Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

.pdf
Скачиваний:
469
Добавлен:
28.01.2019
Размер:
40.02 Mб
Скачать

Скорость

витания,

м

/

с,

может

быть

определена

как

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

- РлЗ

Л

 

 

 

 

 

 

 

(11

-5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

плотность

пылевой

частицы, кг/м

3

; 1

- диаметр

(размер)

 

 

 

 

 

 

 

 

Де

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т т

 

 

 

 

 

 

I

истицы

,

м;

р

- динамическая

вязкость

воздуха,

Па

с.

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

осаждения повышают

устройством

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эффективность

горизон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

камеры.

 

 

 

льных

полок

уменьшающих

высоту Ни габариты

 

 

лог

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

Реально

в

пылеосадочных

камерах

наблюдается

турбулентный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

режим воздушного

потока.

Для увеличения эффек-

или

переходный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

осаждения

применяются полые

камеры,

к потолку которых

 

та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

под

вешены

цепи,

стержни.

 

 

 

 

 

лабиринтного типа (рис. 11.8в).

 

 

 

В

.В.

 

Батурин предложил

камеру

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

испытаниями

установлено, что эффективность очист-

Проведенными

 

 

 

типа доходит до 55-60%. Известны также

ки

в

камере

лабиринтного

пылеосадочные

камеры, в

которых

осуществляется

мокрая

очистка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так, меру

для , в

улавливания сахарной

которой нижняя часть

пыли применяют пылеосадочную ка-

заполнена горячей водой. Осаждаю-

щаяся

сахарная

пыль

поглощается

водой,

которую

по

достижении

высокой

концентрации в ней

изводство и заменяют новой.

сахара периодически возвращают в про-

Для осаждения взрывно- и пожароопас-

ной

пыли

устройство

пылеосадочных

камер

не

допускается

.

Инерционные наиболее широко

пылеуловители в вентиляционной технике

представлены циклонами, используемыми для

очистки от сухой неслипающейся пыли.

Циклоны относятся к пылеулавливающим

аппаратам

,

в

кото-

рых

для

инерционной

сепарации

используется

центробежная

сила

.

Широко

применяются

для

очистки

от

пыли

вентиляционных

выбросов

.

Преимущества - простота устройства

, надежность

в экс

 

 

 

 

-

плуатации

при сравнительно

небольших

капитальных

и

эксплуата-

ционных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

затратах.

 

 

 

 

 

 

Циклоны

используют

для

грубой

и

средней

очистки

воздуха

от

сУхой

неслипающейся

пыли,

как

правило,

устанавливаются

вне

зда-

Ния. Если

очищается

воздух,

содержащий влажную пыль (например,

в

 

 

 

устанавливают

 

отапливаемом

-

литейных цехах), циклоны

в

щении

 

 

 

 

 

поме

во

избежание

смерзания пыли и выхода циклона их

строя.

Ринято считать, что они обладают сравнительно небольшой фрак-

Ци

°

нной мкм

эффективностью в области , что является основным их

фракций пыли размером до недостатком. Однако циклоны

высокой

эффективности

,

улавливают

пыль

размером

до

10

мкм

с

Электронная

библиотека

ЪЕЕр:

/

/

Ъдч.

эффективностью 80% и более процентов, но отличаются повыщен

ным аэродинамическим сопротивлением.

Циклон традиционной конструктивной схемы состоит из Цилицд

рической и конической частей с тангенциальным или спиралевидна

подводом воздуха к цилиндрической части, обычно со скоростью ц

14 м/с, через патрубок прямоугольного сечения в верхней части Цилин

дра. Очищенный воздух удаляется через выхлопную трубу (рис.

а)

 

 

5

 

 

 

 

 

 

б )

 

 

/I,134

о

 

 

7/

 

 

ч

 

 

 

 

о ч

 

СМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ои

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' 4

ч

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'Ъ

 

 

ч л

т

 

ч

 

 

Т:

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

I

 

|

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЧ

 

I

 

1 I

ц

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

I

I

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СМг-

 

400

о-

 

 

 

I_ и

 

 

о

 

 

 

 

 

м

 

 

 

- ^

 

о

 

 

 

 

 

со

 

см

2

 

 

 

04

 

 

 

 

 

 

 

 

ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

II

 

 

 

 

 

I Т

 

 

 

 

\

 

 

1

ч ч

 

 

 

2

 

 

134

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

План

 

 

 

 

О

 

 

3

 

 

э

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

ч

ч

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

/300 /

 

 

 

 

>300 /

 

 

 

 

