Пример расчета батарейного циклона

Задание 2.3. Выбрать батарейный циклон для очистки газов агломерационной машины, определить его гидравлическое сопротивление Dp и эффективность h при следующих исходных данных: расход газа при нормальных условиях V₀ = 120 тыс.м³/ч; плотность газа r₀ = 1,31 кг/м³, температура газа Т_г = 110 ⁰С (коэффициент динамической вязкости газа m = 24,8·10^-6 Па·с), барометрическое давление Р_бар = 101,3 кПа, разрежение в циклоне р_г = 8 кПа, начальная концентрация пыли в газе z₁ = 8 г/м³, плотность частиц пыли r_п = 4000 кг/м³. Дисперсный состав пыли характеризуется величинами d_m = 15 мкм; lg s_n = 0,53.

Решение

1. Плотность газа при рабочих условиях:

;

=0,86 кг/м³.

2. Расход газа при рабочих условиях:

V_г = ;

V_г = = 50,8 м³/с.

3. Выбираем циклонный элемент диаметром D = 250 мм и розеткой с углом наклона a = 30⁰, расход газа через который, при оптимальной скорости w_опт = 4,5 м/с, равен:

V₁ = ,

V₁ = = 0,22 м³/с.

4. Необходимое число циклонных элементов:

n = V_г/V₁;

n = 50,8/0,22 = 231.

5. По условиям компоновки максимальное число элементов в группе не должно превышать 96 (желательно чётное число групп). Примем компоновку из четырёх групп по 64 элемента каждая, с расположением по восемь элементов в каждом ряду. Скорость газа в циклонном элементе при такой компоновке:

w_ц = V_г / 0,785 D²n,

w_ц = 50,8/(0,785·0,25²·4·64) = 4,05 м/с,

т.е. значение скорости не выходит из рекомендуемых пределов.

6. Гидравлическое сопротивление батарейного циклона:

Dp = /2;

Dр = 65·4,05²·0,84/2 = 448 Па.

7. Размер частиц d₅₀, улавливаемых в циклонном элементе при рабочих условиях с эффективностью 50 %:

d₅₀ = ;

d₅₀ = 5 = 4,00 мкм,

где D_Т= 0,250 м, r_nТ= 2200 кг/м³, m_Т = 23,7·10^-6 Па·с, w_Т =4,5 м/с – значения параметров, соответствующие условиям, при которых получена величина = 5 мкм;

D, r_n, m, w_г – значения параметров, соответствующие рабочим условиям циклона.

8. Вспомогательная величина x равна:

x = ;

x = = 1,166.

9. Степень очистки газов в единичном циклонном элементе, определяемая исходя из значения аргумента x =1,166 по таблице 2.6, составляет:

h₁ = Ф(x) = 0,8779 или 87,79 %

10. Степень очистки газа в батарейном циклоне с учётом неравномерности распределения газа равна:

h₁ = 0,85· h₁ = 0,85·0,8779 = 0,746 или 74,6 %.

Дата добавления: 2015-07-11