Циклоны

Циклоны


Систематизация устройств для чистки воздуха

Поршневые насосы

В поршневых насосах рабочий орган (поршень) совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение, сообщая перекачиваемой воды энергию.

Более равномерная и увеличенная подача воды, по сопоставлению с насосом обычного деяния, может быть достигнута насосом двойного деяния, в каком каждому ходу поршня соответствуют сразу процессы всасывания и нагнетания.

Плюсы:

1) Они могут перекачивать разные воды, создавая огромные напоры (до 15 МПа),

2) владеют неплохой поглощающей способностью (до 7 м) и высочайшим КПД – η = 0,75…0,85.

Их недочетами являются: тихоходность, неравномерность подачи воды и невозможность ее регулировать.

Производительность поршневого насоса Q (м3/с)?

а) обычного деяния:

б) двойного деяния:

Насос поршневой двойного деяния

где ην – коэффициент подачи, величина которого в среднем составляет 0,8-0,9;



F – рабочая площадь (площадь поперечного сечения) поршня, м2;

f – площадь поперечного сечения штока, м2;

b – ширина зуба, м;

s – ход порщня, м;

n – частота вращения, т.е. число двойных ходов поршня в 1 минутку.

Шестеренчатый насос состоит их корпуса и зубчатых колес . Одно из их приводится в движение, 2-ое в зацеплении с первым свободно крутится на оси. При вращении шестерен жидкость перемещается впадинами зубьев по окружности корпуса.

Они характеризуются неизменной подачей воды и работают в спектре 500…2500 об/мин. Их КПД зависимо от частоты вращения и давления составляет 0,65…0,85. Они обеспечивают глубину всасывания до 8 м и могут развивать напор более 10 МПа.

Производительность шестеренчатого насоса Q (м3/с) определяется по формуле:

где ην – коэффициент подачи;

f – площадь сечения зуба, ограниченная наружной окружностью примыкающей шестерни, м2;

b – ширина зуба, м;

z – число зубьев на шестерне;

n – частота вращения в 1 минутку.

Отходящие газы индустрии, содержащие взвешенные твердые либо водянистые частички, представляют собой двухфазные системы, в каких сплошной фазой являются газы, а дисперсной – твердые частички либо капельки воды.

В технике выделения дисперсной фазы из газовых потоков применяется огромное число аппаратов, отличающихся друг от друга как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных частиц.

По методу улавливания пыли их обычно подразделяют на аппараты сухой, влажной и электронной чистки газов.

В базе работы сухих пылеуловителей лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения. Самостоятельную группу аппаратов сухой чистки составляют пылеуловители фильтрационного деяния.

В базе работы влажных пылеуловителей лежит контакт запыленных газов с промывной жидкостью; при всем этом осаждение частиц происходит на капли, поверхность газовых пузырей либо пленку воды.

В электрофильтрах осаждение частиц пыли происходит за счет сообщения им электронного заряда.

Эффективность чистки газов от пыли (степень чистки, коэффициент полезного деяния) выражается отношением количества уловленного материала к количеству материала, поступившего в газоочистной аппарат с газовым потоком за определенный период времени.

Эффективность η чистки в пылеулавливающих аппаратах определяют в главном весовым способом. Рассчитывают ее несколькими методами.

По содержанию пыли в газах до поступления в газоочистной аппарат и на выходе из него:

где G – массовый расход частиц пыли (капель, тумана), содержащихся в газе;

Qг – приведенный к обычным условиям большой расход газов;

с – концентрация частиц в газах. Индекс «н» относится к газам, поступающим в аппарат; индекс «к» – к газам, выходящим из аппарата.

Эффективность чистки может быть определена по концентрации пыли в газах до поступления в аппарат и по количеству уловленной пыли:


Загрузка...

,

где Gу – количество уловленной пыли, кг/с;

также по количеству уловленной аппаратом пыли и концентрации пыли в газах, выходящих из аппарата:

.

Понятно, что эффективность чистки от частиц пыли разных размеров неодинакова. Потому что лучше улавливается большая пыль, то коэффициент чистки газов нередко определяют по фракционной эффективности – степени чистки газов от частиц определенного размера.

Фракционная эффективность чистки ηфi выражается формулой:

,

где Фiн и Фiк – содержание i-й фракции в газах соответственно на входе и выходе из аппарата, %.

