3.8.4 Циклон-разгрузитель

Назначение – улавливает частицы высушенного опила после трубы-сушилки.

Циклон работает на сеть.

Размер частиц опила, d_э, м 2,5·10^-3

Производительность по высушенному опилу, , кг/с 0,39

Объемный расход очищаемого газа, V_t2, м³/с 1,42

Температура, t₂,С 95

Влагосодержание, х₂, кг/кг 0,153

Вязкость, _t2, Па·с 20,18×10^-6

Запыленность воздуха на входе в циклон:

=/V_t2=0,39/1,42=0,27 кг/м³.

Выбираем циклон ЦН-24, так как улавливаются крупные частицы d_э=2,5 мм.

Принимая прямоугольную компоновку циклонных элементов типа ЦН-24 с организованным подводом воздуха, определяем коэффициент гидравлического сопротивления:

^гр_ц=К₁К₂_ц500+К₃ =1,0·0,86·75+35=99,5 ,

где К₁=1,0; К₂=0,86;_ц500=75; К₃=35 [см.3, таблицы 13-16].

Принимаем диаметр циклона D=600 мм. Отношение по_ц/_tдля циклона ЦН-24 принимаем:_ц/_t=500 м²/с².

Условная скорость воздуха в циклоне:

w_ц=[(_ц/_t)/0,5^гр_ц]^0,5=[500/0,5·99,5]^0,5=3,2 м/с.

Объемный расход воздуха, проходящего через один элемент группового циклона: υ=0,785D²w_ц=0,785·0,6²·3,2=0,9 м³/с.

Число циклонных элементов в групповом циклоне:

Z=V_t2/υ=1,42/0,9=1,6.

Выбираем групповой циклон ЦН-24 из 2 элементов диаметром 600 мм.

Скорость газа в элементах группового циклона:

w_ц=V_t2/0,785D²Z=1,42/0,785·0,6²·2=2,51 м/с.

Абсолютное давление запыленного воздуха в циклоне:

Р_а=ВР=9,81·10⁴-1292=96808 Па.

Циклон работает под разрежением, поэтому в формуле ставим знак «минус». Атмосферное давление В=9,81·10⁴Па; Р – давление газов на входе в циклон: Р=Р – сумма гидравлических сопротивлений газоходов и аппаратов до циклона, Па;Р=DR_патр+DR_t1+DR_с+DR_t2^п=195+120+180+797=1292 Па.

Плотность влажного воздуха при рабочих условиях:

_t2=P_a(1+x₂)/462(273+t₂)(0,62+x₂)=96808(1+0,153)/462(273+95)(0,62+0,153)= =0,849 кг/м³.

Гидравлическое сопротивление группового циклона:

_ц1=0,5^гр_цw_ц²_t=0,5·104,75·2,51²·0,849=280 Па.

3.8.5 Газоход между циклонами

Температура, t₃,С 90

Влагосодержание, х₃, кг/кг 0,153

Расход, L₃, кг/с 1,04

Вязкость, _t3, Па·с [см.6, приложение 3] 18,81·10^-6

В циклоне-разгрузителе уловлено 80 % опила, т.е. в циклон-очиститель попадает оставшийся опил (20%). Таким образом производительность по опилу составит _к= 0,39·0,2=0,078 кг/с.

Производительность пневмопровода по транспортируемому опилу:

=_кK_н=0,078·1,15=0,09 кг/с.

Концентрация опила в транспортируемом воздухе:

=_к/L₃(1+x₃)=0,078/1,04(1+0,153)=0,065 кг/кг.

Плотность воздуха при t=90С:

_t3=₀273/(273+t)=1,29·273/(273+90)=0,97 кг/м³.

Расход воздуха:

V_t3=L₃(1+x₃)/_t3=1,04(1+0,153)/0,97=1,24 м³/с.

Скорость воздуха:

w_пн=[K(4-W_в/W_м+0,01_м+b](1,2/_t3)^0,5=[1,05(4·0,065-1/0,95+0,01·150+8)]·(1,2/0,97)^0,5=10,2 м/с,

где К=1,05; W_в/W_м=1/А; А=0,95;b=8 [см.3, таблицу 1];r_м=150 кг/м³– насыпная плотность опила приw_а2=23,5 % [см.2, таблица 5].

Расход воздуха пневмотранспортной установки:

V=/(_t3)=0,09/0,065·0,97=1,43 м³/с.

Объемный расход парогазовой смеси:

V_t3=L₃(1+x₃)/_t3=1,04(1+0,153)/0,97=1,24 м³/с.

Так как V_t2<V, то дальнейший расчет ведем поV.

Диаметр газохода выбираем, принимая скорость воздуха w=12 м/с:

D=0,389 м.

Выбираем стандартный диаметр газохода 400×0,6 мм [см.5, таблица 2]D=0,398 м.

Фактическая скорость парогазовой смеси:

w=V/0,785D²=1,43/0,7850,398²=11,5 м/с.

Критическая скорость воздуха:

w_кр=5,6D^0,34d_э(ρ_м/ρ_t3)^0,50,25=5,6·0,398^0,34·0,0025^0,36·(150/0,97)^0,5·0,065^0,25=3 м/с.

Фактически скорость воздуха w_ф=11,5 м/с больше критическойw_кр=3 м/с. Следовательно, опил будет транспортироваться, не оседая на дно горизонтального участка трубопровода.

Критерий Рейнольдса:

Re=wD_t3/_t3=11,50,3980,97/18,8110^-6=236028.

Коэффициент трения lопределяем для гладкой трубы поRe=236028,е=0,1 мм, приd_э/е=398/0,1=4480 и по [см.1, рисунок 5]l=0,018.

Длину газохода принимаем ориентировочно: L=5 м.

Местные сопротивления принимаем по [см.5, таблица 12] и рисунку 1:

вход в газоход _вх=1 1 шт.

выход из газохода _вых=1 1 шт.

отводы =90_от=0,39 3 шт.

переход с круглого сечения на

прямоугольный (вход в циклон) _п=0,21 1 шт.

=_вх+_вых+_от+_п=11+11+30,39+0,211=3,38.

Гидравлическое сопротивление газохода без учета пыли, содержащейся в парогазовой смеси:

_t3=(1+(L/D)+)(w²_t2/2)=(1+(0,0185/0,398)+3,38)(11,5²0,97/2)=295 Па.

Гидравлическое сопротивление газохода с учетом перемещающейся пыли в циклон:

_t3^п=_t2(1+k)+H_t3g=295(1+1,40,065)+50,0650,979,81=325 Па,

где k=1,4; Н=5 м.

Удлинение газохода определяем по формуле:

l=12,510^-6t_cmL=12,510^-6905=510^-3м.

Принимаем линзовый компенсатор по [см.5, таблица 11] d=500 мм.