Загрузил Сергей Бурдин

Raschet pyleulovitelya

реклама
Расчетно-графическая работа № 1 «Определение скорости
осаждения взвешенных частиц в гравитационном поле»
Дано:
𝑉г = 10
м3
с
, 𝐿 = 15 м, 𝐵 = 5 м, 𝜌ч = 1,2
кг
м3
, 𝜇 = 0,000023,
Дисперсный состав пыли 100 − 80 мкм − 30%, 80 − 60 мкм − 40%, 60 −
40 мкм − 10%, 40 − 20мкм − 5%, 0 − 20мкм − 15%
1. Расчет скорости осаждения взвешенных частиц.
По уравнению (1.2) для каждого диаметра частиц рассчитывается значение
критерия Архимеда (Ar). Результаты расчета записываются в табл. 1.1:
𝑑 3 (𝜌ч − 𝜌г )𝜌г
𝐴𝑟 =
𝑔
𝜇2
Для расчета значения Re при неизвестной скорости осаждения частицы
пользуются зависимость, предложенную Н. В. Лященко:
𝑅𝑒 =
𝐴𝑟
18 + 0,575√𝐴𝑟
Рассчитав по уравнению Лященко значение критерия Re, можно определить
скорость осаждения шарообразной частицы, то есть вертикальную
составляющую вектора ее скорости в пылеосадительной камере:
𝑣=
𝑅𝑒 ∙ 𝜇
𝑑𝜌г
Фракция 100-80:
𝐴𝑟100−80
(90 ∙ 10−6 )3 (1200 − 1,2)1,2
=
∙ 9,8 = 19,42
(2,3 ∙ 10−5 )2
𝑅𝑒100−80 =
𝑣100−80
19,42
18 + 0,575√19,42
= 0,946
0,946 ∙ 2,3 ∙ 10−5
м
=
=
0,201
90 ∙ 10−6 ∙ 1,2
с
Фракция 80-60:
𝐴𝑟80−60
(70 ∙ 10−6 )3 (1200 − 1,2)1,2
=
∙ 9,8 = 9,14
(2,3 ∙ 10−5 )2
𝑅𝑒80−60 =
9,14
18 + 0,575√9,14
= 0,463
𝑣80−60
0,463 ∙ 2,3 ∙ 10−5
м
=
=
0,127
70 ∙ 10−6 ∙ 1,2
с
Фракция 60-40:
𝐴𝑟60−40
(50 ∙ 10−6 )3 (1200 − 1,2)1,2
=
∙ 9,8 = 3,33
(2,3 ∙ 10−5 )2
𝑅𝑒60−40 =
𝑣60−40
3,33
18 + 0,575√3,33
= 0,175
0,175 ∙ 2,3 ∙ 10−5
м
=
=
0,067
50 ∙ 10−6 ∙ 1,2
с
Фракция 40-20:
𝐴𝑟40−20
(30 ∙ 10−6 )3 (1200 − 1,2)1,2
=
∙ 9,8 = 0,72
(2,3 ∙ 10−5 )2
𝑅𝑒40−20 =
𝑣40−20
0,72
18 + 0,575√0,72
= 0,039
0,039 ∙ 2,3 ∙ 10−5
м
=
=
0,025
30 ∙ 10−6 ∙ 1,2
с
Фракция 20-0:
𝐴𝑟20−0
(10 ∙ 10−6 )3 (1200 − 1,2)1,2
=
∙ 9,8 = 0,027
(2,3 ∙ 10−5 )2
𝑅𝑒20−0 =
𝑣20−0
0,027
18 + 0,575√0,027
= 0,0015
0,0015 ∙ 2,3 ∙ 10−5
м
=
=
0,0029
10 ∙ 10−6 ∙ 1,2
с
Результаты расчета скорости осаждения взвешенных частиц:
Таблица 1
Диаметр частицы di, Критерий Архимеда Критерий
мкм
Ar
Рейнольдса Re
90
70
50
30
10
19,42
9,14
3,33
0,72
0,027
0,946
0,463
0,175
0,039
0,0015
Скорость осаждения
частиц i-й фракции
vi, м/с
0,201
0,127
0,067
0,025
0,0029
Зависимость скорости осаждения от
диаметра частиц
0,25
0,201
0,2
0,127
0,15
0,067
0,1
0,025
0,0029
0,05
0
10
30
50
70
90
2. Расчет фракционной эффективности процесса гравитационного
осаждения.
По уравнению (1.4) рассчитываем эффективность процесса гравитационного
осаждения для каждого диаметра частиц при заданных значениях длины
пылеосадительной камеры. В расчетах принимаем:
L2 = L1 + 10 м = 15 + 10 = 25 м;
L3 = L2 + 10 м = 25 + 10 = 35 м.
