Рассчитать и подобрать циклон для очистки воздуха от минеральных частиц пыли

Определяем расход газа при рабочих условиях:
V=V0∙Po∙TP∙T0=3500∙1∙3031,1∙273=3531,47м3ч=0,981 м3/с
Плотность воздуха при рабочих условиях:
ρ=М22,4∙Т0∙РТ∙Р0,
где М – мольная масса воздуха, кг/кмоль; М=29 кг/кмоль;
ρ2=2922,4∙273∙1,1303∙1=1,283 кг/м3
1. Выбираем циклон СДК-ЦН-33. Определяем оптимальную скорость wопт=2 м/с.
2. Площадь сечения циклонов:
S=Vwопт=0,9812=0,491 м2
3. Определяем диаметр циклонов, задаваясь их количеством и округляя до стандартного:
N=1 D1=4∙Sπ∙N=4∙0,4913,14∙1=0,79 м≈0,8 м
N=2 D2=4∙0,4913,14∙2=0,56 м≈0,6 м
N=3 D3=4∙0,4913,14∙3=0,46 м≈0,5 м
N=4 D4=4∙0,4913,14∙4=0,395 м≈0,4 м
N=5 D5=4∙0,4913,14∙5=0,35 м≈0,4 м
N=6 D6=4∙0,4913,14∙6=0,32 м≈0,3 м
4. Вычисляем действительную скорость газа в циклонах по (3) и сравниваем её с оптимальной:
N=1 w1=4∙Vπ∙D12∙N=4∙0,9813,14∙0,82∙1=1,95 м/с
ε1=w-wоптwопт∙100=1,95-22∙100=2,5%
N=2 w1=4∙0,9813,14∙0,62∙2=1,74 м/с
ε1=1,74-22∙100=13%
N=3 w1=4∙0,9813,14∙0,52∙3=1,67 м/с
ε1=1,67-22∙100=16,5%
N=4 w1=4∙0,9813,14∙0,42∙4=1,95 м/с
ε1=1,95-22∙100=2,5%
N=5 w1=4∙0,9813,14∙0,42∙5=1,56 м/с
ε1=1,56-22∙100=22%
N=6 w1=4∙0,9813,14∙0,32∙6=2,31 м/с
ε1=2,31-22∙100=15,5%
Скорость газа не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15% . Это условие выполняется для следующих сочетаний:
N=1 w1=4∙Vπ∙D12∙N=4∙0,9813,14∙0,82∙1=1,95 м/с
ε1=w-wоптwопт∙100=1,95-22∙100=2,5%
N=2 w1=4∙0,9813,14∙0,62∙2=1,74 м/с
ε1=1,74-22∙100=13%
N=3 w1=4∙0,9813,14∙0,52∙3=1,67 м/с
ε1=1,67-22∙100=16,5%
N=4 w1=4∙0,9813,14∙0,42∙4=1,95 м/с
ε1=1,95-22∙100=2,5%
По условиям компоновки целесообразно рассмотреть варианты установки одиночного циклона и группы из 4-х циклонов.
5. Коэффициент гидравлического сопротивления для одиночного циклона:
ζ=К1∙К2∙ζц500п+К3
ζц500п=600; К1=1; К2=0,81;
ζ=1∙0,81∙600+0=486
Коэффициент гидравлического сопротивления для группы из 4-х циклонов:
ζц500п=600; К1=1; К2=0,81;
ζ=1∙0,81∙600+60=546
Потери давления в одиночном циклоне:
∆Р=ζ∙ρ∙w22=486∙1,283∙1,9522=1185,5 Па
Потери давления в группе из 4-х циклонов:
∆Р=ζ∙ρ∙w22=546∙1,283∙1,9522=1331,86 Па
Для циклонов СДК-ЦН-33 значение .
Значение параметра рассчитываем по формуле (принимая плотность частиц бетона 2300 кг/м3 и вязкость воздуха при 300С 18,5·10-6 Па·с):
d50=d50T∙Dц0,6∙1930ρчт∙μ22,2∙10-6∙3,5ωp
Для одиночного циклона:
d50=2,31∙0,80,6∙19302300∙18,5∙10-622,2∙10-6∙3,51,95=3 мкм
Для группы из 4 циклонов:
d50=2,31∙0,40,6∙19302300∙18,5∙10-622,2∙10-6∙3,51,95=2,1 мкм
8