Зная фракционную степень чистки газов, можно найти общую степень чистки (эффективность аппарата) по формуле:

Либо

,

где f(d)i – функция плотности рассредотачивания улавливаемых частиц по размерам, м–1 .

Эффективность улавливания пыли может быть выражена в виде коэффициента проскока частиц (степени неполноты улавливания), который представляет собой отношение концентрации частиц за аппаратом к их концентрации перед ним. Коэффициент проскока употребляют, когда необходимо оценить конечную запыленность либо сопоставить относительную запыленность газов на выходе из разных аппаратов.

Коэффициент проскока Kпр рассчитывают по формуле:

.

К сухим механическим пылеуловителям относят аппараты, в каких употребляются последующие механизмы осаждения: гравитационный, инерционный и центробежный.

Гравитационное осаждение (седиментация) происходит в итоге вертикального оседания частиц под действием силы тяжести при прохождении их через газоочистной аппарат. Аппараты, использующие этот принцип улавливания пыли, именуют осадительными камерами.

Разглядим их главные типы.

Горизонтальная осадительная камера без внутренних устройств: 1 – корпус; 2 – пылесборные бункеры

Запыленный газовый поток медлительно движется в сепарационном пространстве камеры, а частички оседают из него в секции пылесборника.

Такая конструкция ординарна, но очень громоздка, так как сепарационная камера должна быть очень большой для обеспечения довольно неспешного движения газа в горизонтальной плоскости и исключения ненужных локальных турбулентных потоков (как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении).

В многополочной камере:

Многополочная осадительная камера: 1 – полки; 2 – затвор; 3 – лючок для удаления пыли

сепарационное место секционировано горизонтальными полками, что значительно уменьшает длительность осаждения частиц, позволяет работать с более высочайшими скоростями газа, также исключает вертикальное турбулентное смешивание потока газовзвеси. Для удаления пыли полки делают наклонными; используют встряхивающие устройства, к примеру, вибраторы, кулачковые встряхиватели

В камере с перегородками вместе с гравитационными силами, употребляют и инерционные, что наращивает эффективность чистки.

Осадительная камера с вертикальными перегородками: 1 – корпус; 2 – пылеотводящие бункеры; 3 – перегородки

Приближенный расчет осадительных камер заключается в последующем. Длительность t (с) прохождения газами осадительной камеры при равномерном рассредотачивании газового потока по ее сечению составляет

,

где Vк – объем камеры, м3;

Qг – большой расход газов, м3/с;

L, B, H – соответственно длина, ширина и высота камеры, м.

За этот период времени под действием силы тяжести частичка определенного размера (из определенной фракции) пройдет путь:

где vос – средняя скорость осаждения частиц данной фракции, м/с.

Фракционная эффективность многосекционной камеры с горизонтальными полками

,

где n – число секций в камере.

Циклонные аппараты являются самыми всераспространенными сухими механическими пылеуловителями благодаря дешевизне, простоте устройства и обслуживания, высочайшей производительности.

Циклонные аппараты имеют последующие плюсы:

- отсутствие передвигающихся частей в аппарате;

- надежность работы при температурах газов прямо до 500 °С (для работы при более больших температурах циклоны могут быть сделаны из особых материалов);

- возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов особыми покрытиями;

- улавливание пыли в сухом виде;

- практически неизменное гидравлическое сопротивление аппарата;

- возможность удачной работы при больших давлениях газов;

- простота в изготовлении;

- сохранение высочайшей фракционной эффективности чистки при увеличении запыленности газов.

Верно спроектированные циклоны могут эксплуатироваться накрепко в течение многих лет.

Недочеты циклонов:

- сравнимо высочайшее гидравлическое сопротивление (у высокоэффективных циклонов оно добивается 1250–1500 Па);

- нехорошее улавливание частиц размером наименее 5 мкм;

- невозможность использования для чистки газов от липких загрязнений.

Циклоны различают по методу подвода газов в аппарат:

- циклоны со спиральным,

- тангенциальным,

- винтовым,

- также с осевым подводом.

Циклоны с осевым (розеточным) подводом газов работают как с возвратом газов в высшую часть аппарата, так и без него. Последний тип аппаратов («прямоточные циклоны») отличается низким гидравлическим сопротивлением и наименьшей по сопоставлению с другими типами эффективностью пылеулавливания. Недочетом прямоточных циклонов является необходимость отсоса части газов через бункер для отвода пыли, что содействует его абразивному износу.


