Расчет эффективности газоочистной установки типа ЦН-11
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ся на два: основная масса очищенного газа стекает к входному сечению выхлопной трубы, а небольшая часть очень запыленного газа движется по винту вдоль стенок корпуса до пылевыводного отверстия.
Поток к выхлопной трубке, вращаясь вокруг вертикальной оси, поворачивается на 180 по линиям тока т.е. меняет направление движения. В результате чего движение потока состоит из трех составляющих скоростей: vu-окружной, vz-осевой и vr - радиальной. Окружная составляющая этого потока подчиняется зависимости vurn= const, где n приближается к единице. Во всем остальном объеме циклонного аппарата закономерность распределения скоростей во вращающемся потоке имеет n менее единицы, обычно 0,5.
Вследствие этого, по линиям тока основного винтового потока с радиальным стоком создается наибольшее разрежение на одинаковых радиусах по сравнению с остальными сечениями циклонного аппарата.
Подсасывающее действие этого потока вызывает появление двух вторичных осевых потоков, идущих к нему по оси аппарата: верхнего - из выхлопной трубы с поворотом на 180 и нижнего - из пылевыводного отверстия с поворотом на 180.
Таким образом, ниже входного сечения выхлопной трубы, кроме основного винтового движения относительно оси аппарата, наблюдается движение потоков, подобных таким, которые получаются от наложения на основной винтовой поток трех вихревых колец: двух - большего и одного - малого диаметров.
Первое большое вихревое кольцо, поворачивающее основной поток газа из кольцевого пространства в выхлопную трубу, имеет ориентировочный радиуiентров тора кольца r0= (d-d0) /2, с расположением их на нижнем срезе входного сечения выхлопной трубы.
Второе - большое вихревое кольцо, поворачивающее вторичный поток газа, идущий по оси аппарата от пылевыводного отверстия вверх, имеет радиуiентров тора несколько больший г0, ориентировочно на расстоянии 1,5 - 2,0 d0 от нижнего среза входа в выхлопную трубу.
Малое вихревое кольцо, поворачивающее вторичный поток газа, идущий по оси аппарата из выхлопной трубы вниз, вверх - обратно в выхлопную трубу, имеющее радиуiентров тора порядка 0,05 - 0,1 d0.
Радиальный сток основного винтового потока прекращается на радиусе rа. В результате чего на оси аппарата образуется обособленный вращающийся поток малого диаметра, который простирается на всю длину циклонного аппарата от сечения пылевыводного отверстия до выходного сечения выхлопной трубы. Закономерность ядра этого потока vu =?тАвr. Размер rа колеблется в пределах 0,125 - 0,2 d0. Указанные свойства позволяют признать этот поток вихревым шнуром.
Разряжение в ядре шнура максимальное, это приводит к тому, что, например, у гидроциклонов на оси образуется воздушный вакуумный шнур. Величина интенсивности вихревого шнура задается моментом количества движения основного винтового потока с радиальным стоком у входа в выхлопную трубу.
От этого сечения в оба конца циклонного аппарата к пылевыводному отверстию и в сторону выхода из выхлопной трубы интенсивность вихревого шнура снижается как за счет трения, так и за счет затрат энергии на создание вторичных осевых потоков.
Известно, что чем меньше радиус линии тока вокруг центра тора вихревого кольца, тем скорость движения выше. Отсюда скорость стекания отдельных струек основного потока к выхлопной трубе будет тем выше, чем ближе их линии тока к стенке выхлопной трубы, а это значит, что и вероятность увлечения частиц пыли этими струйками будет выше.
Поэтому характер распределения частиц пыли в конце успокоитель - ного кольцевого участка (в плоскости сечения входа в выхлопную трубу) в значительной мере определяет степень очистки циклонного аппарата. В свете этого становится ясным, что на участке предварительной сепарации необходимо: как можно больше частиц отсепарировать на стенку. Повышения степени очистки также можно достигнуть за счет отбрасывания линий тока с запыленными частицами на большие радиусы от центра тора вихревого кольца.
Выхлопная труба.
На этом участке происходят: вывод очищенного газа из циклонного аппарата, небольшая по величине сепарация пыли и в некоторых случаях довольно значительные потери статического напора на трение.
В выхлопной трубе мы наблюдаем два винтовых потока; основной - восходящий, идущий по периферии трубы и рециркуляционный - нисходящий, идущий по оси. При продвижении винтового потока вдоль трубы скорость его вращения уменьшается, что вызывает перераспределение разрежений в сечении трубы. Чем длиннее труба, тем значительнее уменьшение скорости вращения, что увеличивает опасность забивания пылью выхлопной трубы и ухудшает дополнительную сепарацию пыли. Последняя определяется интенсивностью всасывания по оси обратно в выхлопную трубу газа с пылью, выбрасываемой основным потоком из выхлопной трубы в камеру очищенного газа. Потеря напора в выхлопной трубе определяется в основном длиной выхлопной трубы и осевой скоростью основного потока.
Отмечено, что с уменьшением относительного диаметра выхлопной трубы do/D, степень очистки медленно повышается, но при этом сопротивление участка стремительно растет.
Объем окончательной сепарации.
Объемом окончательной сепарации принят объем циклонного аппарата в пределах сечений входа в выхлопную трубу и пылевыводного отверстия корпуса. В этот объем входит и участок поворота потока от кольцевого пространства к выхлопной трубе; в нем происходят процессы как сепарации, так и десепарации пы