Реферат: Техника защиты окружающей среды

При теоретических расчетах параметров циклона допускается много упрощений, поэтому расчетная эффективность очень часто отличается от практической. В частности форма пылевых частиц принимается шарообразной, не учитывается взаимная коагуляция частиц в газовом потоке и другие факторы. Частица пыли, двигаясь со скоростью , проходит путь, максимальная величина которого равна R₂ -R₁ (R₂ -радиус цилиндрического внешнего корпуса, R₁ – радиус выходной трубы), время прохождения этого пути равно

(1.21)

Из формулы (1.20)

(1.22)

Подставим (1.22) в (1.21) и получим, что время движения частицы равно

(1.23)

Т.к. , то

(1.24)

По формуле (1.24) можно рассчитать минимальный диаметр частицы, которая за время движения газового потока в циклоне будет отброшена на его стенку и выделена из газового потока.

(1.25)

Путь проходимый частицей или газовым потоком в циклоне можно определить следующим выражением

(1.26)

Подставляем выражение (11) в (10), окончательно имеем

(1.27)

В некоторых случаях используется уточненная формула, т.к. R принимается как , тогда выражение (1.27) преобразуется в виде

(1.28)

1.2.2. Расчет циклона

Исходные данные для расчета:

1. Скорость газа на входе – 20 м/с.

2. Динамическая вязкость газа – 18,*10^-6 Н*с/м² .

3. Расход газа – 5700 м³ /ч.

4. Диаметр частиц пыли-11*10^-6 м.

5. Плотность пыли – 2200 кг/м³ .

6. Число оборотов потоков газа – 4.

При расчете циклона определяются его геометрические размеры, при которых происходит улавливание пыли размером более 5 мкм.

Вначале определяем размеры входного патрубка и выходной трубы циклона исходя из того, что скорость газового потока на входе в циклон, т.е. скорость во входном патрубке должна находиться в пределах 20…25 м/с.

Тогда площадь сечения входного патрубка и выходной трубы определяются по формуле:

S = V/ w=5700/(3600*20)= 0,079 м²

где V – расход газа через циклон, м³ /с; S – площадь сечения входного патрубка и выходной трубы, м² ; w – скорость газа на входе в циклон, м/с.

Входной патрубок в сечение представляет собой прямоугольник (квадрат) со стороной а, величина которой равна:

a = S^0,5 = (0,079)^0,5 = 0,281 м²

Выходная труба имеет радиус, равный:

R₁ = (S/π)^0,5 =(0,079/3,14)^0,5 = 0,158 м

После вычисления радиуса выходной трубы можно расcчитать радиус корпуса R₂ , задавшись размерами улавливаемых частиц пыли d_min .

Из выражения (1.27) следует, что размер корпуса вычисляется по формуле:

R₂ = d² *π*ρ*n*w/(9*μ) + R₁ =

=(11*10^-6 )² *3,14*2200*4*20/(9*18,2*10^-6 )+0,158= 0,556 м

где μ – вязкость газа, 18,2*10^-6 Н*с/м² ; R₂ - радиус корпуса циклона, м; R₁ - радиус выходной трубы, м; ρ – плотность пыли, кг/м³ ; n – число кругов (оборотов), которое совершает газовый поток в циклоне; w – скорость газа на входе в циклон, м/с.

Длина циклона выбирается из расчета:

L = 5*D = 10*R₂ = 10*0,556=5,56 м