3.3.2 Основные характеристики циклона

Работа циклона оценивается по совокупности его основных характеристик:

- эффективности разделения (степени очистки или КПД);

- гидравлического сопротивления (достаточно высокая степень очистки при малом гидравлическом сопротивлении).

Степень очистки в % можно рассчитать, зная начальную С_Н и конечную С_К концентрации твердых частиц в газовом потоке, проходящем через циклон, по формуле (1.4) или

(3.5)

где G_УЛ = G_H -G_K – массовый расход уловленных твердых частиц, кг/с;

G_H – массовый расход твердых частиц на входе в циклон, кг/с;

G_K – массовый расход твердых частиц на выходе из циклона, кг/с.

Степень очистки газового потока зависит от размера и плотности твердых частиц, от плотности и вязкости газового потока на входе в циклон.

Для повышения эффективности осаждения целесообразно уменьшение диаметров циклонов (см. формулу (3.3)). При этом для сохранения производительности необходимо увеличить количество параллельно работающих циклонов; т.е. устанавливать их батареями.

Общее гидравлическое сопротивление циклона можно представить как сумму потерь давления на преодоление сопротивления трения и местных сопротивлений, а именно: потери давления при входе в циклон, потери давления при переходе газового потока из внешней зоны циклона большего диаметра во внутреннюю зону (в выхлопную трубу) с поворотом на 180⁰, потери давления на преодоление сопротивления трения в корпусе циклона, потери давления на преодоление сопротивления трения в выхлопной трубе.

Коэффициенты гидравлических сопротивлений ξ_вх , ξ_ц циклонов вычисляются как отношения гидравлических потерь к скоростным давлениям:

во входном патрубке

, (3.6)

где Δр – гидравлическое сопротивление во входном патрубке, Па;

в горизонтальном сечении циклона

, (3.7)

где – сумма гидравлических потерь в циклоне, Па;

w_вх , w_ц – скорости газового потока во входном патрубке циклона и в горизонтальном сечении корпуса, м/с;

– плотность газовой среды в рабочих условиях, кг/м³.

Скорость газового потока во входном патрубке определяется:

. (3.8)

Условная скорость газа в циклоне – w_ц , обеспечивающая высокую степень очистки, лежит в пределах от 3 до 3,5 м/с и рассчитывается по уравнению:

, (3.9)

где V – расход газового потока, м³/с;

D_ц – диаметр циклона, м.

Значения коэффициентов ξ_вх , ξ_ц зависят от конструктивных особенностей циклонов. Степень улавливания при всех прочих одинаковых условиях зависит от скорости газового потока, а следовательно, и от соотношения / .

Наилучшие условия очистки запыленного газа обеспечиваются при / в интервале от 500 до 750 м²/с² (см. рисунок 3.2). Выше этих значений будет перерасход энергии при практически постоянной степени очистки , ниже этих значений степень очистки циклона будет заметно снижаться. Оптимальная скорость газового потока при этом сопротивлении на входе в циклон составляет от 15 до 20 м/с, в циклоне – от 3 до 5 м/с.

3.4 Оборудование, технические средства, инструменты

Для проведения лабораторной работы необходимы:

1. Установка пылеочистки воздуха.

2. Пыль (песок, мучная пыль, сахарная пудра).

3. Секундомер.

4. Весы технические.

5. Термометр.