Реферат: Техника защиты окружающей среды

При выполнении данного расчета требуется определить размер пылевой камеры для осаждения частиц требуемого размера. При этом принимается, что давление газа в камере составляет 20 ^о С и давление газа близко к атмосферному.

Вначале определяем скорость витания частиц w_вит . Для этого используется формула:

w_вит = (d² *ρ*g)/(18μ)=[(55*10^-6 )² *2600* 9,8]/(18*18,2*10^-6 )=0,235 м/с

где d – наименьший диаметр улавливаемых частиц, м; ρ – плотность пыли, кг/м³ ; g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с² ; μ – динамическая вязкость газов, Н*с/м² .

По формуле:

S_осн = V/w_вит = 21000/(3600*0,235)= 24,82 м²

где V-объем газа, проходящего через камеру, м³ /с, определяется площадь основания пылевой камеры.

По известной горизонтальной скорости газа в камере w_г определяют площадь вертикального сечения пылевой камеры:

S_в =V/w_г = 21000/(3600*1)=5,83 м²

Ширина и высота пылевой камеры обычно выбираются близкими по значению. В случае квадратного сечения а = b и

а = b = (S_в )^0,5 = (5,83)^0,5 = 2,42 м²

И, наконец, определяют длину пылевой камеры L, пользуясь уравнением:

L = S_осн /b= 24,82/2,42= 10,26 м

1.2 Циклоны

1.2.1 Теоретическая часть

Циклоны в настоящее время являются наиболее распространенными устройствами для очистки газа от пыли. Для частиц размером a > 5 мкм, эффективность очистки составляет 95%.

Конструктивно циклон (рисунок 1.2) представляет собой цилиндрический корпус радиусом 0,5…1,0 м, в верхней части которого тангенциально (по касательной) вставлена входная труба прямоугольного сечения. Запыленный газ подается через входную трубу со скоростью примерно 25 м/с и, закручиваясь, движется по спирали в нижнюю часть цилиндрического корпуса. Тяжелые (по сравнению с молекулами газа) частицы пыли, под действием центробежных сил, отбрасываются на стенки цилиндрического корпуса и ссыпаются вниз, в пылесборник. Очищенный газ выходит через выходную трубу, которая расположена по оси цилиндрического корпуса.

Рассмотрим принцип работы циклона. На частицы, движущиеся в газовом потоке, действуют две силы:

- центробежная, которая отбрасывает частицы к стенке цилиндрического корпуса

(1.16)

- сила сопротивления среды

, (1.17)

где d – диаметр частицы; -динамическая вязкость газа; - радиальная скорость движения частицы. Вектор этой скорости совпадает с вектором центробежной силы, т.е. направлен радиально от оси циклона.

Очищенный газ

Запыленный газ

Удаление пыли

Рисунок 1.2 Схема циклона

В момент входа частицы в циклон =0. По мере закручивания газового потока по спирали частица пыли, под действием центробежной силы, начинает отбрасываться к стенке циклона с радиальной скоростью - . При дальнейшем движении газового потока становится постоянной, т.к. центробежная сила уравновешивается силой сопротивления среды.

(1.18)

(1.19)

Подставим (1.19) в (1.18) и получим