Методика розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері
Зміст
Вступ
1.
Розсіювання шкідливих речовин в атмосфері
1.1
Методика розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері, при викиді
газоповітряної суміші з одиночного точкового джерела з круглим гирлом
1.2
Приклад розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері
2.
Циклони
2.1
Загальні відомості
2.2
Розрахунок та вибір циклону
2.3
Приклад розрахунку циклону
3.
Завдання для виконання розрахунків
Джерела
інформації
Вступ
У сучасному
суспільстві зростає важливість не тільки екологічних проблем, але й пов'язаної
з ними природоохоронної діяльності, проведеної на підприємствах.
Серед існуючих
напрямків природоохоронної діяльності значне місце приділяється проведенню
технічних заходів, які дозволяють у максимальному ступені знизити надходження в
навколишнє природне середовище різних забруднювачів. При рішенні завдань,
пов'язаних з охороною зовнішнього середовища, пріоритет віддається тому
комплексу заходив, що забезпечує найбільше обмеження або повне припинення
надходження в зовнішнє середовище несприятливого фактору(хімічного, фізичного,
біологічного).
Основними
заходами щодо зниження забруднення атмосферного повітря є: технологічні,
архітектурно-планувальні, організація санітарно-захисної зони, газоочищення.
Ефективність того або іншого методу різна для кожної конкретної ситуації.
Курсова робота
присвячена розрахунку розсіювання забруднюючих речовин в атмосфері від
одиночних стаціонарних джерел забруднення. Крім цього в роботі розраховане
пилоочисне устаткування – циклон.
1. Розсіювання
шкідливих речовин в атмосфері
1.1 Методика
розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосфері, при викиді газоповітряної
суміші з одиночного точкового джерела з круглим гирлом
Розрахунки
розсіювання забруднюючих речовин (ЗР) в атмосфері від одиночних стаціонарних
джерел забруднення атмосфери (ДЗА) використовується згідно "Методики
расчета концентрацій в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах
предприятий. ОНД – 86."
Вони проводяться
для джерела забруднення атмосфери, розташованого в Харківській області на
рівній і слабо пересіченої місцевості. При цьому джерело забруднення атмосфери
має один димар висотою Н, м, з діаметром гирла D, м, швідкистю виходу газоповітряної
суміші , м/с, різницею
температур викидів і навколишнього атмосферного повітря ΔT , , і масою забруднюючих
речовин М ,г/с.
Послідовність
розрахунків наступна.
1.
Визначають витрати газоповітряної суміші
,, безрозмірні параметри
,m,n,d і значення
небезпечної швидкості вітру м/с, при якому
досягається максимальна приземна концентрація забруднюючих речовин, по
формулах:
=.
Значення
коефіцієнтів m,n, та d визначаються в залежності від параметрів ,,,.
,
,
.
Коефіцієнт
mвизначається залежно від по формулах:
при < 100,
m= при
Для коефіцієнту m
обчислюється при
Коефіцієнт n при
визначається залежно
від
n =1 при
n = 0.535
n = 4.4 при
При коефіцієнт
обчислюється по вищенаведених формулах прийнявши
Безрозмірний
коефіцієнт d при знаходиться по
формулах:
d = 2.48) при
d = 4.95 (1+0.28)
при 0,5<≤ 2 ,
d = 7(1+0.28) при 2.
D=16 при .
Значення
небезпечної швидкості , м/с, на рівні
флюгера, при якій досягається найбільше значення приземної концентрації
шкідливих речовин визначається по
формулах:
= 0,5 при
при 0,5 < ≤ 2,
= (1+0,12 ) при >2.
При значення обчислюється по
формулах:
= 0,5 при ≤ 0,5,
= при 0,5< ≤ 2,
= 2,2 при > 2.
2.