Рис. 11.9. Схемы циклонов ЦН и СДК-ЦН-33

а-циклон ЦН, подвод запыленного воздуха - тангенциальный;

б- циклон СДК-ЦН-33, подвод воздуха - спиралевидный

1- патрубок для подвода запыленного воздуха; 2 - корпус циклона; 3 - герме-

тичный бункер, 4 - выхлопная труба; 5- улитка для приема очищенного воздух3

При большой концентрации пыли в очищаемом воздухе ДлЯ

уменьшения износа вентилятора циклон рекомендуется устанавли

вать на всасывание. Более высокая степень очистки достигается ^

циклонах малого диаметра, необходимую производительность При

этом получают, группируя циклоны в группы по несколько щтук с

присоединением к общему бункеру (рис. 11.10а и 11.1Об).

352

Электронная библиотека Ъббр://:1 дV.кКзби.ги

о

х

ч

з:

^3

х

@

Г

х

о;

D

Я

я

о

Е

X

0)

<0

СО

 

 

 

г :

 

ю

 

 

 

 

40

^

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

вход

4:

 

 

' I .

выход

 

т

^

 

воздуха

 

>

N

4,

воздуха

 

 

11... Л.

Г

 

 

 

и ^I

 

 

 

11.р!

 

 

 

 

I

 

 

 

 

V

ти

ешТ ти /т 1

 

со

 

^

 

-

 

 

со

в

\

ВГ

в) 1

т 800

12518>Р Тч ^ ч

,

иIII

,400 .400

со

-

О

о

м-

м-

см

3 VФI т т

N & 300

План

\

А 000

од

(У)

ч

I

г

ш

ШI

тН7

а

Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

О

с

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

М-

 

я

 

 

 

 

од

 

а >

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

ГГ

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

г +

А

 

 

 

 

1200

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г +

 

 

 

 

 

 

<

 

8A. 11.10

Группа из нескольких циклонов

^

 

 

 

 

 

 

СО

 

воздуха

 

 

улитки; б - с выбросом очищенного воздуха через колпак

с СО -

 

через

сл

 

 

 

 

гг сл а с выбросом очищенного

 

 

 

и

с

Стремление к уменьшению габаритов установок реализовано

циклонах

СИОТ, которые состоят только из конического (рис. ц цВ

корпуса 1, крышки 2 с входным патрубком треугольной формы з

И*

раскручивателем потока очищенного воздуха 4 с выхлопным патру

 

ком также треугольного сечения 5. Особенности конструкции затруд^

няют компоновку нескольких циклонов в компактную установку.

 

 

4

170

 

 

 

5

 

 

170

 

 

 

3

2

 

сд

О-

г

1

294

6

703

ю

юг-

со

со

Рис. 11.11. Схема циклона СИОТ

7 - корпус циклона; 2- крышка корпуса, 3- входной патрубок запыленного воз-

духа; 4 - раскручиватель; 5- выходной патрубок; б- пылеотводящий патрубок

Из различных видов циклонов наибольшее применение получИ~

ли циклоны серии ЦН (ЦН-11, ЦН-15), СИОТ. Циклон ВЦНИИОТ с

обратным конусом и бункером для сбора пыли, применяется в каяе

стве первой ступени для очистки воздуха, в частности, от абразия

ной пыли в обеспыливающих установках, очищенный воздух КОТО'

рых поступает в помещение (рис. 11.12).

354

Электронная библиотека ТбТр://ТдV.кТзТи.ги

 

 

о

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

н

аА

 

 

 

 

*

 

 

г

 

 

с;

 

 

 

 

н

I

 

 

 

X

 

 

 

ф

 

 

 

 

А

ш

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

I

 

 

о

 

 

 

 

 

04

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

04

 

 

 

 

 

ю

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

'

 

 

 

I5

о

-

 

 

 

 

ю

 

N

 

 

 

О

Ч

I

 

6

 

 

 

04

 

 

 

 

I

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

II

о

 

 

 

щ

ю

 

 

 

 

г^

 

 

 

 

В1

 

 

 

1В

А-А

ю-

г

1 Ь

Б-Б

4-

со

со

см

9-

^ ?г &'

268

в-в

/

 

ГГ7\

О

О

со

*22

уЗа/

 

130

Рис 11.12. Циклон ВЦНИИОТ с обратным конусом

' Цилиндр; 2- обратный конус, 3- внутренний конус, 4 - выхлопная труба; 5- входной патрубок, 6 - бункер для приема пыли; 7- шибер

355

Электронная библиотека Ьббр://^дV.кЪзби.ги

В деревообрабатывающей промышленности применяют

цИкл

 

ны УЦ, циклоны Клайпедского ОЭКДМ (рис. 11.13).

