Задача 32. Конструктивный расчет циклона.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Задача 32. Конструктивный расчет циклона.



Исходя из условий задачи 31, определить конструктивные размеры аппарата для первой стадии пылегазоочистки (циклон СИОТ) в аспирационно-технологической установке АТУ – 33/36 от пыли TiO2 по исходным данным, представленным в табл. 4

 Таблица 4

Наименование параметра Величина
Расчетная производительность по запыленному газу (воздуху) Vсм, м3 8700
Запыленность газа zсм, кг/м3 0,00937
Диаметр трубопровода на входе запыленного воздуха Dтруб, м 0,445
Плотность угольной пыли ρу, кг/м3 1400
Плотность пыли концентрата ρт, кг/м3 4250
Средний размер частиц концентрата dmк, мкм 10
Средний размер частиц угля dmу, мкм 28,5
Рабочая температура t, ºС 20

 

Скорость в трубопроводе круглого сечения, соединяющий основной трубопровод и рассчитываемый циклон

,

где  – секундный объемный расход воздуха, м3/с,

Sтруб – площадь живого сечения соединяющего трубопровода,

,

где Dтруб – внутренний диаметр трубопровода, Dтруб=0,445 м.

 м2,

 м/с.

Скорость воздуха в трубопроводе находится вне пределов рекомендуемых значении  [6], следовательно, использовать предлагаемую методику нецелесообразно. Оптимальную скорость газа в рассчитываемом циклоне принимаем ωопт=1 м/с [11].

Необходимая площадь сечения циклона

,

.

Приближенное значение внутреннего диаметра циклона

,

где N – число циклонов, применяющихся в аспирационной установке, N=1,

м.

Наружный диаметр циклона, учитывая толщину стенки его корпуса
δ=8 мм

,

По [11] из ближайшего ряда размеров наиболее оптимально подходит циклон СИОТ №6. Однако, для обеспечения запаса по производительности, принимаем вместо циклона СИОТ №6 СИОТ №7 с внутренним диаметром .

Действительная скорость газа в циклоне:

,

 м/с.

Запас скорости газового потока в аппарате

.

.

Условие выполняется, следовательно, обеспечивается запас скорости в аппарате.

Внутренний диаметр входного патрубка:

где ωт – скорость в выходном патрубке циклона, согласно рекомендациям [12] ωт=4–8 м/с, принимаем ωт=4 м/с.

.

Наружный диаметр выхлопной трубы

,

.

Зная внутренний диаметр циклона, определим скорость осаждения частиц в аппарате

,

откуда

,

где ωо.г – окружная скорость газового потока в циклоне, ωо.г=12-14 м/с [12], принимаем ωо.г=12 м/с.

Скорость осаждения частиц пыли в циклоне

.

По [11] коэффициент гидравлического сопротивления для одиночного циклона СИОТ составляет ξ=1400.

Потери давления в циклоне

,

Фактические потери давления не превышают предельно допустимых значений  [11].

Диаметр частиц, осаждающихся в циклоне с эффективностью 50%, определяется из зависимости

,

где , ,  – параметры, соответствующие условиям, при которых получены табличные значения ;

, ,  – параметры, соответствующие фактическим условиям работы циклона.

 – теоретический диаметр частиц, осаждающихся в циклоне с эффективностью 50%, для циклона СИОТ при , , ,  мкм [12]

D = Dср = 1,927 м;

ρ = 3360,633 кг/м3;

μс – динамический коэффициент вязкости среды, для воздуха при t=0ºC=273 К μ0=17,3·10-6 Па·с [2], при t=20ºC=293 К

 Па·с.

.

На основании математической обработки уравнения для вероятностных функций было получено выражение для полной очистки воздуха в циклоне [7]

Величина x применительно к циклонам может быть найдена из следующего выражения

где  – для циклонов СИОТ [11];

 – среднеквадратическое отклонение функции распределения;

,

где dт - среднемедианный размер частиц;

 – абсцисса точек, ордината которой имеет значение 15,9 % [6].

Определим графически dт и . Для этого воспользуемся графиком распределения частиц пыли по размерам (логарифмической вероятностной координатной сеткой). Известно, что в 100 % шихты содержится 87% концентрата и 13% угля. Полагая, что в таком же соотношении они содержатся и в воздухе, построим графическую зависимость диаметра частиц от их концентрации, т.е.:

а) для концентрата при ;

б) для угля при .

Графическая зависимость приведена на рис 15.

Таким образом, получаем, что dm = 16,8 мкм, .

,

Найденное значение среднемедианного диаметра частиц dm не обеспечивает требуемой точности вычислений, т.к. оно получено без учета отклонений дисперсного состава пыли от вероятных значений. Поэтому действительный дисперсный состав пыли будет аппроксимироваться не прямой линией, а криволинейной траекторией, для которой фактический диаметр частиц может быть определен с помощью следующей зависимости:

Рис. 15. Логарифмическая вероятностная координатная сетка

 


,

.

.

По , следовательно, эффективность очистки воздуха в циклоне составит .

Конечная запыленность газа на выходе из циклона:

,

.

Конструктивные размеры аппарата, определяются с учетом того, что принимается в качестве условного диаметра циклона диаметр .

Для вычисления размеров аппарата воспользуемся таблицей приведенной в [5]. Результаты вычислений сведем в табл. 5.

Ввиду того, что рассматриваемый циклон является укороченным и с учетом, того что, в нижней части циклона предусмотрен бункер, окончательно принимаем:

– высота свободной части конуса H1=1,815;

– полная высота циклона H=2,820.

Расчетная схема укороченного циклона СИОТ представлена на рис. 14.

Таблица 5

Наименование Обозначение Величина в долях диаметра Dу Расчетное значение, м Принимаемое значение, м

 

1 2 3 4 5
Условный диаметр циклона D=Dy D=Dy 1,943м
Диаметр входного патрубка d0 0,230 0,447 0,445
Диаметр выхлопной трубы в нижней ее части d 0,392 0,762 0,760
Диаметр выхлопной трубы в верхней ее части d2 0,438 0,850 0,845
Габаритный размер конуса D1/2 0,454 0,880 0,880
Размеры сторон: входного патрубка треугольной формы t S 0,306 0,361 0,595 0,701 0,595 0,700
Высота свободной части конуса H1 1,200 2,332 2,332
Полная высота циклона Н 1,91 3,711 3,711
Глубина погружения выхлопной трубы H2 0,49 0,952 0,950
Длина входного патрубка l 0,468 0,910 0,910

 

Рис. 16. Расчетная схема укороченного циклона СИОТ

 



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.120.150 (0.012 с.)