Розраховують максимальне значення
приземної концентрації шкідливої речовини , мг/ , при викиді
газоповітряної суміші з одиночного точкового джерела із круглим гирлом, що
досягається при несприятливих мете реологічних умовах на відстані , м, від джерела, по
формулі:
Відстань від джерела викидів,
на якому приземна концентрація С при несприятливих метеорологічних умовах на
відстані , м, від джерела по
формулі:
=
Де А –
коефіцієнт, що залежить від температурної стратифікації атмосфери (розподіл
температур по висоті, що впливає на його вертикальне переміщення), який для
Харкова та області дорівнює 180; М – маса викидів шкідливих речовин, г/с; F –
коефіцієнт, що залежить від швидкості осідання речовин (для газоподібних
шкідливих речовин – 1, для пароподібних шкідливих речовин – 2, для пилу та золи
– 3); – коефіцієнт, що
враховує вплив рельєфу місцевості (для рівної й слабо пересіченої місцевості = 1); m і n –
коефіцієнти, що враховують умови виходу газоповітряної суміші, /с; - різниця між
температурою газоповітряної суміші, що викидається та температурою
навколишнього атмосферного повітря, ; Н – висота джерела
викиду понад рівнем землі, м.
3.
Визначають приземні концентрації шкідливих
речовин , мг/, в атмосфері по осі
факелу викиду на різних відстанях , м від джерела викиду
при небезпечній швидкості вітру по формулі:
- ,безрозмірний
коефіцієнт, який знаходиться в залежності від відношення / по формулах:
при /≤1
при 1< ≤8.
4.Визначають
значення приземної концентрації шкідливих речовин в атмосфері ,мг/, на відстані у,м, по
перпендикуляру до осі факела викиду по формулі:
Де - безрозмірний
коефіцієнт, який знаходиться в залежності від швидкості вітру , м/с та відношення у/х
по значенню аргументу :
при ≤ 5,
при > 5,
= .
Розрахунок
розсіювання шкідливих речовин в атмосфері.
Завдання
За вихідними даними табл. 1,1 розрахувати:
·
Максимальну приземну концентрацію
забруднюючих речовин, створювану джерелом забруднення атмосфери;
·
Відстань від джерела викиду, на якому
при несприятливих умовах досягає ця максимальна концентрація;
·
Концентрації забруднюючих речовин по осі
факела викидів і перпендикулярно їй для точок, що відстоять від джерела на
видаленні , 3 та у=50, 100, 200, 300
й 400м.
За результатами
розрахунків побудувати необхідні профілі приземних концентрацій, визначити
довжину зони забруднення, що перевищує середньодобову ГДК, і її ширину в
заданих точках, та знайти радіус зони впливу.
Таблиця 1.1 –
Вихідні дані для розрахунку
Маса викидів СО, г/с
|
Середьонодобова гранично дозволена концентрація СО
, мг/
|
Висота труби, м
|
Діаметр гирла труби, м
|
Швидкість виходу газоповітряної суміші із труби,
м/с
|
Різниця температур викидів і зовнішнього повітря,
|
350
|
3,0
|
29
|
1,3
|
2
|
185
|
Рішення
Витрати
газоповітряної суміші:
Визначаємо
параметри та :
= = =1.67
Оскільки визначаємо по формулі:
При та коефіцієнт
Безрозмірний
коефіцієнт d при та визначаємо по формулі:
Значення
небезпечної швидкості визначаємо по формулі:
м/с
Розраховуємо
максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини:
мг/
Розраховуємо
відстань від джерела викидів до крапки де приземна концентрація досягає
максимального значення:
Розраховуємо
приземні концентрації забруднюючої речовини по осі факелу викидів на відстані
1)
мг/
2)
3)
4)
Для того щоб побудувати профілі
приземних концентрацій та визначити довжину зони забруднення, що перевищує
середньодобову ГДК, яка становить 0,04 необхідно знайти додаткову крапку:
Результати
розрахунків зводимо до таблиці 1.2 та будуємо графік малюнок 1.1.
.2 – результати розрахунків
,м
|
34.075
|
68,15
|
204.45
|
408.9
|
545.2
|
,
|
6,82
|
9,88
|
5,14
|
1,976
|
1,19
|
По графіку
визначаємо довжину зони
забруднення, що перевищує середньодобову гранично дозволену концентрацію: =305.9
Розрахуємо
приземні концентрації забруднюючих речовини на перпендикулярах до осі факелу
викидів на відстані від джерела забруднення Відстань по
перпендикуляру від осі факелу становить .
1)
.
Оскільки визначаємо по формулі:
= 8.3
= 1.5
= 2.38
= 3.64
= 3.66
мг/
2)
.
= 1.99
= 8.29
= 1.5
= 1.76
= 2.99
мг/
3)
.
= 0.33
= 0.005
= 0.002
= 8.3
= 9.2
мг/
3)
.
