Конструкції прямотечійних циклонів та їх оптимальні геометричні параметри. Ефективність та енергетичні витрати створених пиловловлювачів. Порівняльний аналіз фракційної ефективності очищення розроблених циклонів у порівнянні з існуючими аналогами.
Промисловий пил призводить до втрати цінних матеріалів, передчасного виходу з ладу обладнання, знижує якість продукції, погіршує екологічну ситуацію, є причиною багатьох хвороб людини тощо. Для очистки газів від пилу використовують різні методи і апарати, в тому числі апарати сухої очистки - циклони. У порівнянні з іншими ефективними пиловловлювачами циклони мають більш просту конструкцію, невеликі геометричні розміри, незначні затрати на обслуговування і ремонт. Крім того, у перерахунку на величезні обєми газових потоків, що пропускаються через циклони, енергетичні витрати на процес очистки досить суттєві. -провести дослідження ефективності та енергетичних витрат створених пиловловлювачів і на підставі отриманих експериментальних даних оцінити їх ефективність; прямотечійний циклон пиловловлювач очищенняУ першому розділі - „Огляд літератури”, проведений критичний аналіз конструкцій існуючих пиловловлювачів, зокрема циклонів, та представлено стислу характеристику ефективності їх роботи. На основі проведеного огляду літератури сформульовані цілі та завдання роботи, які полягають у розробці математичної моделі відцентрової сепарації у прямотечійних циклонах, розробці нових конструкцій циклонів з поперечно-поточною зоною розділення і коаксіальною вставкою, теоретичному обґрунтуванні схем руху потоків газової і твердої фаз, оптимізацій їх геометрії та технологічних режимів роботи, встановленні необхідних розрахункових залежностей. Апарат працює так (рис.1): запилений газовий потік через вхідний патрубок 3 попадає в кільцеву камеру (між центральною трубою 5 і корпусом апарата 1), закручується на лопатях 8, внаслідок чого тверді частинки відкидаються до стінки корпуса 1, рухаються вздовж неї по спіралі, відсікаються пилозабірною пластиною 7 і через щілину 6 виходять із зони розділення в бункер 2. Вивчався вплив фіктивної швидкості, початкової концентрації пилу в газі, який подається на очистку, та відносної довжини робочої зони lp на ефективність роботи циклона. Досліджено ефективність циклона в залежності від технологічних-(фіктивна швидкість W0, запиленість газу С0) та конструктивних (відносна довжина робочої зони lp, величина зазору між стінкою корпуса і коаксіальною вставкою s, довжина центральної труби Lt) параметрів роботи і встановлено гідравлічний опір апарата в діапазоні фіктивних швидкостей від 2 до 6 м/с.Основним недоліком роботи існуючих циклонів є наявність радіального стоку і завихрення газового потоку при вході очищеного газу у вихлопну трубу, що підвищує гідравлічний опір апарата та зменшує ефективність очищення газу. Розроблена математична модель відцентрової сепарації у прямотечійних циклонах, що дає можливість оцінити вплив на швидкість і час осадження вхідної швидкості газу, розміру частинок, діаметру циклона. Ефективність очищення запиленого газу, за оптимальних умов роботи циклона, дорівнює приблизно 80%.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Основним недоліком роботи існуючих циклонів є наявність радіального стоку і завихрення газового потоку при вході очищеного газу у вихлопну трубу, що підвищує гідравлічний опір апарата та зменшує ефективність очищення газу.
2. Розроблена математична модель відцентрової сепарації у прямотечійних циклонах, що дає можливість оцінити вплив на швидкість і час осадження вхідної швидкості газу, розміру частинок, діаметру циклона.
3. Розроблена конструкція прямотечійного циклона з коаксіально розміщеною вставкою дозволяє значно зменшити негативний вплив радіального стоку.
4. Коефіцієнт гідравлічного опору циклона з коаксіальною вставкою менше в 2.6 - 54.5 рази від коефіцієнта опору існуючих протитечійних циклонів.
5. Ефективність очищення запиленого газу, за оптимальних умов роботи циклона, дорівнює приблизно 80%.
6. Отримана залежність для визначення розміру частинок, що вловлюються циклоном на 50% з урахуванням впливу радіального стоку.
7. Отримані критеріальні залежності дозволяють розрахувати ефективність очистки запилених газів і гідравлічний опір циклона.
8. Відведення газового потоку через два канали в робочій зоні циклона є енергетично доцільно.
9. Зменшення тиску в кільцевому зазорі між корпусом циклона і коаксіальною вставкою ефективності роботи пиловловлювача збільшується на 6 - 7 % при величині відсмоктуваного повітря q=10%.
10. Розроблена методика розрахунку циклона.
