Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И




Скачать 127.38 Kb.
НазваниеМетодические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И
Дата публикации27.07.2013
Размер127.38 Kb.
ТипМетодические указания
zadocs.ru > Математика > Методические указания
Составитель: к. т. н., проф. А. Б. Голованчиков

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне”

Редактор Щушлебина О. И.
Позиция № 132

Сдано в набор Подписано в печать

Формат 6084/16. Бумага газетная №1. Печать плоская.

Усл. печ. л. _______ Усл. кр. отт. ­­­­­­­­_____________ Уч. из. ________

Тираж 100 экз. Заказ . Бесплатно.

Волгоградский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт. 400066, г. Волгоград, пр. Ленина 28.

Межвузовский ротапринтный участок. ВолгПИ. Волгоград, ул. Советская 35.

^ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РФ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности


Лабораторная работа №2

по курсу “Теоретические основы охраны окружающей среды”
“Изучение степени очистки воздуха от твердой дисперсной фазы в циклоне и центриклоне”

(методические указания)


Волгоград 2005

Составитель: д.т.н., проф. ВолгПИ А. Б. Голованчиков
УДК 676.08

Методические указания по курсу “Теоретические основы охраны окружающей среды” к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от твердой дисперсной фазы в циклоне и центриклоне”

/Сост. А. Б. Голованчиков – Волгоград, ВолгПИ, 1993 –
Мелодические указания включают описание и принцип работ основного экологического оборудования для улавливания твердых дисперсных частиц из дымовых газов и вентиляционных выбросов. Проводится сравнение эффективности очистки в типовых аппаратах – циклонах с новыми аппаратами – центриклонами.

Рассматривается влияние диаметра аппарата и гидравлическое сопротивление.

Печатается по решению редакционно-издательского Совета Волгоградского политехнического института.
Рецензент – Козловцев В. А.

© Волгоградский

политехнический

институт, 1993 г.
П
10
РИЛОЖЕНИЕ 2

^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ОСАЖДЕНИЯ ЧАСТИЦ В ЦИКЛОНЕ
Используя уравнение Тодеса /4/

(П2.I)

где - число Рейнольдса;

- скорость осаждения частиц;

- диаметр частиц, м;

- кинематическая вязкость воздуха;

- число Архимеда;

- разность плотностей частиц и воздуха;

- локальный фактор разделения;

- локальный радиус линии тока, на которой находиться частица;

и интегральное уравнение времени осаждения

(П2.2)

где - радиус внутреннего патрубка для выброса очищенного газа, м;

- радиус корпуса циклона, м;

получаем формулу для расчета времени осаждения



(П2.3)

П
9
^ РОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛОНА
Program Ciklon

debug

real mH, mb

write (*,*) ’ввести mH, mb, qv, t, b, h, d, ro, dp, dr, ror, vi’

read (*,*) mH, mb, qv, t, b, h, d, ro, dp, dr, ror, vi

Y=mH/(mH+mb)

CH=(mH+mb)/(qv*t)

CK=mb/(qv*t)

V=qv/(b*h)

U=4*qv/(3.14*d**2)

Z=2*dp/(ro*U**2)

F=2*V**2/(9.81*d)

Ar=9.81*dr**3*(ror-ro)/(vi**2*ro)

Rh=d/2

Rb=dn/2

A=dr/(vi*Ar*f*Rh)

B=scrt(Ar*f*Rh)

Toc=A*(9*(Rh**2-Rb**2)+0.38*B*(exp(1.5*log(Rh))-exp(1.5*alog(Rb))))

write (*,2) Y,CH,CK,V,U,Z,f,Ar,toc

format (3x, ‘Y=’, f6.4, 3x, ‘CH=’, f8.3, 3x, ‘CK=’, f8.4, 3x, ‘V=’, f7.4, 3x, ‘U=’, f6.4, 3x, ‘Z=’, f8.2, 3x, ‘f=’, f7.3, 3x, ‘Ar=’, f12.7, 3x, ‘toc=’, f9.4)

end


В
2
ВЕДЕНИЕ
В настоящее время все более ужесточаются требования к чистоте атмосферного воздуха. Повышение требования к очистке дымовых газов и вентиляционных выбросов приводят к необходимости совершенствования способов пылеочистки /I/.

