Определить размеры пылеосадительной камеры, схема которой представлена на рис. 3, для очистки запыленного газа от твердых частиц по данным, приведенным в табл. 3.
Рис. 3. Принципиальная схема полочной пылеосадительной камеры.
Характеристики камеры и процесса распределения: H – высота камеры, м; L – длина камеры, м; B – ширина камеры, м; h – расстояние между полками, равное 0,1 м.
Таблица 3 – Исходные данные к задаче 3
Запыленный газ V0, м3/ч t, 0С Р, атм Характеристика твердых частиц
природа твердых частиц dT, мкм
7 Азот (N2) 7000 180 1,3 Кварц 25
Решение
Определяем объемный расход запыленного газа при рабочих условиях процесса пылеочистки:
p0∙V0T0=p∙VT→V=p0∙V0∙Tp∙T0,
где р0 – давление газа, соответствующее нормальным условиям, Па; р0=101325 Па;
р – давление газа, соответствующее рабочим условиям процесса, Па; р=1,3 атм=131723 Па;
V0-объемный расход газа, соответствующий нормальным условиям, м3/с; V0=7000 м3/ч=1,944 м3/с;
Т0 – температура газа, соответствующая нормальным условиям, К; Т0=273 К;
Т – температура газа при рабочих условиях процесса, К; Т=1800С=453 К.
V=101325∙1,944∙453131723∙273=2,481 м3/с
Определяем плотность газа при рабочих условиях процесса пылеочистки:
ρг=М22,4∙Т0∙рТ∙р0=2822,4∙273∙131723453∙101325=0,979 кг/м3,
где М – мольная масса N2, кг/кмоль; М=28 кг/кмоль.
Рассчитываем теоретическую скорость осаждения твердых частиц по формуле Стокса:
woc=d2∙ρч-ρг∙g18∙μг,
где d - диаметр твердых частиц, м; d=25 мкм=25∙10-6 м;
ρч-плотность твердых частиц, кг/м3; согласно справочным данным, плотность кварца составляет 2650 кг/м3;
μг-вязкость газа, Па∙с; согласно справочным данным, вязкость N2 при 1800С составляет 0,029∙10-3 Па∙с
.
woc=(25∙10-6)2∙2650-0,979∙9,8118∙0,029∙10-3=0,031 м/с
Проверяем правомерность применения формулы Стокса на основании расчета критерия Рейнольдса:
Re=woc∙d∙ρгμг=0,031∙25∙10-6∙0,9790,029∙10-3=0,026
Так как Re<0,2, применение формулы Стокса допустимо.
Определяем действительную скорость осаждения частиц, которая в условиях стесненного осаждения в два раза меньше теоретической:
wд=0,5∙woc=0,5∙0,031=0,016 м/с
При расстоянии между полками h=0,1 м определяем время пребывания запыленного газа в пылеочистительной камере:
h=wд∙τ→τ=hwд=0,10,016=6,25 с
Принимая длину пылеосадительной камеры L=3 м, определяем линейную скорость газа в камере:
wг=Lτ=36,25=0,48 м/с
С другой стороны, линейную скорость газа в камере можно определить по формуле:
wг=VB∙H=VB∙h∙n
где В, Н – соответственно ширина и высота пылеосадительной камеры, м;
h-расстояние между полками, м; h=0,1 м;
n-число полок, шт.
Принимаем количество полок в пылеосадительной камере n=40 шт
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