а) спиральный; б) тангенциальный; в) винтовый; г) осевой розеточный циклон с возвратом газов; д) осевой розеточный прямоточный циклон

Набросок - Главные виды конструкций циклонов (по методу подвода газов)

Направляемые на чистку газы поступают в цилиндрическую часть циклона и совершают движение сверху вниз по внешней спирали. Частички пыли отбрасываются центробежной силой к стене. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сотен, а то и в тыщу раз больше ускорения силы тяжести, потому даже очень мелкие частички пыли не в состоянии следовать за газом, а под воздействием центробежной силы движутся к стене. Частички движутся повдоль стены по спирали вниз в пылевой бункер. Газовый поток по мере движения сверху вниз отчасти меняет свое направление, поступая в осевую зону циклона. Часть газового потока снизу поворачивает ввысь, частички пыли вследствие собственной инерционности этого сделать не успевают и попадают в бункер. При всем этом вероятен так именуемый оборотный вынос пыли, когда часть газа тоже попадает в бункер и оттуда выносит с собой маленькие частички пыли.


Набросок – Схема работы циклона

Так как на эффективность пылеочистки в циклоне силы тяжести оказывают влияние существенно меньше, чем центробежные силы, циклоны можно располагать в любом положении, даже горизонтальном. Но для рациональной сборки оборудования почаще их устанавливают вертикально.

Циклоны делят на цилиндрические и конические. В цилиндрических циклонах корпус выполнен с удлиненной цилиндрической частью(Hц > Hк) , а в конических(Hк > Hц) – с удлиненной конической частью, Hц и Hк соответственно высота цилиндрической и конической части циклона.

Циклоны можно устанавливать как на поглощающей, так и на нагнетательной полосы. Но для того, чтоб продлить срок службы вентилятора (в особенности на потоках с абразивными либо липкими пылями), циклоны следует устанавливать на поглощающей полосы перед вентилятором. В неприятном случае пыль попадает в вентилятор и вызывает его ранний износ и поломку.

Плотность циклонов вкупе с бункером – нужное условие их обычной работы: даже малозначительные подсосы воздуха через бункер резко понижают эффективность чистки.

Основной чертой циклона является внутренний поперечник его корпуса D. Рассчитывается он обычно исходя из условной осевой скорости газа vу, отнесенной к полному сечению аппарата:

, (10.3.3.15)

где Qг – общий большой расход газа в системе пылеочистки;

z – число групп циклонов в установке;

n – число циклонов в группе.

Хорошей считается условная осевая скорость в корпусе до 4,0 м/с. Скорость 2,5 м/с рекомендуется при чистке от абразивной пыли.

При рассчитанном поперечнике одиночного циклона более 1800 мм целесообразна их групповая сборка. Повышение количества циклонов в группе уменьшает их поперечник и наращивает степень чистки.

На выбор поперечника циклона (в метрах) накладывается также дополнительное условие:

,

где xн – исходная запыленность газа, кг/м3;

k = 2 – для слабо слипающейся пыли;

k = 8 – для очень слипающейся пыли.

Поперечник циклона округляют до величин из стандартного ряда: 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и 3000 мм.

Потом вычисляют действительную условную осевую скорость газа в циклоне

(10.3.3.17)

Она не должна отклоняться более, чем на 15 %, от хорошей для данного типа циклона.

Набросок Схема группового циклона прямоугольной сборки:1 – заглушка; 2 – сборник незапятнанного газа; 3 – кольцевой диффузор; 4 – циклон; 5 – косынка; 6 – лючок; 7 – бункер; 8 – коллектор запыленного газа Группа циклонов

Гидравлическое сопротивление является принципиальным показателем работы циклона. Оно определяет выбор вентилятора и затраты энергии на транспортирование запыленного газа.

В циклоне газ проходит поочередно входной патрубок, цилиндрическую и коническую части и выхлопную трубу. При всем этом он совершает вращательное движение, проходя на собственном пути неожиданные сужение, расширение и повороты. Расчленить этот путь на отдельные составляющие фактически нереально, и потому утраты давления в циклоне рассматриваются подобно единичному местному сопротивлению.




Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Циклоны:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Циклоны