Реализация расчетов и построение графиков в программном пакете MATLAB

3.1. Вносим исходные данные в рабочее пространство MATLAB.

В меню Workspace нажимают кнопку New variable. Дают название переменной. Двумя щелчками левой кнопки мыши на имени переменной входят в Variable Editor, и вносят в ячейку значение переменной.

Реализация расчетов и построение графиков в программном пакете MATLAB - student2.ru

Рисунок 3.1 – рабочее окно Workspace

3.2. Расчет по формулам осуществляют следующим образом.

В командной строке записывают формулу с использованием символов, принятых в MatLab (см. руководство пользователя). Нажимают клавишу Enter, значение переменной появляется в рабочем окне Workspace и на экране, если не ставить в конце строки символ “;”.

Реализация расчетов и построение графиков в программном пакете MATLAB - student2.ru

Рисунок 3.2 – Рабочее окно Command Window.

3.3. Построение графиков производят следующим образом.

Создают массивы данных для построения графиков. Для этого в командной строке записывают цикл, например:

H(1)=0.01;

for I=2:20

H(I)=H(I-1)+0.1;

end;

После того как массивы созданы работают с функцией Plot Catalog. Для этого щелчком правой кнопки мыши вызывают меню, выбирают More Plots. В появившимся окне, делают выбор желаемого вида графика. В открывшемся окне Figure 1 можно отредактировать график (см. руководство пользователя).

Реализация расчетов и построение графиков в программном пакете MATLAB - student2.ru

Рисунок 3.3 – Рабочее окно Plot Catalog.

Реализация расчетов и построение графиков в программном пакете MATLAB - student2.ru

Рисунок 3.4 – Рабочее окно Figure 1.

Контрольные вопросы

1. Достоинства и недостатки метода мокрой очистки газа от пыли.

2. Что представляет собой скруббер.

3. От каких параметров зависит степень очистки газа в скрубберах.

4. Как определяют коэффициент захвата частиц определенного диаметра.

5. Какая закономерность выявилась при изучении зависимости степени очистки газа с увеличением диаметра капель воды и увеличением диаметра частиц пыли при разных высотах.

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ВРЕМЕНИ ФИЛЬТРАЦИИ МАТЕРИАЛА

Цель работы - определение для заданных фильтровальных материалов влияния скорости фильтрации и дисперсности пылевых частиц на время работы фильтра до регенерации (расчетное время фильтрации).

Общие сведения

Широко распространены тканевые фильтры. Рукавные тканевые фильтры применяются для очистки больших объемов воздуха (газов) со значительной концентрацией пыли. Фильтрующими элементами в этих аппаратах являются рукава из специальной фильтровальной ткани.

Рукавные фильтры обеспечивают тонкую очистку воздуха от пылевых частиц, имеющих размер менее 1 мкм. Наряду с циклонами рукавные фильтры являются одним из основных видов пылеулавливающего оборудования и широко применяются на предприятиях черной и цветной металлургии, химической промышленности, промышленности строительных материалов, пищевой промышленности, в энергетических установках и др.

В тканевых фильтрах применяются тканые или валяные материалы, выполняющие роль подложки для фильтрующей среды, которой является первичный слой уловленной пыли. Ткани для фильтров изготавливают из натуральных, или синтетических волокон диаметром 10...30 мкм, скручиваемых в нити диаметром около 0,5 мм. Размеры пор между нитями обычно составляют 100...200 мкм.

Рукавные тканевые фильтры представляют собой аппараты с корпусами прямоугольной или круглой формы. Внутри корпусов подвешены рукава диаметром от 100 до 300 мм, высотой от 0,5 до 10 м. Фильтрация воздуха или газа осуществляется пропусканием запыленной среды через ткань рукава. После того, как гидравлическое сопротивление рукавов, возрастая, достигает предельно допустимой величины, производят их регенерацию со сбрасыванием в бункер накопившегося слоя пыли.

Рукавные фильтры обеспечивают очистку воздуха и газов от пыли с эффективностью 99 % и выше.

Степень очистки газа в рукавном фильтре определяется дисперсностью пыли, качеством фильтровального материала и другими параметрами. По мере запыления аэродинамическое сопротивление ткани возрастает, а расход газа через фильтр сокращается. Ткань регенерируют путем продувки в обратном направлении, механического встряхивания и другими методами.

Требования к ткани:

1. Высокая пылеемкость.

2. Оптимально высокая воздухопроницаемость.

3. Высокая механическая прочность в разных средах и при разных температурах.

4. Низкая гигроскопичность.

4. Способность к легкому удалению накопленной пыли.

5. Низкая стоимость.

Реализация расчетов и построение графиков в программном пакете MATLAB - student2.ru

Рисунок 1.1 – Схема рукавного фильтра:
1 - входной патрубок; 2 - рукав; 3 - подвеска рукавов; 4 - встряхивающий механизм; 5 - выходной патрубок; 6 - бункер

Порядок выполнения работы

2.1. В качестве исходных данных по заданию преподавателя принимают пористость ткани εтк; гидравлическое сопротивление ткани h, кПа; скорость фильтрации w, м/с; c - концентрация пыли на входе в фильтр, кг/м3; K1 - параметр сопротивления слоя пыли, м/кг; μ - динамическая вязкость газа, Па⋅с.

Таблица 2.1 – Свойства некоторых типов фильтровальных тканей

Материал εтк h, кПа Способ регенерации Скорость фильтрации, м/с
Стеклоткань 0,52 Обратная продувка 0,3…0,8
Лавсан 0,75 Обратная продувка со встряхиванием 0,5…0,9
Импульсная продувка 1,6…3,5
Нетканый материал 0,35 Импульсная продувка 1,6…3,5
Струйная продувка 3,0…6,0
Шерсть 0,88 Обратная продувка со встряхиванием 0,7…0,9
Нитрон 0,83 Струйная продувка 3,0…6,0
Полифен 0,66 Струйная продувка 3,0…6,0

2.2. Время фильтрации рассчитывается по формуле t=h/(m·c·w2·K1).

2.3. Построить зависимость времени фильтрации от скорости фильтрации для трех материалов по заданию преподавателя. Диапазон скорости фильтрации указан в таблице 2.1.

2.4. Построить зависимость времени фильтрации от параметра сопротивления слоя пыли.

2.5. Расчет и построение графиков провести в программной среде MatLab (см. пункт 3 лабораторной работы № 1).

2.6. Провести анализ полученных результатов, а именно, влияние увеличения параметра сопротивления слоя пыли и увеличения скорости газового потока на время фильтрации в зависимости от материала фильтра, предложить оптимальный вариант воздуха от пыли.

Контрольные вопросы

1. Каков размер пылевых частиц, очистку воздуха от которых обеспечивает рукавный фильтр.

2. Какие требования предъявляют к фильтровальной ткани.

3. Что представляет собой рукавный фильтр.

4. От каких параметров зависит время фильтрации.

5. Как зависит время фильтрации от сопротивления слоя пыли.

Лабораторная работа № 3

Наши рекомендации