Особенность

^,

деревообрабатывающей промышленности является постоянное

 

вышение скорости

 

 

 

 

 

 

По

обработки древесины, сопровождающееся увели

чением доли пыли в древесных отходах. Это заставляет постоянн

переходить на более эффективные циклоны.

 

 

 

 

 

 

 

А ВЫХОД

 

 

 

 

 

 

 

 

I воздуха

 

 

А

 

 

 

 

4

с;

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Г со

 

А

 

 

 

 

* б

 

 

 

 

I

 

|

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

о2

 

 

 

о

 

 

 

 

 

7

 

 

9

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г>

N

 

й як*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ш

 

 

м

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

си

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

1

'о

вход N5

воздуха /

8A. 11.13. Циклон Клайпедского ОЭКДМ для очистки воздуха

от древесных отходов 1 - рассекатель, 2 и 3- верхний и нижний корпуса, 4 - труба выхлопная?

5 - водосборник, б - труба сливная, 7- корпус циклона, 8- конус циклона!

9 - внутренний циклон

356

Электронная библиотека Ц'Ь'Ьр://Ьфт.- кЪзби.ги

 

расчет и

подбор циклонов. Очищаемый воздух, поступая в

в?Рх:Нюю часть

циклона тангенциально,

вращаясь, опускается из коль-

цевого

пространства

,

 

-

 

 

 

сом

циклона

 

 

образуемого кор

 

 

 

и выхлопной трубой, в

 

*

НИ%нюю

конусную

 

часть, формирует

 

п>

 

 

 

 

 

4

 

вихрь (рис-

 

 

в центре вихря на оси

 

 

(

КЛ0На

 

имеет

место разрежение, яв-

 

 

1Яившееся

причиной поступления в ци-

 

 

10н

наружного воздуха через отверстие

 

 

1Я

удаления

уловленных частиц. Это

 

 

приводит к резкому снижению эффектив-

 

 

ноСТи циклона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правило: циклон обязательно дол-

 

 

жен

присоединяться

к герметичному

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бункеру

действием центробежной силы

 

 

 

Под

 

 

частицы

в

 

 

 

 

 

 

-

 

 

циклоне

перемещаются к стен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ке. Как в нисходящим, так и восходящем

 

 

потоке

происходит непрерывное измене

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

ние направления скорости потока, а ско

 

 

рость частиц не

совпадает с скоростью

 

 

потока. Достигают стенок циклона, теряют

скорость и сепарируются из потока час-

тицы, масса которых достаточно велика.

Под влиянием силы тяжести, ради-

ального стока, турбулентности, циклона

отсепарированные частицы скатываются

вниз, в бункер.

А.И. Пирумов получил формулу для

имеющего

место на оси циклона разре-

шения Р0:

 

*2

 

V2

 

Ро = Р + уР

Рис. 11.14. Схема движения

воздуха в циклоне

1 - патрубок подвода очища-

емого воздуха; 2 - цилиндри- ческая часть, 3 - конус; 4 - выхлопная труба

ру2,

(11.6)

Эе Р и у - соответственно давление и средняя скорость во входном

ПатРубке циклона; /? и К - соответственно радиус цилиндрической

^асти циклона и выхлопной трубы.

Вциклоне тангенциальный или спиралевидный подвод воздуха

°Рмирует вихрь, называемый радиальным стоком. В пространстве1 2

357

Электронная библиотека Ыбр:// Ьдч.кЬз'Ьи.ги

между корпусом циклона и выхлопной трубой и в верхней части Ко.

нуса воздух движется вниз. Затем меняет направление и

начинает

подниматься в выхлопную трубу.

 

 

 

Фракционную эффективность циклона можно рассчитать По

уравнению радиального стока:

 

 

 

 

 

 

 

 

к+с0е

1 X

 

д2 Я

 

 

т

 

+

 

 

 

Ф

( П.7)

дI

2

т <7/

К

3

тК °

 

 

 

 

где Г - время пребывания частицы в циклоне; к- постоянная, харак-

теризующая течение в циклоне, м2/с; Ф - сток на единице высоты

циклона Я, т. Ф = Ь/(2пН ), где Ь - объемный расход воздуха; т -

характеризует время «релаксации» частицы:

т

Зяр1в<7

здесь т - масса пылевой частицы; - динамическая вязкость воз-

духа, 9?- диаметр (размер) частицы.