В зависимости от физико-химических свойств очищаемых газов, необходимого качества пылеочистки, экономики процесса, применяют сухой или мокрый способы пылеулавливания. Мокрые пылеуловители более эффективны, чем сухие, но при их применении возникает новая проблема – очистка или выпаривание загрязненных стоков. Поэтому они используются меньше, чем аппараты сухого метода пылеулавливания: фильтры, электрофильтры, пылеосадительные камеры и циклоны /2,3/. Последние нашли в промышленности, переработке строительных материалов и экологии наиболее широкое применение. Их преимущества по сравнению с другими устройствами для пылеочистки связано с простотой конструкции и эксплуатации, непрерывности работы без установки на регенерацию, высокой эффективностью и производительностью. Еще более эффективными по степени улавливания мелких частиц по сравнению с циклонами являются так называемые центриклоны. Такое название они получили вследствие сочетания принципов работы циклона – неподвижный корпус с вращающимся газовым потоком и центрифуги – вращающийся вместе с газовым потоком внутренний патрубок для выброса очищенного газа /4/. Большим преимуществом центриклона по сравнению с циклоном является снижение гидравлического сопротивления за счет уменьшения силы трения газового потока о внутренний патрубок. Справедливости ради надо отметить, что оба преимущества центриклона по сравнению с циклоном (увеличение степени очистки и снижение гидравлического сопротивления) достигаются за счет усложнения конструкции – установки подшипника под внутренний вращающийся патрубок.
^ I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1) Изучение конструкции, принципа работы циклона и центриклона.

2) Сравнение эффективности при пылеочистке воздуха в циклоне и центриклоне – степени очистки и гидравлического сопротивления.
^ 2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

И ПРИНЦИПА ЕЕ РАБОТЫ
Основной частью установки является циклон, в который газовый поток подается из пылевой камеры от воздуходувки.

Д
3
ля контроля расхода газового потока установлен ротаметр, а для определения гидравлического сопротивления циклона – трубка Пито или U – образный дифманометр. Расход потока воздуха регулируется изменением подачи напряжения на электродвигатель воздуходувки.

Внутрь пылевой камеры загружается пыль какого-либо материала (мел, песок, опилки и т.д.). Под действием потока воздуха от вентилятора, установленного внутри пылевой камеры, пыль переводиться во взвешенное состояние и подхватывается нагнетаемым внутрь пылевой камеры воздухом от воздуходувки. По гибкому шлангу воздух с пылью из пылевой камеры направляется в циклон, где происходит его разделение – уловленные частицы пыли опускаются в пылесборник внизу циклон, а очищенный воздух через выходной внутренний патрубок выбрасывается наружу. Для контроля степени очистки выбрасываемого воздуха она проходит через фильтровальный мешок, где оседают неуловленные в циклоне частицы пыли.
^ 3. ПОРЯДОК ВЫПОЛЕНЕНИЯ РАБОТЫ
1) Получить материал для исследования (мел, песок, опилки и т.д.)

2) Загрузить этот материал в пылевую камеру. Плотно закрыть крышку пылевой камеры и завернуть контрольный затяжной винт. Проверить качество уплотнения крышки камеры и всех гибких шлангов, соединяющих пылевую камеру с воздуходувкой и циклоном.

3) Включить вентилятор пылевой камеры для перевода частиц материала во взвешенное состояние.

4) Включить подачу воздуха от воздуходувки в пылевую камеру. Установить по ротаметру заданный расход воздуха. Засечь время начала опыта. Замерить гидравлическое сопротивление воздуха в циклоне.

5) Через 3-5 минут выключить подачу воздуха от воздуходувки и вентилятор пылевой камеры.

6) Определить массу уловленных в циклоне частиц, находящихся в пылевом бункере под циклоном.

7) Определить массу уловленных частиц в фильтровальном мешке над циклоном.

8) Определить степень улавливания частиц в циклоне по формуле
(I)

где масса уловленных частиц, г;

масса частиц в фильтровальном мешке над циклоном, г.