= 0.76
=0.33
= 0.005
= 1.99
= 0.002
мг/
Отримані
результати розрахунку, крім тих що менш 0.1, зводимо в таблицю 1.3 для побудови
графіка (мал. 1.2).
Таблиця 1.3 –
Результати розрахунків
|
|
|
|
|
|
|
0
|
6.82
|
9.88
|
5.14
|
1.976
|
50
|
|
|
1.72
|
1.51
|
100
|
|
|
|
0.65
|
200
|
|
|
|
|
300
|
|
|
|
|
400
|
|
|
|
|
По графіку
визначаємо b – ширину зони забруднення, що перевищує середньодобову гранично
дозволену концентрацію: 320м.
2. Циклони
2.1 Загальні відомості
Циклонні апарати внаслідок дешевини й
простоти устрою та експлуатації, відносно невеликого опору та високої
продуктивності є найпоширенішим типом механічного пиловловлювача. Циклонні
пиловловлювачі мають наступні переваги перед іншими апаратами:
•
відсутність
рухомих частин;
•
надійна
робота при температурі до 500 °С без конструктивних змін;
•
пил
уловлюється в сухому вигляді;
•
можливість
уловлювання абразивного пилу, для чого активні поверхні циклонів покриваються
спеціальними зносостійкими матеріалами;
•
можливість
роботи циклонів при високому тиску;
•
стабільна
величина гідравлічного опору;
•
простота
виготовлення і можливість швидкого і якісного ремонту;
•
підвищення
концентрації пилу не приводить до зниження фракційної ефективності апарату.
До недоліків можна віднести
•
високий
гідравлічний опір, який досягає 1250-1500 Па;
•
низьку
ефективність при уловлюванні частинок розміром менше 5 мкм.
Робота циклону заснована на
використанні відцентрових сил, що виникають при обертанні газопилового потоку
усередині корпусу апарату. Обертання досягається шляхом тангенціального
введення потоку в циклон. В результаті дії відцентрових сил частинки пилу,
завислі в потоці, відкидаються на стінки корпусу і випадають з потоку. Чистий
газ, продовжуючи обертатися, здійснює поворот на 180° і виходить з циклону
через розташовану по осі вихлопну трубу (рис. 2.1). Частинки пилу, що досягли
стінок корпусу, під дією потоку, що переміщається в осьовому напрямі, і сил тяжіння
рухаються у напрямку до вихідного отвору корпусу і виводяться з циклону.
Зважаючи на те що вирішальним фактором, що обумовлює рух пилу, є аеродинамічні
сили, а не сили тяжіння, циклони можна розташовувати похило і навіть
горизонтально. На практиці із-за компонувальних рішень, а також для розміщення
пилотранспортних систем циклони, як правило, встановлюють у вертикальному
положенні.
Рисунок 2.1 - Схема роботи циклона
Область циклонного процесу, або зона
уловлювання пилу, розташована між кінцем вихлопної труби і отвором циклону, що
відводить пил.
Бункер бере участь в аеродинаміці
циклонного процесу, тому використання циклону без бункера або із зменшеним в
порівнянні з рекомендованими розмірами бункером знижує коефіцієнт корисної дії
апарату. Герметичність циклонів разом з бункером - необхідна умова їх
нормальної роботи, навіть незначні підсоси повітря через бункер різко знижують
ефективність очищення. Істотний вплив на циклонний процес чинить
турбулентність, яка багато в чому визначає ступінь очищення. Потік, що поступає
у вихлопну трубу, продовжує інтенсивно обертатися. Загасання цього обертального
руху, пов'язане з непоправними втратами енергії, проходить повільно. Для
усунення обертального руху на виході з циклону і зменшення гідравлічних втрат
іноді застосовують спеціальні пристрої, наприклад розкручувачі. Проте практика
показує, що ці пристрої знижують ефективність циклонів при уловлюванні
дрібнодисперсного пилу.
Циклони розділяють на
циліндричні і конічні. В циліндричні циклонах корпус виконаний з подовженою
циліндричною частиною, а в конічних - з подовженою конічною частиною.
Циліндричні циклони відрізняються високою продуктивністю, конічні - високою
ефективністю очищення, проте в останніх більше втрати тиску. У конічних
циклонів у міру звуження корпусу газовий потік закручується більш інтенсивно,
унаслідок чого сепарація частинок пилу до стінки апарату збільшується. Бажано,
щоб діаметр циліндричного циклону не перевищував 2 м, а конічного - 3 м,
оскільки інакше падає ефективність очищення.