Результаты расчета эффективности процесса гравитационного осаждения:
Фракция 100-80:
Длина камеры: 15 м.
𝜂100−80 =
𝑣100−80 ∙ 𝐿 ∙ 𝐵 0,201 ∙ 15 ∙ 5
=
= 100%
𝑉г
10
Длина камеры: 25 м.
𝜂100−80 =
0,201 ∙ 25 ∙ 5
= 100%
10
𝜂100−80 =
0,201 ∙ 35 ∙ 5
= 100%
10
Длина камеры: 35 м.
Фракция 80-60:
Длина камеры: 15 м.
𝜂80−60 =
𝑣80−60 ∙ 𝐿 ∙ 𝐵 0,127 ∙ 15 ∙ 5
=
= 95%
𝑉г
10
Длина камеры: 25 м.
𝜂80−60 =
0,127 ∙ 25 ∙ 5
= 100%
10
𝜂80−60 =
0,127 ∙ 35 ∙ 5
= 100%
10
Длина камеры: 35 м.
Фракция 60-40:
Длина камеры: 15 м.
𝜂60−40 =
𝑣60−40 ∙ 𝐿 ∙ 𝐵 0,067 ∙ 15 ∙ 5
=
= 50%
𝑉г
10
Длина камеры: 25 м.
𝜂60−40 =
0,067 ∙ 25 ∙ 5
= 84%
10
Длина камеры: 35 м.
𝜂60−40 =
0,067 ∙ 35 ∙ 5
= 100%
10
Фракция 40-20:
Длина камеры: 15 м.
𝜂40−20 =
𝑣40−20 ∙ 𝐿 ∙ 𝐵 0,025 ∙ 15 ∙ 5
=
= 19%
𝑉г
10
Длина камеры: 25 м.
𝜂40−20 =
0,025 ∙ 25 ∙ 5
= 31%
10
𝜂40−20 =
0,025 ∙ 35 ∙ 5
= 44%
10
Длина камеры: 35 м.
Фракция 20-0:
Длина камеры: 15 м.
𝜂20−0 =
𝑣20−0 ∙ 𝐿 ∙ 𝐵 0,0029 ∙ 15 ∙ 5
=
= 2%
𝑉г
10
Длина камеры: 25 м.
𝜂20−0 =
0,0029 ∙ 25 ∙ 5
= 4%
10
𝜂20−0 =
0,0029 ∙ 35 ∙ 5
= 5%
10
Длина камеры: 35 м.
Диаметр
частицы di, мкм
90
70
50
30
10
Скорость
осаждения
частиц vi, м/с
0,201
0,127
0,067
0,025
0,0029
Эффективность процесса гравитационного
осаждения частиц i-й фракции i, %
L1 = 15 м
L2 = 25 м
L3 = 35 м
100
100
100
95
100
100
50
84
100
19
31
44
2
4
5
По результатам расчета (табл. 1.2) и уравнению (1.5) рассчитываем общую
эффективность очистки общ для каждой из длин камер:
𝜂общ1 = ∑ 𝜂𝑖 ∙ 𝑊𝑑𝑖 = 100 ∙ 0,3 + 95 ∙ 0,4 + 50 ∙ 0,1 + 19 ∙ 0,05 + 2 ∙ 0,15
= 74,25%
𝜂общ2 = ∑ 𝜂𝑖 ∙ 𝑊𝑑𝑖 = 100 ∙ 0,3 + 100 ∙ 0,4 + 84 ∙ 0,1 + 31 ∙ 0,05 + 4 ∙ 0,15
= 80,55%
𝜂общ3 = ∑ 𝜂𝑖 ∙ 𝑊𝑑𝑖 = 100 ∙ 0,3 + 100 ∙ 0,4 + 100 ∙ 0,1 + 44 ∙ 0,05 + 5 ∙ 0,15
= 82,95%
ФРАК Ц И О Н Н АЯ Э ФФЕ К Т И В Н О СТ Ь
Г РАВ И ТАЦ И О Н Н О Й ОЧИ СТ К И В
З АВ И СИ МО СТ И О Т Д И АМЕ Т РА ЧАСТ И Ц
120
100
100
95
100
84
100
80
L1
60
50
44
40
31
19
L3
20
5
4
2
10
L2
0
30
50
70
90
Вывод:
- Скорость осаждения частиц тем выше, чем больше диаметр частиц
- Фракционная эффективность процесса гравитационного осаждения растет по
мере увеличения длины пылеосадительной камеры. Данная эффективность
также растет при увеличении диаметра частиц.
Скачать