Контрольная работа №3
.docКонтрольная работа №3.
Часть 1. Расчет гидроциклона.
Таблица 1. Задание для расчета
|
Вариант |
Q, м3/ч |
D, см |
Нц, см |
α, 0 |
Рпит, МПа |
ρч, кг/м3 |
φ |
|
6 |
78 |
18 |
20 |
25 |
0,25 |
2100 |
0,11 |
1.1. Определяем производительность гидроциклона Qпит назначенных размеров, л/с
л/с [1,
2]
где D – диаметр цилиндрической части циклона, см;
dпит – диаметр питающего штуцера, см, dпит = 3 см; [1]
dсл – диаметр сливного штуцера, см, dсл = 5 см; [1]
dшл – диаметр шламового штуцера, см, dшл = 1,5 см; [1]
Нц – высота цилиндрической части, см;
α 0 – угол конусности, град;
Рпит – давление воды на входе в гидроциклон, МПа
л/с
или 0,379·3600/1000 = 1,36 м3/ч
1.2. Определяем требуемое число гидроциклонов N с учетом расчетной производительности установки и надежности ее работы
N = Q/Qпит, [1, 2]
N = 78/3,6/1,36 = 16
1.3. Определяем расход шлама Qшл, л/c
[1,
2]
л/с или
0,156·3600/1000=0,563 м3/ч
1.4. Определяем гидравлическую крупность частиц w0
[1,
2]
где Qпит - производительность гидроциклона, м3/с;
km – коэффициент, учитывающий влияние примесей и турбулентность потока, km = 0,04;
α – коэффициент, учитывающий влияние затухания тангенциальной скорости, α = 0,45
мкм
Часть 2. Расчет мокрого скруббера.
Таблица 2. Задание для расчета.
|
Вари-ант |
Расход газа V, м3/ч |
Частицы пыли |
Скорость газа vг, м/с |
Диаметр капель dк, мкм |
Плотность газа ρг, кг/м3 |
|
|
Размер d, мкм |
Концентра-ция С, г/м3 |
|||||
|
6 |
40000 |
5 |
7 |
1,00 |
500 |
1,22 |
2.1. Определяем площадь сечения скруббера S, м2
S = V/vп [1]
где vп – скорость газа на выходе из аппарата, принимается равной 1 м/с [1];
V – расход очищаемого газа
S = 40000/(3600·1) = 11,1
2.2. Высота противоточного скруббера Н выбирается из условия H ≈ 2,5S, т.е.
Н = 2,5·11,1 ≈ 28 м
Удельный расход жидкости m для газов составляет 0,5 – 8 л/м3 газа. При больших концентрациях пыли на входе (С = 10-12 г/м3) удельный расход жидкости выбирают 6 – 8 л/м3, в нашем случае ограничимся значением m = 4 л/м3. Тогда общий расход жидкости Vж, подаваемой на орошение составит, л/ч
Vж = mV [1]
Vж = 4·40000 = 160000 м3/ч, или 44,4 м3/с
2.3. Определяем эффективность пылеулавливания η скруббера
[1]
где ηз – эффективность захвата каплями частиц определенного диаметра;
vК – скорость осаждения капли, м/с;
dк – диаметр капли, м/с;
Н – высота скруббера, м.
2.4. Определим скорость осаждения капли vк, затем коэффициент ηз и далее рассчитаем η
VК = vОГ – vГ, [1]
где vОГ – скорость движения капли относительно газов, м/с
[1]
при Re > 500 ξK = 0,44 [1], при m ≥ 2 л/м3 коэффициент ηз равен
ηз = 1 – Stk-1,24, [1]
при условии 1 < Stk < 170, Stk - критерий Стокса, таблица 3.
Таблица 3. Эффективность осаждения аэрозолей распыленной водой в зависимости от критерия Стокса
|
Размер частиц dч, мкм |
Размер капель dк. см |
||||||
|
2·10-3 |
4·10-3 |
10-2 |
2·10-2 |
4·10-2 |
10-1 |
2·10-1 |
|
|
4,0 |
0,06 |
0,12 |
0,23 |
0,25 |
0,40 |
0,40 |
0,33 |
|
10,0 |
0,35 |
0,70 |
1,4 |
2,1 |
2,4 |
2,4 |
2,0 |
В нашем случае dч = 5, dК = 500 мкм = 5·10-2 см. Для расчета ηз для наших условий с соблюдением неравенства 2 < Stk < 170 наиболее подходит значение Stk из заштрихованной ячейки
ηз = 1 – 2,4-1,24 = 0,662
м/с
VК = 3,49 – 1 = 2,49 м/с
Литература.
1. В.И.Редин, А.С.Князев. Процессы и аппараты окружающей среды.
Методические указания к контрольным работам для студентов заочной формы обучения…Санкт-Петербург, 2010
2. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие (гриф УМО). - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - 268 с.