logo
(книга Макаров)

Расчёт циклонов

Необходимые исходные данные:

количество очищаемого газа Qv, м3/с;

плотность газа при рабочих условиях ρ, кг/ м3;

вязкость газа при рабочей температуре μi, Па·с ;

дисперсный состав пыли dm и lg σr;

входная концентрация пыли Свх, г/ м3;

плотность частиц пыли ρч, кг/ м3;

требуемая эффективность очистки газа η.

Расчёт ведётся методом последовательных приближений в следующем порядке.

1. Задавшись типом циклона, определяют оптимальную скорость газа Wопт в сечении циклона диаметром D по данным, приведённым ниже.

Для циклонов типа:

ЦН –24 Wопт – 4,5 м/с

ЦН–15У Wопт – 3,5 м/с

ЦН –15 Wопт – 3,5 м/с

ЦН –11 Wопт – 3,5 м/с

СДК-ЦН –33 Wопт – 2,0 м/с

СК–ЦН34 Wопт – 1,7 м/с

СК-ЦН 34М Wопт – 2,0 м/с

2. Вычисляют диаметр циклона D (в м) по формуле:

.

Полученное значение D округляют до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона. Если расчётный диаметр циклона превышает его максимально допустимое значение, то необходимо применять два и более параллельно установленных циклонов.

3. Определяют действительную скорость движения газа в циклоне по выбранному диаметру циклона

,

где n – число циклонов.

Действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной на 15%.

4. Определяют коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона по формуле

,

где K1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона (таблица 2.5);

K2 – поправочный коэффициент на запылённость газа (таблица 2.6);

ξ500 – коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500мм (таблица 2.7).

5. Гидравлическое сопротивление вычисляют по формуле:

. (2.106)

6. Эффективность очистки газа в циклоне

, (2.107)

где Ф(х) – табличная функция от параметра х, равного

. (2.108)

Значения dт50 и lgση для каждого типа циклона приведены в таблице 2.8.

Значения dт50 определены по условиям работы типового циклона:Dт=0,6м; ρчт=1930кг/м3; μт=22,2∙10-6Па∙с; Wт=3,5м/с;

Для учета влияния отклонений условий работы от типовых на величину d50 используется соотношение:

.

Определив по формуле (2.108) значение х, находим Ф (х) по

таблице 2.9.

Затем по формуле (2.107) определяют расчётное значение эффективности очистки газа циклоном. Если расчетное значение окажется меньше необходимого, то нужно выбрать другой тип циклона с большим значением коэффициента гидравлического сопротивления. Для ориентировочных расчетов можно использовать формулу

,

где индексы 1и 2 соответствуют двум разным циклонам.

Таблица 2.3 – Геометрические размеры цилиндрических циклонов

Геометрический размер, в долях диаметра циклона

Тип циклона

ЦН – 15

ЦН-15У

ЦН- 24

ЦН - 11

Угол наклона крышки и входного патрубка циклона α, град.

15

15

2,4

11

Высота входного патрубка hп

0,66

0,66

1,11

0,48

Высота выхлопной трубы hт

1,74

1,5

2,11

1,56

Высота цилиндрической части циклона Нц

2,26

1,51

2,11

2,06

Высота конуса циклона Нк

2,0

1,50

1,75

2,0

Высота внешней части выхлопной трубы hb

0,3

0,3

0,4

0,3

Внутренний диаметр выхлопной трубы d

0,59

Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия d1

0,3…0,4

Ширина входного патрубка в циклоне

0,2

Ширина входного патрубка на входе

0,26

Длина входного патрубка

0,6

Высота фланца hфл

0,1

Таблица 2.4 – Геометрические размеры конических циклонов

Геометрический размер, в доля диаметра циклона

Тип циклона

СДК-ЦН-33

СДК-ЦН-34

СДК-ЦН-34М

Высота цилиндрической части Нц и высота заглубления выхлопной трубы hт

0,535

0,515

0,4

Высота конической части Нк

3,0

2,110

2,6

Внутренний диаметр выхлопной трубы d

0,334

0,340

0,22

Продолжение таблицы 2.4

Геометрический размер, в доля диаметра циклона

Тип циклона

СДК-ЦН-33

СДК-ЦН-34

СДК-ЦН-34М

Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия d1

0,334

0,229

0,18

Ширина входного патрубка в циклоне В

0,264

0,214

0,18

Высота внешней части выхлопной трубы hb

0,2…0,3

0,515

0,3

Высота установки фланца hфл

0,1

0,1

0,1

Высота входного патрубка hп

0,535

0,2…0,3

0,4

Длина входного патрубка ℓ

0,6

0,6

0,6

Текущий радиус улитки, м

D/2+bφ/2π

D/2+ℓφ/π

Таблица 2.5 - Значения поправочного коэффициента К1 на диаметр циклона

Тип циклона

Значение K1 для D (в мм)

150

200

300

450

500

ЦН – 11

0,94

0,95

0,96

0,99

1,0

ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24

0,85

0,90

0,93

1,0

1,0

СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

Таблица 2.6 - Значения поправочного коэффициента K2 на запылённость газа

Тип циклона

Значение K2 при Свх, г/ м3

0

10

20

40

80

120

150

ЦН-11

ЦН-15

ЦН-15У

ЦН-24

СДК-СН-33

СК-ЦН-34

СК-ЦН-34М

1

1

1

1

1

1

1

0,96

0,93

0,93

0,95

0,81

0,98

0,99

0,94

0,92

0,92

0,93

0,785

0,947

0,97

0,92

0,91

0,91

0,92

0,78

0,93

0,95

0,90

0,90

0,89

0,90

0,77

0,915

-

0,87

0,87

0,88

0,87

0,76

0,91

-

0,5

0,86

0,87

0,86

0,745

0,90

-

Таблица 2.7 - Значения коэффициента ξ500 гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500мм

Тип циклона

Значение ξ500

При выхлопе в атмосферу

При выхлопе в гидравлическую сеть

ЦН-11

250

245

ЦН-15

163

155

ЦН-15У

170

165

ЦН-24

80

75

СДК-СН-33

600

520

СК-ЦН-34

1150

1050

СК-ЦН-34М

2000

-

Таблица 2.8 - Значения dт50 и lg σ η

Тип циклона

dт50 , мкм

lg σ η

ЦН-11

3,65

0,352

ЦН-15

4,5

0,352

ЦН-15У

6,0

0,283

ЦН-24

8,5

0,308

СДК-СН-33

2,31

0,364

СК-ЦН-34

1,95

0,308

СК-ЦН-34М

1,3

0,304

Таблица 2.9 - Значения функции Ф (х)

х

-2,70

-2,0

-1,8

-1,6

-1,4

-1,2

Ф(х)

-0,0035

0,0228

0,0359

0,0548

0,0808

0,1151

х

-1,0

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

Ф(х)

0,1587

0,2119

0,2743

0,3446

0,4207

0,5000

х

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Ф(х)

0,5793

0,6554

0,7257

0,7881

0,8413

0,8849

Продолжение таблицы 2.9

х

1,4

1,6

1,8

2,0

2,7

-

Ф(х)

0,9192

0,9452

0,9641

0,9772

0,9965

-

Yandex.RTB R-A-252273-3
Yandex.RTB R-A-252273-4