У промисловості найбільше
поширення набули циклони конструкції НДІОГаза: циліндричні ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24
(рис. 2.2); конічні СДК-ЦН-34, СДК-ЦН-33 . Позначення циклонів означають
наступне: ЦН-15: ЦН - циклон НДІГаза, 15 - кут нахилу осі вхідного патрубка до
горизонталі; СДК-ЦН-34: СДК - спіральний конічний, ЦН - циклон НДІОГаза, 34 -
відношення діаметрів вихлопної труби і циліндричної частини складає 0,34. Від
кута нахилу осі вхідного патрубка до горизонталі і відношення діаметрів
вихлопної труби і циліндричної частини залежать ефективність циклону і перепад
тиску в ньому.
Рисунок 2.2 — Циліндричний
циклон конструкції НДІОГаза
Таблиця 2.1. — Співвідношення
розмірів в долях внутрішнього діаметра, D для циклонів ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У,
ЦН-24
Найменування
|
Тип циклона
ЦН-15
ЦН-15У
ЦН-24
ЦН-11
|
Внутрішній діаметр вихлопної труби, d
|
0,59 для всіх типів
|
Внутрішній діаметр пиловипускного отвору, d1
|
0,3—0,4 для всіх типів*
|
Ширина вхідного патрубка в циклоні (внутрішній розмір), b
|
0,2 для всіх типів
|
Ширина вхідного патрубка на вході (внутрішній розмір),b1
|
0,26 для всіх типів
|
Довжина вхідного патрубка, l
|
0,6 для всіх типів
|
Діаметр середньої лінії циклона, Dср
|
0,8 для всіх типів
|
Висота установки фланця, hфл
|
0,1 для всіх типів
|
Кут нахилу кришки та вхідного патрубка циклона, а, град
|
15°
|
15°
|
24°
|
11°
|
Висота вхідного патрубка, h1
|
0,66
|
0,66
|
1,11
|
0,48
|
Висота вихлопної труби, hтр
|
1,74
|
1,5
|
2,11
|
1,56
|
Висота циліндричної частини циклона, Нц
|
2,26
|
1,51
|
2,11
|
2,06
|
Висота конуса циклона, НК
|
2,0
|
1,50
|
1,75
|
2,0
|
Висота зовнішньої частини вихлопної труби, hв
|
0,3
|
0,3
|
0,4
|
0,3
|
Загальна висота циклона, Нк
|
4,56
|
3,31
|
4,26
|
4,38
|
* Більший розмір приймається
при малих D и великий запиленості газу
Таблиця 2.2 - Співвідношення
розмірів у долях діаметра D для циклонівСДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М
Найменування
|
Тип циклона
|
СДК-ЦН-33
|
СК-ЦН-34
|
Внутрішній діаметр циліндричної частини, D)
|
до 3600 мм
|
до 4000 мм
|
Висота циліндричної частини, HК
|
0,535
|
0,515
|
0,4
|
Висота конічної частини, Hц
|
3,0
|
2,110
|
2,6
|
Внутрішній діаметр вихлопної труби, d
|
0,334
|
0,340
|
0,22
|
Внутрішній діаметр пиловипускного отвору, d1
|
0,334
|
0,229
|
0,18
|
Ширина вхідного патрубка, b
|
0,264
|
0,214
|
0,18
|
Висота зовнішньої частини вихлопної труби, hв
|
0,2-0,3
|
0,2-0,3
|
0,3
|
Висота установки фланця, hфл
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
Висота вхідного патрубка, а
|
0,535
|
0,515
|
0,4
|
Довжина вхідного патрубка, l
|
0,6
|
0,6
|
0,6
|
Висота заг либлення вихлопної труби, hт
|
0,535
|
0,515
|
0,4
|
Поточний радіус завитки, ρ
|
|
|
|
Збільшення діаметру циклону
при постійній тангенціальній швидкості газу який поступає, приводить до
зниження відцентрової сили і до зменшення ефективності очищення. Тому
збільшувати розміри промислових циклонів вище певних меж недоцільно. До того ж
одиночні циклони навіть великих розмірів мають порівняно малу продуктивність. У
промисловості очищенню піддають гази обсяг яких складає десятки і сотні тисяч
кубічних метрів в час. В цьому випадку для очищення газів створюють групові
установки, що складаються з декількох циклонів. Такі установки мають загальний
колектор для подачі запиленого і відведення очищеного газу, а також загальний
бункер для збору пилу. Компоновка циклонів може бути прямокутною (дворядним
способом по 2-8 шт.) або круговою (навколо вертикального вхідного патрубка по
окружності по 10-14 шт.).