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ xr, хц, Wr, Wц - радіальна і тангенціальна швидкості частинки і газу відповідно, м/с; r - біжучий радіус в кільцевому просторі циклона, м; в = 18m/dч2?ч; з,зф - загальна та фракційна ефективність очищення газу в циклоні, відповідно, %; С0 - запиленість газу на вході в циклон, г/мі; W0 - фіктивна швидкість газу в апараті м/с; Н - довжина робочої зони, м; Н1 - довжина центральної труби, м; lp - відносна довжина робочої зони; Lt - відносна довжина центральної труби; s-величина зазору між коаксіальною вставкою і внутрішньою стінкою циклона, мм; q - відношення витрат відсмоктаного повітря до загальних витрат повітря,%; dч - діаметр частинок пилу, мкм; dфр - діаметр фракцій пилу, мкм; d50 - діаметр частинок пилу, які вловлюються на 50%; dm - медіанний діаметр пилу, мкм; D - діаметр циклона, м; r - густина повітря, кг/м3; m - динамічна вязкість повітря, Н с/м2; Eu = ДР/RW02 - критерій Ейлера; ДР - перепад тиску, Па; Re=W0Dr/m - критерій Рейнольдса; - критерій Стокса; ?ч - густина твердої фази, кг/м3; R1, R2, R3 - зовнішній радіус центральної труби, внутрішній радіус циклона та радіус коаксіальної вставки, відповідно, м; Q - загальні витрати повітря м3/с;
Список литературы
1. Дубинін А.І., Майструк В.В., Гаврилів Р.І. Пилоподавач з вібробункером для запилення повітря. //Вісник НУ Львівська політехніка Хімія, технологія речовин та їх застосування, 2003, №488.- С.192-195.
Сформульовано постановку проблеми рівномірності подачі пилу для штучного запилення повітря при дослідженні циклонних пиловловлювачів. Описано роботу відомого пилоподавача та його основні недоліки. Запропоновано модернізовану конструкцію пилоподавача ежекторного типу з деагломератором та досліджено його продуктивність.
2. Дубинін А.І., Ханик Я.М., Майструк В.В., Гаврилів Р.І. Вплив довжини поперечно-поточної зони на ефективність пиловловлювача з кільцевою робочою камерою. //Вісник НУ Львівська політехніка Хімія, технологія речовин та їх застосування, 2004, №516.- С.87-89.
Досліджено вплив довжини поперечно-поточної зони розділення на ефективність роботи відцентрового апарата. За результатами досліджень отримана математична залежність ефективності від довжини робочої зони та запиленості газового потоку.
3. Дубинін А.І., Майструк В.В., Гаврилів Р.І., Майструк І.В. Зменшення енерговитрат на пилоочищення шляхом використання пиловловлювачів з прямоточною зоною розділення. //Науковий вісник Українського державного лісотехнічного університету. 2004, випуск 14.4 - С.128 - 130.
Розроблено конструкцію циклона з прямотечійною зоною розділення та досліджено його гідравлічний опір залежно від швидкості газу в апараті. Визначено, що гідравлічний опір циклона з прямотечійною зоною розділення залежно від швидкісного режиму газового потоку в 3-5 раз менший, ніж опір інших циклонів.
4. Дубинін А.І., Ханик Я.М., Майструк В.В., Гаврилів Р.І. Прямотечійний циклон з коаксіальною вставкою. Аналіз роботи. // Хімічна промисловість України, 2005, №3. - С.26 - 28.
Представлено нову конструкцію прямотечійного циклона з коаксіальною вставкою. Встановлено оптимальні співвідношення геометричних розмірів, за яких забезпечується ефективність роботи не менше ніж 80%. Отримано аналітичну залежність, що дає змогу спрогнозувати ефективність очищення.
5. Дубинін А.І., Ханик Я.М., Майструк В.В., Гаврилів Р.І. Прямотечійний циклон з коаксіальною вставкою. Способи збільшення ефективності роботи. // Хімічна промисловість України, 2005, №5.-С.26 - 29.
Проаналізовано способи підвищення ефективності роботи прямотечійного циклона з коаксіальною вставкою. Показано, що при відведенні частини газового потоку через отвір у верхній зоні коаксіальної вставки загальна ефективність збільшується на 7%. Доведено енергетичну доцільність даного способу підвищення ефективності.
6. Деклараційний патент №10458 Україна, МПК В04С3/00 /Прямотечійний циклон/ Дубинін А.І., Майструк В.В., Гаврилів Р.І. Національний університет „Львівська політехніка”;-№ u 200504141;Заявлено 29.04.05; Опубліковано 15.11.2005; Бюл. № 11.
7. Дубинін А.І., Майструк В.В., Гаврилів Р.І. Енергоощадні відцентрові апарати з поперечно-поточною зоною розділення. // тези доповідей VIII міжнародної науково-практичної конференції „Проблеми управління якістю підготовки фахівців-екологів у світлі інтеграції освіти України в європейський простір та перспективні природоохоронні технології”, Львів -2003-С. 59.
Представлено нову конструкцію прямотечійного циклона з поперечно-поточною зоною розділення, його переваги у порівнянні з існуючими типами промислових циклонів.
8. Дубинін А.І., Ханик Я.М., Майструк В.В., Гаврилів Р.І. Гідродинаміка відцентрового апарату з поперечно-поточною зоною розділення. // тези доповідей ІІІ Науково-технічної конференції „Поступ в нафтопереробній та нафтохімічній промисловості.” , Львів 2004.- С.265.
Проведено дослідження гідродинамічних характеристик роботи циклона та визначено оптимальні параметри його роботи.
9. Дубинін А.І., Ханик Я.М., Майструк В.В., Гаврилів Р.І. Порівняння ефективності пиловловлення у відцентрових апаратах з протитечійною і поперечно-потоковою зонами розділення. // тези доповідей ІІІ Науково-технічної конференції „Поступ в нафтопереробній та нафтохімічній промисловості.” , Львів 2004.- С.266.
Проведений порівняльний аналіз ефективності очищення в прямотечійних циклонах з поперечно-поточною і прямотечійною зоною розділення.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
