Задание

Выполнить расчет фильтра для очистки воздуха от пыли глинозема, при нормальном атмосферном давлении и температуры воздуха 20 °С.

Требуемая тонкость очистки d_{то абс}.

Наибольшее допустимое (конечное) сопротивление фильтра ΔР_кон. Начальное сопротивление фильтра ΔР_нач =10 кПа.

Время непрерывной работы фильтра τ.

Расход воздуха Q.

Концентрация пыли в воздухе С_вх.

Плотность частиц загрязнителя ρ_ч =3,9·10³кг/м³.

Вязкость воздуха при 20 °С: μ=18·10^–6 Па·с.

Исходные данные:

Q=170 м³/ч;

С_вх=35 мг/м;

d_{то абс}=10 мкм;

ΔР_кон=25 кПа;

τ=20 ч;

Материал-Железо;

Форма частиц-тарельчатая;

П=0,38;

h=2 мм.

Примечание: единицы измерения величин в формулах необходимо перевести в одну систему СИ: 1 час = 3600 с; 1с = 1/3600 час; 1 мкм =10^-6 м; 1 мм = 10^-3 м; 1 мг = 10^-6 кг; 1 кПа = 10³ Па.

Расчет:

1. Выбирают материал для изготовления фильтроэлемента, исходя из условия эксплуатации фильтра, прочностных, коррозионных характеристик материала и экономических соображений (или по варианту).

2. Определяют максимальный размер пор d_{п макс}, мкм:

(4)

где d_{то a6c} – абсолютная тонкость очистки, мкм.

мкм;

3. Определяют средний размер пор d_{п ср}, мкм:

(5)

где П – пористость фильтроэлемента.

= 28 мкм;

4. Определяют размер частиц порошка для изготовления фильтроэлемента d_{ч ср}, мкм:

(6)

= 193,9 мкм;

5. Назначают толщину фильтроэлемента hпо технологическим и прочностным соображениям в пределах 0,25–5мм (обычно – 1мм).

6. Находят скорость потока в порах w_п, м/с:

(7)

где ΔР_нач – начальное сопротивление фильтра, Па; μ – вязкость фильтруемого

вещества, Па·с.

7. Определяют площадь фильтрации F, м²:

(8)

8. Определяют расчетное конечное сопротивление фильтра ΔРкон р, Па:

(9)

где А – опытный коэффициент, зависящий от размеров частиц и размер пор:

для очистки газов А=5,25·10³ с^–1, для очистки жидкостей А=10 с^–1; τ – время работы фильтра, с; q_вх – объемное содержание твердых частиц в фильтруемом веществе на входе фильтра: q_вх=С_вх/ρ_ч, С_вх – концентрация загрязнителя, кг/м³; q_вх = 0,8⋅10^-10.

ρ_ч – плотность частиц загрязнителя, кг/м³; В рассчитывают по формуле, с/м:

(10)

где скорость фильтрации w_ф=П·w_п, м/с; пористость осадка П_О=0,5.

9. Определяют максимально допустимое время работы фильтра (если

ΔР_{кон р} отличается от заданного ΔР_кон) τ, c:

(11)

10. Определяют эффективность очистки:

(12)

где:

(13)

Таблица 1. Исходные данные (варианты)

№ вар	Q, м^3/ч	Свх,, мг/м^3	dто абс,, мг/м^3	ΔРкон, кПа	τ,ч	Пористый материал	Форма частиц	П	h,мм
						Бронза	Сфера	0,33
						Ст50ХГ	Сфера	0,25	0,7
						Ст50ХГ	80% Сф	0,30	0,5
						Ст50ХГ	20%Сф	0,28
						Ст50ХГ	Лепестковая	0,26
						Ст50ХГ	Лепестковая	0,24
						Железо	Тарельчатая	0,38
						Железо	Тарельчатая	0,42
						Бронза	Сфера	0,35
						Ст50ХГ	Лепестковая	0,26
						Бронза	Сфера	0,35
						Ст50ХГ	80% Сф	0,28	0,5
						Бронза	Сфера	0,25
						Железо	Тарельчатая	0,42
						Железо	Тарельчатая	0,38
						Бронза	Сфера	0,25
						Бронза	Сфера	0,42
						Бронза	Сфера	0,24
						Ст50ХГ	Лепестковая	0,45
						Бронза	Сфера	0,28
						Ст50ХГ	20% Сф	0,30
						Бронза	Сфера	0,38
						Железо	Тарельчатая	0,42
						Железо	Тарельчатая	0,28
						Ст50ХГ	20% Сф	0,28

Практическая работа 3

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АППАРАТОВ ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ПЫЛИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Цель работы. Обоснование размеров и конструкции аппарата гравитационной очистки газов.

Аппараты, использующие осаждение твердых частиц из медленно двигающегося воздушного потока, относятся к наиболее простым, отличаются низкой эффективностью и применяются, как правило, на первой стадии очистки. Обычно такие аппараты представлены пылеулавливающими камерами (рис. 6.1). Приняв ряд допущений (пылевые частицы имеют шарообразную форму, распределены по вертикальному сечению камеры равномерно; оседание пылинок подчиняется закону Стокса; все частицы движутся в потоке с одинаковой скоростью; осажденные частицы не сдуваются потоком), рассчитывают геометрические размеры камеры по заданной крупности осаждаемой пыли.

Рис. 3.1. Пылевая камера с горизонтальными полками: 1 – полки; 2 – колокольные затворы; 3 – люки для удаления пыли

Дата добавления: 2015-10-02