Отчет по лабораторной работе № 4 «Разделение неоднородных газовых систем в поле центробежных сил. Исследование работы циклона ЦН. Отчет по лабораторной работе 4 Разделение неоднородных газовых систем в поле центробежных сил. Исследование работы циклона цн15
 Скачать 3.39 Mb.
|
|
Министерство образования и науки РФ ФБГОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет» Химико технологический институт Дисциплина: «Процессы и аппараты химической технологии» Отчет по лабораторной работе № 4 «Разделение неоднородных газовых систем в поле центробежных сил. Исследование работы циклона ЦН-15» Выполнил Студент группы ХТР-41з: Рублева А.Ю. Моргун Д.А. Проверил: Гиндулин И.К. Екатеринбург, 2022 Разделение неоднородных газовых систем в поле центробежных сил. Исследование работы циклона ЦН-15. Введение и теория задачи. В технике разделения неоднородных систем под действием центробежных сил применяется большое разнообразие аппаратов: циклоны, гидроциклоны, сепараторы и центрифуги. В циклонах и гидроциклонах сам аппарат остается неподвижным, вращение же потоку, а, следовательно, и взвешенным частицам придается за счет тангенциального ввода или с помощью закручивающего устройства. В центрифугах и сепараторах вращательное движение среды достигается при вращении ее вместе с ротором. Для разделения суспензий применяются центрифуги и гидроциклоны, для разделения эмульсий – сепараторы и гидроциклоны. Циклоны предназначены для очистки газов и могут очищать от 100 до 100000 м 3 /ч при размере частиц более 10 мкм. Содержание пыли в газе не должно превышать 0,2-0,4кг/м3 . Наиболее распространенными в промышленности являются циклоны НИИОгаз. Газовый поток с взвешенными частицами с большой скоростью (15-20 м/с) через прямоугольный патрубок I вводится в циклон тангенциально. Огибая выхлопную трубу , поток в виде вращающейся нисходящей спирали направляется по цилиндрической части корпуса вниз. Взвешенные частицы (пыль) под действием центробежной силы отбрасываются к стенке циклона и вместе с частью газового потока движутся (сползают) вниз в бункер. В бункер завихренный поток меняет свое направление и теряет скорость, вследствие чего взвешенные частицы пыли выпадают, а газ выходит из бункера через центральную часть пылеотводящего отверстия. Очищенные газы, присоединяя к себе часть потока, выходящего из бункера, движутся по восходящей спирали (внутренней) к выхлопной трубе, через которую выводятся из циклона. Поток, поступающий в выхлопную трубу, продолжает интенсивно вращаться, что увеличивает гидравлические потери. Для устранения вращательного движения выхлопных газов применяются специальные устройства.  Чтобы обеспечить эффективность очистки необходимо следить за герметичностью пылевого затвора. В случае подсоса воздуха скорость выходящего из бункера 5 газа увеличивается и усиливается вынос осевших частиц пыли. В промышленности применяют следующие типы циклонов НИИОгаз: ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-25. Отличительная особенность этих циклонов – наличие удлиненной цилиндрической части, 11°, 15° и 24° наклон крышки у входного патрубка. Для всех этих циклонов выдерживается одинаковое отношение диаметра выхлопной трубы d к диаметру циклона D. 𝑑/𝐷 = 0,59 Осаждение под действием центробежных сил. Запыленный газовый поток вводится в циклон тангенциально и движется вокруг выходной трубы по спирали вниз и затем выходит по центральной трубе. Твердые частицы движутся вместе с газовым потоком вокруг центральной трубы и одновременно под действием центробежной силы перемещаются от центра к периферии, совершая, таким образом, сложный путь, показанный на рис.2.           Цель работы: 1. Ознакомиться с устройством, принципом работы циклона и разделением неоднородной системы в поле центробежных сил 2. Исследовать зависимость гидравлического сопротивления циклона от фиктивной скорости газового потока. 3. Определить коэффициент сопротивления циклона и степень очистки газа (воздуха). 4. Исследовать влияние подсоса воздуха на степень очистки газа.  
Обработка результатов опытов 1. По уравнению (20) для каждого заданного расхода воздуха рассчитать условную скорость воздуха в циклоне, а по уравнению (10) рассчитать коэффициенты сопротивления циклона 𝜉.я      Гидравлическое сопротивление циклона:        2. Рассчитать среднюю запыленность воздуха: При нормальных условиях  на входе в циклон ;  на выходе из циклона  ,  При аварийной ситуации на входе в циклон ;  на выходе из циклона ,  Где  – объем запыленного газа проходящего через циклон в течение 𝜏 с, м³;   Vt– объемный расход воздуха м³/ч; 𝜏 – продолжительность подачи опила, с; Gвых – количество пыли, вынесенной из циклона газовым потоком, кг; Gул– количество пыли, уловленной в циклоне, кг. 3.Рассчитать степень очистки газа 𝜂 по уравнению (18).       4. Все расчеты записать в отчете построчно, а результаты расчетов записать в виде табл.2 и табл.3. Табл. 2
Табл. 3
Построить совмещенный график зависимости ∆𝑝ц = 𝑓1(𝑤усл) и 𝜉 = 𝑓2(𝑤усл)  Вывод: В ходе по исследованию работы циклона мы ознакомились с устройством, принципом работы циклона и разделением неоднородной системы в поле центробежных сил. И выявили, что при аварийной ситуации эффективность отчистки газового потока значительно снижается по сравнению с нормальной работой циклона (снижается КПД). Это связано с не герметичностью циклона из-за этого центробежные силы уменьшаются, частицы не прижимаются к стенкам корпуса, не теряют скорости и не осаждаются, а вместе с газовым потоком выходят из циклона через выхлопную трубу. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
=99%
=2%