Ступінь очищення в групових
циклонах прийнято рахувати рівному ступеню очищення в одиночному циклоні, що
входить до цієї групи. На практиці в групових циклонах ступінь очищення нижче.
Це пов'язано з тим, що в одиночному циклоні вихровий потік, рухаючись по
спіралі зверху вниз, упирається в дно пилозбірного бункера, після чого,
зберігаючи обертальний рух, круто змінює напрям, рухаючись до центральної
труби. У групових циклонах із загальним бункером герметичність окремого циклону
порушується, унаслідок чого міняється гідродинаміка потоку і ступінь очищення
знижується.
Рисунок
2.4 — Прямокутна компоновка циклонів у группу
Рисунок 2.5 - Кругова
компоновка циклонів у групу
2.2 Розрахунок та вибір циклона
Вибір типу й розміру циклона
провадиться на підставі заданої витрати газів, фізико-механічних властивостей
пилу, необхідної ефективності очистки, габаритів установки, експлуатаційній
надійності та вартості очистки.
Для розрахунків конструкції
циклонів необхідні наступні вихідні дані:
• кількість газу, що очищається, Q ,
м3/с;
• густина газу при робочих умовах
ρ , кг/м3;
• в'язкість газу при робочій
температурі µ, Па-с;
• дисперсний состав пилу, що задається
двома параметрами:
dт - медіанний діаметр, при
якому маса всіх часток пилу менше або крупніше dт становить 50%;
lgσч - стандартне відхилення величини lgd;
•
вхідна
концентрація пилу Свх , г/м3;
• щільність часток
пилу ρч , кг/м3;
• необхідна
ефективність очищення газу η, %.
Конструкцію
циклона розраховують методом послідовних наближень у наступному порядку. 1.
Вибравши тип циклона, по табл. 2.3 визначають оптимальну швидкість газу в апараті.
Таблиця 2.3
- Параметри, що визначають ефективність циклонів
Параметр
|
Тип циклона
|
ЦН-24
|
ЦН-15У
|
ЦН-15
|
ЦН-11
|
СДК-ЦН-33
|
СК-ЦН-34
|
СК-ЦН-34М
|
d, мкм
|
8,50
|
6,00
|
4,50
|
3,65
|
2,31
|
1,95
|
1,13
|
lgση
|
0,308
|
0,283
|
0,352
|
0,352
|
0,364
|
0,308
|
0,340
|
ωопт,м/с
|
4,5
|
3,5
|
3,5
|
3,5
|
2,0
|
1,7
|
2,0
|
2. Визначаємо діаметр
циклона, м:
Отримане
значення Dокругляємо до найближчого типового значення внутрішнього діаметра
циклона. Для циклонів прийнятий наступний ряд внутрішніх діаметрів, мм: 200,
300, 400, 500. 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 2800, 2000, 2400 й
3000.
Якщо
розрахунковий діаметр циклона перевищує його максимальне припустиме значення,
то необхідно застосовувати два або більш паралельно встановлені циклони.
де n -
кількість циклонів.
3. По
обраному діаметру циклона знаходять дійсну
швидкість газу в циклоні, м/с, по формулі:
Швидкість
газу в циклоні не повинна відхилятися більш ніж на 15% від оптимальної
швидкості.
4.
Визначають коефіцієнт гідравлічного опору циклона або групи циклонів по
формулі:
де К1 -
поправочний коефіцієнт, що залежить від діаметра циклона (табл. 2.4)
К2 -
поправочний коефіцієнт, що враховує запиленість газу (табл. 2.5)
ξ500 -
коефіцієнт гідравлічного опору одиночного циклона діаметром 500 мм, що
обирається по табл. 2.6;
К3 - коефіцієнт, що враховує додаткові втрати
тиску, пов'язані з компонуванням циклонів у групу (табл. 2.7), для одиночних
циклонів К3 = 0.
