Практические работы по промышленной экологии

• Название: Практические работы по промышленной экологии
• Дата: 27.05.2021
• Размер: 1.03 Mb.
• Имя файла: Prakticheskie_raboty_po_promyshlennoi_ehkologii_uchebnoe_posobie.doc
• Тип: Учебное пособие; #210807
• страница: 3 из 8

Схема пылеосадительной камеры с горизонтальными полками представлена на рис. 1.

Запыленный газ Очищенный газ



2




1




3






















4

Пыль

1 – корпус; 2 – полки; 3 – отражательная перегородка; 4 – бункер
Рис. 1. Схема пылеосадительной камеры

Критерий Рейнольдса Re определяется из выражения [1]:
, (1)
где ω_ос – скорость осаждения шарообразной частицы, м/с;

d – диаметр шарообразной частицы, м;

ρ – плотность среды, кг/м³;

μ – динамический коэффициент вязкости среды, Па с.
С другой стороны критерий Рейнольдса можно найти по уравнению Тодеса

, (2)
где Ar – критерий Архимеда.

, (3)
где ρ_ч – плотность материала частицы, кг/м³.

По известному значению критерия Рейнольдса (2) определяется скорость осаждения , для чего используется выражение, полученное из уравнения (1)

. (4)
Если число Архимеда для частиц удовлетворяет условию Аr < 3,6, то скорость осаждения можно рассчитать по формуле Стокса, соответствующей ламинарному режиму осаждения шарообразных частиц в неподвижной газовой среде под действием силы тяжести
. (5)
Необходимая площадь осаждения F_ос, м², пылеосадительной камеры определяется следующим образом

, (6)
где Q – объемный расход газа, м³/с;

– действительная скорость осаждения, м/с.

Для приближенных расчетов принимают .

Расстояние между полками h, м, пылеосадительной камеры определяется следующим образом
, (7)

где τ – время пребывания газа в камере, с.
, (8)
где L - длина пылеосадительной камеры, м;

ω_Г - линейная скорость газа между полками, м/с.

Длину камеры L, м, определяем, исходя из площади осаждения F_ос, задаваясь шириной камеры В, м
. (9)
При неудовлетворительном соотношении длины L и ширины В пылеосадительной камеры изменить ширину камеры, исходя из конструктивных соображений (L/В≈ 2) и произвести пересчет.

Линейную скорость газа между полками можно найти по формуле
, (10)
где Q – расход газа, м³/с;

В – ширина камеры, м;

Н – высота камеры, м.
Высоту пылеосадительной камеры Н принимаем равной длине камеры, т.е. Н = L .

По формуле (7) находим расстояние между полками h.

Содержание отчета
Отчет по практической работе должен содержать:

1) титульный лист (приложение А);

2) задание с исходными данными;

3) схему пылеосадительной камеры;

4) расчет пылеосадительной камеры;

5) выводы.

Практическая работа № 4
РАСЧЕТ ЦИКЛОНА

Задание: Рассчитать циклон в соответствии с заданным вариантом

(табл. 1).

Таблица 1

Исходные данные

Номер варианта	Материал пыли	Плотность частиц , кг/м3	Степень поли-дисперсности пыли lg	Расход газа Q, м3/с	Концентрация пыли на входе циклона Свх, г/м3
1	Зола	2200	0,527	0,2	11,234
2	- « -	- « -	- « -	0,4	- « -
3	- « -	- « -	- « -	0,6	- « -
4	- « -	- « -	- « -	0,8	- « -
5	- « -	- « -	- « -	1,0	- « -
6	Известняк	2650	0,384	0,2	0,780
7	- « -	- « -	- « -	0,4	- « -
8	- « -	- « -	- « -	0,6	- « -
9	- « -	- « -	- « -	0,8	- « -
10	- « -	- « -	- « -	1,0	- « -
11	Мел	2200	0,422	0,2	23,269
12	- « -	- « -	- « -	0,4	- « -
13	- « -	- « -	- « -	0,6	- « -
14	- « -	- « -	- « -	0,8	- « -
15	- « -	- « -	- « -	1,0	- « -
16	Кварц	2650	0,405	0,2	1,830
17	- « -	- « -	- « -	0,4	- « -
18	- « -	- « -	- « -	0,6	- « -
19	- « -	- « -	- « -	0,8	- « -
20	- « -	- « -	- « -	1,0	- « -
21	Цемент	2900	0,468	0,2	16,230
22	- « -	- « -	- « -	0,4	- « -
23	- « -	- « -	- « -	0,6	- « -
24	- « -	- « -	- « -	0,8	- « -
25	- « -	- « -	- « -	1,0	- « -
26	Уголь	1350	0,334	0,2	5,240
27	- « -	- « -	- « -	0,4	- « -
28	- « -	- « -	- « -	0,6	- « -
29	- « -	- « -	- « -	0,8	- « -
30	- « -	- « -	- « -	1,0	- « -
Для всех вариантов: 1) газовая среда – воздух; 2) плотность газа ρ = 1,293 кг/м3; 3) динамическая вязкость газа μ = 0,0173×10-3 Па∙с.

На предприятиях применяют циклоны различных типов. Наибольшее распространение получили цилиндрические и конические циклоны НИИОГАЗ.

К цилиндрическим циклонам НИИОГАЗ относятся аппараты типа ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У и ЦН-24. Отличительной особенностью этих аппаратов является удлиненная цилиндрическая часть корпуса. Входной патрубок расположен под углом 11, 15 и 24^о к горизонтали.

К коническим циклонам НИИОГАЗ относятся аппараты типов СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34 и СК-ЦН-34М. Они отличаются от циклонов типа ЦН длиной конической части и наличием спирального входного патрубка.

Цилиндрические циклоны относятся к высокопроизводительным, а конические – к высокоэффективным аппаратам.

Диаметр цилиндрических циклонов обычно не превышает 2000 мм, а диаметр цилиндрической части конических – 3000 мм.

Цилиндрические циклоны НИИОГАЗ характеризуются следующими особенностями:

- ЦН-24 (входной патрубок расположен под углом α = 24^о); этот тип обеспечивает повышенную производительность при наименьшем гидравлическом сопротивлении; предназначен для улавливания крупной пыли;

- ЦН-15 (α=15^о); этот тип обеспечивает хорошую степень улавливания при сравнительно небольшом гидравлическом сопротивлении;

- ЦН-11 (α=11^о); этот тип обеспечивает повышенную эффективность и рекомендуется в качестве унифицированного пылеуловителя.
Схема цилиндрического циклона представлена на рис. 1.

Запыленный газ вводится в цилиндрическую часть корпуса 1 через входной патрубок 2 тангенциально со скоростью 20-30 м/с. Благодаря тангенциальному вводу он приобретает вращательное движение вокруг выхлопной трубы 3. Частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам корпуса и под действием гравитационных сил спиралеобразно опускаются в сборник пыли (на схеме не показан). Очищенный газ выбрасывается из циклона через выхлопную трубу 3 и направляется в трубопровод для отвода очищенного газа.

Очищенный газ







3 2
Запыленный газ



D



1







Пыль

1 – корпус; 2 – входной патрубок; 3 – выхлопная труба

Рис. 1. Схема цилиндрического циклона


Расчет циклонов ведут методом последовательных приближений в следующем порядке [2].

1. Выбирают тип циклона (ЦН-24, ЦН-15, ЦН-11).

2. Выбрав тип циклона, определяют оптимальную скорость газа _опт, м/с, в сечении циклона (табл. 2).

3. Определяют диаметр D, м, циклона по формуле: