циклон филтър
Източник:
Directory "Защита на атмосферата от промишленото замърсяване"
редактирано от S. Calvert и GM Енглунд (част 1)
изд. "Металургия", Москва, 1988 година.
Използването на центробежната сила
маса на частиците м, се движи по кръгова траектория с радиус R при тангенциална скорост Ut, е изложено на центробежната сила MV ^ двет / г. За типични условия Ut = 15 м / сек, G = 0.6 m тази сила е приблизително 39 пъти по силата на гравитацията. Следователно, тази сила може драматично да увеличи камерата за отлагане. На практика, улавяне на частиците система е създадена от придаване на въртеливо движение на потока на прашен или въртеливо движение, определена от цилиндрични стени. Частици, отложени върху стените на отрязване. Такова устройство се нарича циклон. Фракционен ефективност събиране може да бъде> 80%, дори за диаметър на частиците от 10 микрона.
видове циклон
Има два основни типа на циклони с тангенциален вход и един аксиален вход. Фиг. Тя показва геометрията на конвенционален тип циклон с тангенциален вход и противоток. Такава циклон е монтиран вертикално.
Както се вижда от фиг. геометрията на тангенциален влизането на циклон определя осем размери. Седем относителни параметри
определи конфигурация и един параметър, който е избран като D, определя резолюцията. Таблица. 1 показва варианти на комбинации от параметри за редица стандартни модели, е практично и ефективно.
Геометрични проектни параметри, допирателна влизането на циклон:
Дизайнерът може да избере геометрията на други възможности, но трябва да се има в предвид следните полезни съвети:
- 1. Необходимо е да се избират. за да се предотврати "късо съединение" на входящия поток към изходната тръба.
- 2. С цел да се избегне прекомерното спадане на налягането е необходимо да се осигури условието
- 3. За да се запази върха вихър в конус задължително
- 4. За успешното плъзгащи конусния ъгъл прах трябва да бъде от 7 до 8 °
- 5. Максимална ефективност се постига, когато
циклони батерия (multicyclones)
проектиране на циклони
При проектирането на геометрията на циклона е избран, и след това определяне на размера на фракционната ефективност, спад на налягането и необходимостта за всеки от изхода на циклон. Тези изчисления се основават на предварително определена скорост на газовия поток, състав, температура, налягане, концентрация на прах, както и данни за състава на прах частици. са необходими, за да се формулира изисквания към устройство за вторична събиране на прах Тези данни, за да може да се използва.
Траекторията на частици в ротационен газ
метод за проектиране трябва да се основава на познания за начина, по който частицата се движи в утаителя. Траекторията на частиците се определя чрез действието на центробежната сила на частицата се увлича завихряне на газовия поток. Тангенциална скорост на тока на газ линии зависи от радиуса на въртене на закона за обратна сила (вихрови право):
Както е установено експериментално, п може да бъде намерена с помощта на връзката:
където D - диаметър на циклона, m; Т- абсолютна температура на газа, К.
Формата на траекторията обикновено добре описана от израза:
където Т - времето, необходимо на частицата, първоначално на разстояние от оста R1 да се постигне координира R.
Той се получава от уравнението г заменя от центробежната сила, като се предполага, че радиалната компонента на силата на съпротивление е предмет на правото на Stokes "и. Ако приемем, че скоростта radalnaya изместване е фиксирана, т.е.. е., че
И двете от тези предположения, може да доведе до грешка за много малък момент. Уравнението счита само хоризонтално движение. Вертикално движение се определя стационарна скорост на утаяване.
Размери циклони
циклон размери се определят от избора на геометрични отношения (вж. таблица.) и желаната стойност на скоростта на изхода на циклон. За да се гарантира висока ефективност събиране, скоростта на входа трябва да бъде толкова голям, колкото е възможно, но не предизвиква отскок или депозираните пепел частици и не надвишава стойността, при която потокът започва пулсиращ. Това ограничение може да бъде оценена чрез експресия Cullen и tsentsen
Това емпирични отношения, в които се използват SI единици. За частици с плътност в интервала от 1 - 2,5 т / m 3, конвенционалната диапазон на скоростта в типичните циклони 15 - 30 м / сек и стойността на KL = 0.2, този израз дава работни стойности на UT1. За дадена Q obemyoy скорост на газа и избраната скорост на размерите на циклона се определят от входящия геометрична отношения
Общи и частична ефективност
цялостната E ефективността колекция може да бъде изчислена като се използва уравнението:
. която изисква познания на ефективността на фракционна събиране Е в размера на функцията. Тя позволява да се определи модел Laytha и Licht (Leith, D. и Liht, W. AIChE Sympos. Ser. 68 (126), 196 (1972)).
