табл. 2.3 визначають оптимальну швидкість газу в апараті.
Таблиця 2.3 - Параметри, що визначають ефективність циклонів
| Параметр | Тип циклона | ||||||
| ЦН-24 | ЦН-15У | ЦН-15 | ЦН-11 | СДК-ЦН-33 | СК-ЦН-34 | СК-ЦН-34М | |
d , мкм | 8,50 | 6,00 | 4,50 | 3,65 | 2,31 | 1,95 | 1,13 |
| lgση | 0,308 | 0,283 | 0,352 | 0,352 | 0,364 | 0,308 | 0,340 |
| ωопт,м/с | 4,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 2,0 | 1,7 | 2,0 |
2. Визначаємо діаметр циклона, м:
Отримане значення Dокругляємо до найближчого типового значення внутрішнього діаметра циклона. Для циклонів прийнятий наступний ряд внутрішніх діаметрів, мм: 200, 300, 400, 500. 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 2800, 2000, 2400 й 3000.
Якщо розрахунковий діаметр циклона перевищує його максимальне припустиме значення, то необхідно застосовувати два або більш паралельно встановлені циклони.
