Методика расчета циклона
В настоящее время эффективен и надежен способ очистки газовых выбросов посредством циклонов. Их главное достоинство – это простота в устройстве и эксплуатации, а обслуживание заключается в своевременной очистке бункера. Аппараты применяются для осаждения крупных абразивных частиц пыли, в данном случае использование циклонов рационально.
1) Выбор типа циклона по справочным данным.
2) Расчет необходимой площади сечения циклона.
, где (26)
V – расход газа;
w2 – скорость движения газа.
3) Определение диаметра циклона.
, где (27)
N – количество циклонов.
4) Расчет действительной скорости движения газа в циклоне.
(28)
Скорость в циклоне не должна отклоняться более чем на 15% от оптимальной.
5) Расчет коэффициента гидравлического сопротивления одиночного циклона или группы циклонов.
, где (29)
ξD – коэффициент гидравлического сопротивления или группы циклонов диаметром 500 мм, выбирается по справочной таблице 2.3;
К1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона, определяется по табл. 2.4;
К2 – поправочный коэффициент на запыленность, определяется по табл. 2.5;
К3 – поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанного с компоновкой циклонов в группу, определяется по табл. 2.6.
Таблица 2.3 Значение коэффициентов сопротивления циклонов (D=500 мм; w=3 м/с)
Тип циклона | d/D | Без дополнитель-ных устройств | С кольцевым диффузором | С выход- ной «улиткой» | С отводом 90˚ R/d = 1,5 | |||
ЦН-11 | 0,59 | |||||||
ЦН-15 | − | |||||||
ЦН-15У | − | |||||||
ЦН-24 | − | |||||||
СДК-ЦН-33 | 0,33 | − | − | − | ||||
СК-ЦН-34 | 0,34 | − | − | − | − | − | ||
СК-ЦН-34М | 0,22 | − | − | − | − | − | − |
Таблица 2.1 Поправочный коэффициент К1 на диаметр циклона
Диаметр циклона, мм | ЦН-11 | ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24 | СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М |
0,94 | 0,85 | 1,0 | |
0,95 | 0,90 | 1,0 | |
0,96 | 0,93 | 1,0 | |
0,99 | 1,0 | 1,0 | |
1,0 | 1,0 | 1,0 |
Таблица 2.2 Значения поправочных коэффициентов на запыленность газов (D = 500 мм)
Тип циклона | Поправочный коэффициент К2 при запыленности газа, 103 кг/м3 | ||||||
ЦН-11 | 0,96 | 0,94 | 0,92 | 0,90 | 0,87 | 0,5 | |
ЦН-15 | 0,93 | 0,92 | 0,91 | 0,90 | 0,87 | 0,86 | |
ЦН-15У | 0,93 | 0,92 | 0,91 | 0,89 | 0,88 | 0,87 | |
ЦН-24 | 0,95 | 0,93 | 0,92 | 0,90 | 0,87 | 0,86 | |
СДК-ЦН-33 | 0,81 | 0,785 | 0,78 | 0,77 | 0,76 | 0,745 | |
СК-ЦН-34 | 0,98 | 0,947 | 0,93 | 0,915 | 0,91 | 0,90 | |
СК-ЦН-34М | 0,99 | 0,97 | 0,95 | − | − | − |
Таблица 2.3 Коэффициент К3, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с групповой компоновкой
Характеристики группового циклона | Значение коэффициента |
Круговая компоновка, нижний организованный подвод | |
Прямоугольная компоновка, организованный подвод, циклонные элементы расположены в одной плоскости | |
То же, но «улиточный» отвод из циклонных элементов | |
Прямоугольная компоновка, свободный подвод потока в общую камеру | |
Для одиночных циклонов К3=0 |
6) Расчет потери давления в циклоне.
, где (30)
ρ и w – плотность и скорость движения газа в циклоне.
7) Расчет диаметра частиц, осаждаемых с эффективностью 50% при рабочих условиях.
, где (31)
Величина d50Т определяется по таблице 2.7.
Таблица 2.4 Параметры, определяющие эффективность циклонов типа ЦН
Параметры | ЦН-24 | ЦН-15У | ЦН-15 | ЦН-11 | СДК- ЦН-33 | СК-ЦН -34 | СК-ЦН-34М |
, мкм | 8,50 | 6,00 | 4,50 | 3,65 | 2,31 | 1,95 | 1,13 |
0,308 | 0,283 | 0,352 | 0,352 | 0,364 | 0,308 | 0,340 | |
wопт, м/с | 4,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 2,0 | 1,7 | 2,0 |
8) Учитывая, что улавливание пыли чаще всего подчиняется логарифмически нормальному распределению можно распределить параметр Х функции распределения Ф(Х). Значение функции распределения берется из таблицы значений функций Лапласа.
Параметр Х определяется по формуле:
, где (32)
dч – средний диаметр частиц;
d50 – средний размер частиц, улавливаемый циклоном с эффективностью 50%;
lg σч – среднеквадратичное отклонение в функции данного распределения;
lg ση – стандартное отклонение функции распределения фракционных распределений очистки.
9) Расчет общей эффективности газоулавливания в циклоне.
. (33)