Таблиця 2.4 - Поправочний
коефіцієнт К{ залежний від діаметра циклона
D, мм
|
Тип циклона
|
ЦН-11
|
ЦН-15; ЦН-24; ЦН-15У
|
СКД-ЦН-33; СК-ЦН-34; СК-ЦН-34М
|
150
|
0,94
|
0,85
|
1,0
|
200
|
0,95
|
0,90
|
1,0
|
300
|
0,96
|
0,93
|
1,0
|
450
|
0,99
|
1,0
|
1,0
|
500
|
1,00
|
1,0
|
1,0
|
Таблиця 2.5 - Поправочний
коефіцієнт К2 , що враховує запиленість газу (D=500 мм)
Тип циклона
|
Запиленість,
Свх , г/м '
|
0
|
10
|
20
|
40
|
80
|
120
|
150
|
ЦН-11
|
1
|
0,96
|
0,94
|
0,92
|
0,90
|
0,87
|
0,5
|
ЦН-15
|
1
|
0,93
|
0,92
|
0,91
|
0,90
|
0,87
|
0,86
|
ЦН-15У
|
1
|
0,93
|
0,92
|
0,91
|
0,89
|
0,88
|
0,87
|
ЦН-24
|
1
|
0,95
|
0,93
|
0,92
|
0,90
|
0,87
|
0,86
|
СКД-ЦН-33
|
1
|
0,81
|
0,785
|
0,78
|
0,77
|
0,76
|
0,745
|
СК-ЦН-34
|
1
|
0,98
|
0,947
|
0,93
|
0,915
|
0,91
|
0,90
|
СК-ЦН-34М
|
1
|
0,99
|
0,97
|
0,95
|
-
|
-
|
-
|
Таблиця 2.7 - Поправочний
коефіцієнт К3,, що враховує компоновку циклонів у групі
Характер компоновки
|
К3
|
Кругове компонування, нижнє організоване підведення газу
|
60
|
Прямокутна компоновка, організоване підведення газу,
елементи циклона розташовані в одній площині
|
35
|
Відвід із загальної камери чистого газу. Те ж, але відвід
газу із циклонних елементів завиткою
|
28
|
Прямокутне компонування, вільне підведення потоку газу в
загальну камеру
|
60
|
5. Визначають гідравлічний
опір циклона, Па:
6. Визначають діаметр часток,
що вловлюються на 50%, мкм:
де - діаметр часток, що уловлюються на 50% в стандартних умовах
(табл. 2.3). Значення відповідає наступним умовам роботи циклона:
діаметр циклона = 0,6 м;
середня швидкість газу в
циклоні ωТ =3,5 м/с;
щільність часток = 1930 кг/м3:
динамічна
в'язкість = 22,2 • 10-6 Па·с.
7. Розраховують
параметр х по формулі:
де lg — стандартне відхилення величини lgd
обирається по табл. 2.3. Визначають функцію розподілу Ф(x) по таблиці 2.8.
Таблиця 2.8
- Значення нормальної функції розподілу Ф (x)
x
|
Ф(х)
|
x
|
Ф(х)
|
x
|
Ф(х)
|
-2,70
|
0,0035
|
-0,90
|
0,1841
|
0,90
|
0,8159
|
-2,60
|
0,0047
|
-0,80
|
0,2119
|
1,00
|
0,8413
|
-2,50
|
0,0062
|
-0,70
|
0,2420
|
1,10
|
0,8643
|
-2,40
|
0,0082
|
-0,60
|
0.2743
|
1,20
|
0,8849
|
-2,30
|
0,0107
|
-0,50
|
0,3085
|
1,30
|
0,9032
|
-2,20
|
0,0139
|
-0,40
|
0,3446
|
1,40
|
0,9192
|
-2,10
|
0,0179
|
-0,30
|
0,3821
|
1,50
|
0,9332
|
-2,00
|
0,0228
|
-0,20
|
0,4207
|
1,60
|
0,9452
|
-1,90
|
0,0288
|
-0,10
|
0,4602
|
1,70
|
0,9554
|
-1,80
|
0,0359
|
0,00
|
0,5000
|
1,80
|
0,9641
|
-1,70
|
0,0446
|
0,10
|
0,5398
|
1,90
|
0,9713
|
-1,60
|
0,0548
|
0,20
|
0,5793
|
2,00
|
0,9772
|
-1,50
|
0,0668
|
0,30
|
0,6179
|
2,10
|
0,9821
|
-1.40
|
0,0808
|
0,40
|
0,6554
|
2,20
|
0,9861
|
-1,30
|
0,0968
|
0,50
|
0,6915
|
2,30
|
0,9893
|
-1,20
|
0,1151
|
0,60
|
0,7257
|
2,40
|
0,9918
|
-1,10
|
0,1357
|
0,70
|
0,7580
|
2,50
|
0,9938
|
-1,00
|
0,1587
|
0,80
|
0,7881
|
2,60
|
0,9953
|
8.
Визначають ефективність очистки газу в циклоні, %:
=50[1 + Ф(x)].
Якщо
ефективність очистки виявилася недостатньою, потрібно вибрати інший тип циклона
з більше високим гідравлічним опором, якій треба розрахувати заново. Орієнтовно
необхідний опір можна знайти зі співвідношення:
де індекс 1
відноситься до розрахункових, а індекс 2 - до необхідних значень параметрів
циклона.
2.3 Приклад розрахунку
циклона
Таблиця 2.9
– Вихідні данні для розрахунку
Кількість газу, що очищається, м3/с
|
Щільність часток пилу рч , кг/м3
|
Медіанний діаметр, dm, мкм
|
Стандартне відхилення величини
lgd
|
Вхідна концентрація пилу, г/м3
|
1,8
|
1870
|
15
|
0,5
|
40
|
Рішення
1. Задаємося типом
циклона — ЦН-15. По табл. 2.3 обираємо оптимальну швидкість газу в апараті : -3,5 м/с.
2. Визначаємо діаметр
циклона:
Отримане
значення D округляємо до найближчого типового значення внутрішнього діаметра
циклона. Обираємо один циклон з D=800 мм=0,8 м.
3. По обраному діаметру
циклона знаходимо дійсну швидкість газу в
циклоні, м/с, по формулі:
3,5-100%
3,58
-х% х=102,3%
Різниця:
102,3-100=2,3 % < 15 % - швидкість газу в циклоні не відхиляється більш, чим
на 15 % від оптимальної швидкості.
4. Визначаємо
коефіцієнт гідравлічного опору циклона:
= 1 • 0,91·163 + 0 = 148,33
Коефіцієнти
К1= 1, К2=0,91, = 163, К3 =
0 обираємо по табл. 2.4-2.7.
5. Визначаємо
гідравлічний опір циклона:
6. Визначаємо діаметр
часток, що вловлюються на 50%:
=4.50
Діаметр часток,
що уловлюються на 50% в стандартних умовах обираємо по табл. 2.3.
7. Розраховують параметри по формулі:
7. Стандартне
відхилення lg = 0.352 обираємо по
табл.2.3.
8. Визначаємо
функцію розподілу Ф(х) = 0,9966 по таблиці 2.8.
Визначаємо
ефективність очистки газу в циклоні:
(x)] = 5099.83%
Циклон ЦН-15
з D=0,8 м забезпечує ефективність очистки газу від пилу 99,83 %, що більш
заданої ефективності 89 %.
Таблиця
2.10. - Розміри циклона ЦН-15
Найменування
|
Значення
|
Внутрішній діаметр циліндричної частини,
Д„ мм
|
800
|
Внутрішній діаметр вихлопної труби,
сі, м
|
0,59-800=472
|
Внутрішній діаметр пиловипускного отвору,
с/|, мм
|
0,3-800=24
|
Ширина вхідного патрубка в циклоні
(внутрішній розмір), Ь, мм
|
0,2 -800=160
|
Ширина вхідного патрубка на вході
(внутрішній розмір), Ьь мм
|
0,26 -800=208
|
Довжина вхідного патрубка, /, мм
|
0,6 -800=480
|
Діаметр середньої лінії циклона, Оср,
мм
|
0,8 -800=640
|
Висота установки фланця, мм
|
0,1 -800=80
|
Кут нахилу кришки та вхідного патрубка
циклона, а, град
|
15°
|
Висота вхідного патрубка, h1, мм
|
0.66·800=528
|
Висота вихлопної труби, hтр, мм
|
1.74·800=1392
|
Висота циліндричної частини циклону, Нц, мм
|
2.26·800=1808
|
Висота конусу циклону, Нк, мм
|
2.0·800=1600
|
Висота зовнішньої частини вихлопної труби, hв,мм
|
0.3·800=240
|
Загальна висота циклону, Нк, мм
|
4.56·800=3648
|