Практична частина

Задача. Визначити продуктивність центрифуги типу АОГ, якщо дано: розмір найменших часток d, в'язкість фугата μ_с, діаметр барабана D, довжина барабана L, діаметр борта D₀, швидкість обертання барабана n, к.к.д. центрифуги η, густина фугата ρ_С, щільність твердої фаз ρ_Т.

Послідовність виконання роботи

1. Виписати вихідні дані з таблиці 1 згідно з варіантом (за порядковим номером в журналі).

2. Визначити швидкість осадження часток під дією сили ваги (м/с)

,

де d – діаметр часток, м (1мкм=10^-6м);

ρ_Т і ρ_С – щільність часток і густина середовища, кг/м³;

μ_с – динамічний коефіцієнт в'язкості середовища, Па·с;

g – прискорення вільного падіння, м/с².

3. Знайти величину фактору розділення К_р, прийнявши

.

4. Визначити швидкість осадження у відцентровому полі ω_у (м/с)

,

де ω_ос – швидкість осадження частки під дією сили ваги, м/с.

5. Знайти площу поверхні осадження (м²):

,

де D₀ – внутрішній діаметр кільця рідини, м;

L – довжина барабана (ротора), м;

6. Визначити продуктивність центрифуги (м³/с):

,

де η – коефіцієнт корисної дії центрифуги, що враховує ковзання рідини і вихроутворення; знаходиться в межах (0,4 – 0,5).

7. Знайти годинну продуктивність центрифуги (м³/год)

.

Вихідні дані

Таблиця 1

Варіант	Величина та її розмірність
	d, мкм	, кг/м3	, кг/м3	μс, Па	D, мм	D0, мм	L, мм	n, об/хв	η
1	2	2400	1000	0,0007	1000	600	600	1260	0,48
2	3	2300	1050	0,0008	1200	800	600	1260	0,47
3	4	2200	1100	0,0009	1400	1000	700	1140	0,46
4	5	1800	1200	0,001	1600	1100	700	1025	0,46
5	2	2800	1000	0,0009	1100	700	800	1100	0,46
6	3	2600	1100	0,0009	1100	700	700	750	0,46
7	4	2400	1000	0,0011	1300	700	800	720	0,45
8	5	2000	1050	0,0011	1500	800	700	700	0,46
9	2	2500	1050	0,001	1800	1000	800	700	0,45
10	3	2300	1050	0,0009	1600	1300	800	960	0,46
11	4	2100	1100	0,0012	1800	1200	700	735	0,45
12	5	2200	1200	0,00066	1800	1300	700	735	0,45
13	2	2300	1200	0,0008	800	500	800	1600	0,46
14	3	2400	1300	0,0009	630	300	800	1600	0,48
15	4	2400	1300	0,0009	900	550	900	1600	0,46
16	5	2500	1300	0,001	1000	600	800	1260	0,47
17	3	2500	1300	0,0012	1200	700	700	1025	0,46
18	2	2300	1100	0,001	1100	700	800	700	0,45
19	3	2200	1200	0,0009	1100	800	700	700	0,46
20	4	1800	1000	0,0009	1300	1000	800	960	0,45
21	5	2500	1100	0,0011	1500	1300	800	735	0,45
22	2	2600	1000	0,0011	1800	1200	700	735	0,46
23	3	2400	1050	0,001	1600	1300	700	1600	0,48
24	4	2000	1050	0,0009	1800	1300	800	1600	0,46
25	5	2500	1050	0,0012	1800	500	800	1600	0,47
26	2	2300	1100	0,00066	800	300	900	1260	0,46
27	3	2100	1200	0,0008	630	550	800	1025	0,48
Варіант	Величина та її розмірність
	d, мкм	, кг/м3	, кг/м3	μс, Па	D, мм	D0, мм	L, мм	n, об/хв	η
28	4	2200	1200	0,0009	900	600	700	1260	0,47
29	5	2300	1300	0,0009	1000	700	600	1260	0,46
30	2	2400	1300	0,001	1200	600	600	1140	0,46

Контрольні запитання

1. Що таке центрифугування?

2. Що таке відстійна центрифуга?

3. Що таке фільтруюча центрифуга?

4. Що таке фактор розділення?

5. Як класифікують центрифуги в залежності від організації процесу?

6. Як класифікують центрифуги в залежності від способу вивантаження осаду?

7. Як класифікують центрифуги за розташуванням осі обертання?

Практична робота № 5

РОЗРАХУНОК ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

РОБОТИ ЦИКЛОНА

Мета роботи: Ознайомитися з принципом роботи та алгоритмом розрахунку фракційної й загальної ефективності відцентрового циклона.

Теоретична частина

Промислове виробництво часто має справу з запиленістю газами, несучими дрібні частки розмірами менше 0,1 мм. Для очищення газів використовується відцентрове осадження в апаратах (циклонах).

Циклони – циліндро-конічний апарати для очищення повітря або газу від завислих твердих частинок, пиловловлювачі, в яких тверда фаза відділяється від газу під впливом відцентрових сил, які виникають при тангенціальній подачі вихідного газу під тиском і осьовому розвантажуванні продуктів розділення.

Циклони завдяки дешевизні й простоті будови та обслуговування, порівняно невеликому гідравлічному опору й високій продуктивності є найпоширенішими апаратами сухого механічного пиловловлювання.

На рис. 1. подано схему циклона та зображено напрямки потоків повітря в ньому. Як бачимо, запилене повітря з великою швидкістю вводиться тангенціально в апарат. Сформований тут обертовий потік спускається по кільцевому простору (утвореному циліндричною частиною циклона й вихлопною трубою) в його конічну частину, а потім, продовжуючи обертатися, виходить через вихлопну трубу. Частинки, маса яких достатньо велика, відділяються від потоку, досягають стінок циклона і під дією гравітаційних та відцентрових сил опускаються в його бункер. Чим більші частинки, завислі в потоці, і чим інтенсивніший (у відомих межах) обертовий рух, тим ефективніше очищується газ.

Залежно від конструктивного виконання в циклонах може бути по-різному влаштовано підведення запиленого газу (наприклад, тангенціальне, тангенціальне похиле, спіральне, осьове із спрямовувальним апаратом) форма корпуса циклонів теж може бути різною (циліндрична, така, що переходить у конус, з переважно розвинутою конічною частиною, конічна, з розширеною конічною частиною, з подвійною стінкою).

Рис. 1. Принципова схема будови та дії циклона:

1 – вхідний патрубок; 2 – вихлопна труба; 3 – корпус;

4 – пилоосаджувальний бункер; 5 – пиловий затвор

Геометричні розміри циліндричних циклонів конструкції НДІОГАЗ, виражені в частках внутрішнього діаметра корпуса D. Для циклонів прийнято такий ряд внутрішнього діаметра D: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 і 3000 мм.

Продуктивність циклона залежить від діаметра його корпуса, причому вона підвищується із зростанням останнього. Ефективність пиловловлювання в циклонах серії ЦН зменшується внаслідок збільшення кута нахилу вхідного потоку повітря в циклон. Циліндричні циклони серії ЦН рекомендується використовувати для попереднього очищення газів і встановлювати перед фільтрами чи електрофільтрами.

Для підвищення ефективності очищення повітря або газу в потужних потоках використовують батарейні циклони, тобто сполучення декількох циклонів з спільним підводом живлення.

Ефективність очищення повітря у звичайних циклонах становить 60 — 80%, в батарейному циклоні — 97 — 99%.