Този модел използва уравнение във връзка с понятието радиална противоток смесване неутаени частици и определяне на време на улавяне.
Получената уравнението е:
50% изключване диаметър може да се намери с израза:
Това е еквивалентно да се каже, че за циклон Например зависи от броя и параметър Stokes К. циклон геометрия геометричен параметър се изчислява въз основа само на размера и не зависи от абсолютния размер на циклона. Неговите стойности за различни стандартни дизайни са дадени в таблицата. "Геометрични конструктивни параметри на циклона с тангенциален вход"
Метод за изчисляване на друг циклон геометрия описано Licht (Licht, W, замърсяване на въздуха управляваща техника, Dekker, New York, 1980, p.243.).
Този модел е подходящ за циклоните от нормалния размер, например, D> 0,2 м. Моделът не се прилага за много малки циклони, като тези, използвани за вземане на проби от вдишване на прах, и при работа при високи налягания. Има някои индикации, че Eg зависи от броя на циклон Рейнолдс, а не само от броя на Stokes включени в М.
Този модел дава консервативна оценка за изпълнение, например, която може да бъде получена за силно разредени системи, Е. ниско съдържание на прах т.е.., Да кажем по-малко от 10 кг / м ^ 3. Въз основа на ограничените налични данни може да се очаква, че за събиране увеличава ефективността с прашен Това подобрение може да се оцени на приблизително чрез съотношението:
За дадените експлоатационни условия и геометрия Например стойност може да бъде изчислена от уравнението. и след това, заедно с данни за размера на разпределение на прах върху ресурсите, използвани за изчисляване на ефективността на уравнение E обща колекция. Обикновено това е направено графично, както е показано на фиг.
диференциално налягане и нуждите на потреблението на енергия
Спадът на налягането в циклона може да бъде изчислена по метода и Shepherd Лепа (Shepherd, G. B. и Lapple, G. Е. Ind. Eng. Chem. 31, 972 (1939)).
N Н размер зависи от геометрията и може да бъде определена като:
По-сложните уравнения за N Н В литературата Щраус, W. газ за промишлени цели за почистване, 3-то издание, Пергамон Press, Oxford, 1975, стр. 263, но те не са по-добре доведе горе уравнение броя на струи на входа на циклон за почистване сух газ.
АР приемливо ниво по време на работа на циклона е обикновено по-малко от 2 кРа.
Количеството енергия, което е необходимо да се информират притока на газ от вентилатор, се изчислява по формулата:
Мощност = 9,81Q АР,
където Q - обемен процент, m³ / сек; АР - Delta davleniyab Pa.
оптимизация дизайн
За оптимизиране на дизайна трябва да има критерий, който ще бъде пропорционално на съотношението на приходите и разходите за дадена геометрия на циклона. "Приходи", или улавяне упражнение може да отнеме пропорционална геометричен параметър K се използва в това уравнение, както и таблица на геометричните параметри на проектните допирателна влизането на циклон. Имайте предвид, че тя е обратно пропорционална на диаметъра на изключване. Разходите се състои главно от две статии: първо, първоначалната стойност на строителството, което е пропорционално на общата площ на използваните конструктивни материали и второ, оперативните разходи, което е пропорционално на консумацията на енергия. Консумация на енергия също отразява първоначалната стойност на системата за доставка на газ. оптимизация полезни параметър (софтуер) може да се определя, както следва:
софтуер
K / * обща повърхностна енергия.
Общо повърхностна площ може да бъде изчислена като се използва израза (πD² диаграма), където "Pow" е функция от геометрията. Стойностите на този параметър в референтната геометрията на циклони са показани в таблицата, и неговите методи за изчисляване на други конфигурации, описани Licht (Licht, W. цит. Cit. P. 250.). Силата се изчислява чрез комбиниране уравнения диференциално налягане и количество енергия на газовия поток. За даден набор от работни параметри, получаваме:
Тук ние пропуснахме постоянни фактори.
продукт
. може да бъде заменен от
Резултатът е:
За дадена обемна скорост на потока софтуер зависи само от геометричните параметри К, К К б. N Н и Pov. Използването на стойностите, дадени в таблицата. получаваме следните стойности на софтуера: