2. Экспериментальная часть.

2.1 Исходные данные:

• подлежащий очистке газ – воздух;

• плотность воздуха =1,29 кг/м³ ;

• вязкость воздуха =1,8·10^-5 Н·с/м² ;

• температура воздуха t_в=20^o C;

• загрязняющая примесь - пыль цементная;

• диаметр частиц цемента от 2 до 20 мкм;

• средний диаметр частиц =10мкм;

• плотность частиц =3500 кг/м³;

2.2. Измерить геометрические размеры пылеуловителя.

• радиус цилиндрической части пылеулавливателя (R₁), м;

• радиус центральной трубы (R₂), м;

• диаметр ротора (D_р), м;

• размер всасывающего и нагнетательного штуцеров, м;

Результаты замеров занести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1.

Геометрические характеристики ЦРП.

Радиус цилиндра, R1, м	Радиус центр. трубы R2,м	Средний радиус	Диаметр ротора Dр, м	Размеры патрубка, м
				Всасывающего			Нагнетательного
				высота h, м	ширина B, м	сечен. Sвх,м^2	высота h, м	ширина b, м	сечен. Sвых,м^2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

2.3. Взвесить на весах навески цемента (20г).

2.4. Включить вилку в розетку 220 В.

2.5. С помощью ЛАТРа по графику установить требуемое число оборотов двигателя.

2.6. С помощью анемометра измерить скорость движения воздуха во всасывающем и нагнетательном патрубках.

2.7. Установить навеску с пылью перед всасывающим патрубком и отметить время начала опыта.

2.8. В течение 1-3х минут слегка встряхивать навеску с цементом, способствуя равномерному образованию цементно-воздушной смеси.

2.9. После того, как пыль будет полностью введена в аппарат, остановить двигатель, одновременно отметить время окончания опыта.

2.10. Извлечь, улавливаемую в циклоне пыль и взвесить ее.

Результаты опыта занести в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Результаты опыта

Масса навески, г		Скорость вращения ротора n, об/мин	Скорость газа, м/с		Объем газа м^3/ч V	Время опыта, мин	Концентрация пыли
на входе g1	улавливаем. в аппарате g2		на вх. Wвх	на вых. Wвых			на вх. Свх	на вых. Свых
1	2	3	4	5	6	7	8	9

Примечание.

1. Объем газа (графа 6) определяется по формуле

м³/ч (1)

где W_вх – скорость газа на входе, м/с;

S_вх – сечение всасывающего патрубка, м².

2. Концентрация пыли на входе (графа 8)

(2)

где, 1000 – перевод граммов в мг;

60 – перевод час в мин;

- время опыта, мин.

3. Концентрация пыли на выходе:

мг/м³ (3)

3. Расчетная часть

3.1. Циклонная часть пылеулавливателя.

3.1.1. Центробежная сила, действующая на частицу.

(4)

где, m – масса частиц, Кг;

W_вх – скорость воздуха во всасывающем патрубке, м/с;

R_ср – средний радиус пылеуловителя, м;

Масса частицы определяется из расчёта, что она имеет форму шара:

кг (5)

где, V_ш – объем шара, м³;

- плотность частицы, кг/м³

r_ч – радиус частицы, м.

3.1.2. Тангенциальная скорость движения частицы при входе в аппарат:

(6)

3.1.3. Скорость движения частицы в радиальном направлении от центра к стенке:

(7)

где, d_ч – диаметр частиц, м;

- плотность частицы, кг/м³

W_Т – тангенциальная скорость движения частиц, м/с;

– вязкость воздуха, Н∙с/м²;

R_ср – средний радиус аппарата, м.

3.1.4. Время осаждения частицы, т.е. среднее время, за которое частица совершает путь от центра до стенки аппарата, с.

(8)

где, R₁ и R₂ – соответственно радиус цилиндра и центральной трубы, м;

W_R – радиальная скорость движения частиц, м/с.

3.1.5. Минимальный диаметр частиц, которые полностью улавливаются в циклонной части пылеуловителя.

мкм, (9)

где - число оборотов, которые совершает частица вокруг центральной трубы.

3.1.6. Степень улавливания частиц в циклонной части аппарата

3.1.6.1. Средневзвешенная по массе

(10)

где, g₂ – масса пыли улавливаемой в аппарате, г;

g₁ – масса исходной навески, г.

3.1.6.2. Степень улавливания частиц размером > d_min .

3.1.6.3. Степень улавливания частиц размером <d_min

(11)

где, d_i – диаметр улавливаемых частиц.

3.1.7. Критерий Фруда (Фактор разделения)

(12)

где, g – ускорение силы тяжести (9,81 м/с²)

3.1.8. Гидравлическое сопротивление циклонной части аппарата:

(13)

где, - коэффициент сопротивления.

3.2. Ротационная часть пылеулавливания.

3.2.1. Центробежная сила, действующая на частицу

(14)

где, m – масса частицы, кг;

R_р – радиус ротора (R_р=D_р/2)

W₀ – окружная скорость вращения ротора, м/с;

(15)

где, D_р – диаметр ротора, м;

n – скорость вращения ротора, об/мин;

3.2.2. Скорость движения частиц в радиальном направлении от центра к стенке

(16)

3.2.3. Время осаждения частиц, т.е. среднее время, за которое частица совершает путь от центра до стенки аппарата, с.

(17)

3.2.4. Минимальный диаметр частиц, которые полностью улавливаются в ротационной части аппарата:

мкм (18)

3.2.5 Степень улавливания частиц в ротационной части аппарата.

3.2.5.1. Средневзвешенная по массе:

(19)

3.2.5.2. Степень улавливания частиц размером

3.2.5.3 Степень улавливания частиц размером

(20)

3.2.6. Критерий Фруда (фактор разделения)

(21)

Результаты расчетов сводятся в табл. 3.3.

Таблица 3.3