Центробежная сила отбрасывает частицу к стенке, но под влия-

нием стока радиальная скорость частицы убывает и становится рав-

ной нулю на расстоянии Кх. Затем она вращается на орбите с радиу-

сом Кх, опускаясь вниз. Частицы, для которых Кх> Яь улавливаются

циклоном.

На основе уравнения (11.7) получена формула для определения К,:

 

-

 

г

 

 

к

_к Л

Кх =

к+с0е х

 

X

+3с0е

(11.8)

х

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

При г/т > 7

 

К = кЛ

 

 

 

 

 

'

 

(11.9)

 

 

 

 

 

Ф

 

 

можно определить

Фракционную эффективность

 

циклонов

как:

 

 

 

 

 

(11.1°)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

~

 

 

 

*

 

т

 

 

где - радиус циклона; Ь - ширина входного парубка циклона.

358

Электронная библиотека Ъ'Ь'Ьр://:1 дV.кЬзби.ги

\4з приведенных выше выкладок следует, что циклон с макси-

мой эффективностью при минимальных энергозатратах воз-

^н0 разработать для определенного дисперсного состава пыли с час\! тИцами определенной плотности. На практике диаметр циклона

высябирается из условия улавливания фракций, масса которых являет-

лревалиРУющей Для конкретной дисперсности пыли.

В справочно-нормативной литературе для выбранного типа ци-

к.яона можно найти характеристики пофракционной эффективности

очистки, производительность при нескольких скоростях воздуха во

в.ходном патрубке и коэффициент местного сопротивления, отне-

сенный либо к скорости в горизонтальном сечении корпуса циклона,

!ибо в патрубке. Этих данных достаточно для подбора циклона.

Мокрые пылеуловители (скрубберы). Недостатком работы

циклонов является так называемый вторичный унос отсепарирован-

ной пыли, когда частицы, потерявшие скорость и скатывающиеся

вниз, подхватываются воздушным потоком уже очищенного возду-

ха вновь загрязняя его. Это нежелательное явление уменьшают соз- данием на внутренней поверхности аппарата водной пленки, которая

захватывает отсепарированные частицы пыли. В отличие от сухих

циклонов, в скрубберы запыленный воздух подводится тангенци-

ально снизу. В верхней части аппарата смонтирована система тру- бопроводов и форсунок, создающих на внутренней поверхности пы-

зеуловителя водяную пленку, которая, уловив частицы пыли, стека-

ет вниз в виде шлама. Степень очистки в скруббере может достигать

95%. Шламом называют жидкую грязь, которая образуется при по- глощении водной пленкой отсепарированных частиц. В пылеулови-

теле ЦВП (рис. 11.15б) запыленный воздух уже во входном патрубке

увлажняется форсунками грубого распыления, подающими воду на-

встречу движущемуся очищаемому воздушному потоку. Как и в ци-

клонах, в центре вихревой структуры скруббера имеет место разре-

Жение, поэтому нормальная работа аппарата возможна при отводе

щлама в шламоотстойник через гидрозатвор или так называемый

^атвор-мигалку» Это устройство представляет собой дисковый

^апан с противовесом, откидывающийся под действием силы веса

допившегося в нижней части скруббера шлама.

Пылеуловители СИОТ (рис. 11.15а) от ЦВМ отличаются мень-

лнми габаритами, но водяная пленка создается на внутренней по-

ВеРхности аппарата лотковым водораспределителем, который плохо

Работает при отклонении оси аппарата от вертикали.

359

Электронная библиотека Кббр://:1 дV.кКзби.ги

 

г

:

3

 

гг

/

/ /

N

Р§

Ата

|

5

I

ш

Т

в

1

 

 

 

I

 

X

I

 

.Н ..

'

|

~

 

~

 

VI

V

6

А

1N

Л

2 3.

4

V

 

 

Е

 

 

 

 

2

выход

 

 

#Ф=

 

 

чищенного

I

 

П

.... воздуха

0

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

N

Ш

N

 

 

 

 

 

 

 

 

$

и

Бл

 

2\

 

 

 

ШЖ

 

 

,-Е

 

 

^

,

 

 

 

7

 

 

5

вход

 

 

запыленного

 

 

воздуха

0

6

отв. 018

 

 

/\

1

к

к

 

 

 

 

А

1

,

А

2

 

 

 

 

 

Рис. 11.15

а. Пылеуловитель (скруббер) СИОТ

4

360

1

-

раскручиватель

 

- конический и цилиндрический корпуса}

 

; 2

и 3

- водоподводящий трубопровод диаметром

^

20; 5

- люк; 6

- затвор

 

Электронная

библиотека

://:1 дV.кЬзби.ги