П
8
^ РИЛОЖЕНИЕ I

РАСЧЕТ НА ЭВМ ПАРАМЕТРОВ

ЦИКЛОНА И ЦЕНТРИКЛОНА
Исходные данные и расчетные параметры работы

циклона и центриклона


Наименование параметра

Размер-ность

Обозначение

Величина

в лек-циях

в прог-рамме

Масса уловленных частиц в циклоне

г



mH




Масса неуловленных частиц

г



mb




Расход воздуха через циклон





qv




Гидравлическое сопротивление циклона

Па



Dp




Время опыта

с



t




Кинематическая вязкость воздуха





vi




Ширина входного патрубка

м

b

b

0,02

Высота входного патрубка

м

h

h

0,04

Диаметр внутреннего патрубка

м

dn

dn

0,04

Внутренний диаметр корпуса циклона

м

d

d

0,09

Плотность частиц



pr

ror




Плотность воздуха





ro

1,2

Диаметр частиц

м

dr

dr




Степень улавливания частиц

--



Y




Концентрация частиц в воздухе:













на входе в циклон





СН




на выходе из циклона





СК




Тангенциальная скорость воздуха

м/с



V




Фиктивная скорость воздуха

м/с

u

U




Коэффициент сопротивления

--



Z




Фактор разделения

--



F




Время осаждения

с

toc

toc




7
7
^ . КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1) В чем заключается преимущество сухой пылеочистки по сравнению с мокрой? Перечислите основные методы очистки воздуха и газов от пыли.

2) Принципы работы циклона и центриклона. Движущая сила процесса разделения. Что такое фактор разделения циклона?

3) Профили скоростей газового потока в циклоне и центриклоне. Почему увеличивается движущая сила в центриклоне по сравнению с циклоном, почему уменьшается гидравлическое сопротивление?

4) Преимущества и недостатки циклона и центриклона. Циклоны конструкции НИИОГАЗ, основные расчетные параметры: диаметр и гидравлическое сопротивление. Выбор основных размеров циклонов.

5) Как влияет угол подвода газа к корпусу на гидравлическое сопротивление и степень очистки?

6) Изобразите схематично циклон и линию тока газового потока.

7) Приведите формулу для расчета диаметра циклона по производительности.

8) Почему батарея малых циклонов работает эффективней одного большого циклона.

9) Что такое степень очистки газового потока в циклоне? Как она зависит от размера и плотности частиц?

10) Что такое фиктивная и тангенциальная скорости газового потока в циклоне? Изобразите эти скорости на схеме циклона.
^ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
I. Тищенко Н. В. Охрана атмосферного воздуха. Справочник. – М.: Химия, 1991, 382 с.

2. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1976, 632 с.

3. Ефремов Г. И., Лукачевский Б. П. Пылеочистка. – М.: Химия, 1990, 67 с.

4. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1976, 552 с.


4

Схема экспериментальной установки


12

6

5

1

11

3

2

4

9

7

8

10

I. воздуходувка; 2. регулятор напряжения; 3. пылевая камера;

4. вентилятор; 5. ротаметр; 6. гибкий шланг;

7. U-образный дифманометр; 8. циклон; 9. пылесборник;

10. фильтровальный мешок; 11. профиль скорости в циклоне;

12. в центриклоне.
Рис. I


9
5
) Определить среднюю концентрацию частиц в очищаемом воздухе на входе в циклон по формуле

, (2)

где объемный расход воздуха через циклон, ;

время проведения опыта, с.

10) Определить среднюю концентрацию частиц в воздухе на выходе из циклона по формуле

, (3)

или (4)

11) Определить среднюю тангенциальную скорость воздуха в циклоне

, м/с (5)

где площадь входного патрубка в циклоне, .

12) Определить фиктивную скорость воздуха в циклоне

, м/с (6)

где внутренний диаметр корпуса в циклоне, м.

13) Определить коэффициент сопротивления циклона по формуле

, (7)

где гидравлическое сопротивление воздуха в циклоне, Па;

плотность воздуха, ;

фиктивная скорость воздуха в циклоне, м/с.

14) Повторить опыт и расчеты для центриклона или другого расхода воздуха через циклон.

15) Сделать вывод о сравнительной эффективности работы циклона и центриклона при равной производительности и в циклоне при разной производительности.

16) Определить факторы разделения в циклоне и центриклоне по формуле

(8)

4
6
^ . НЕОБХОДИМЫЕ ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ
I) пылевая камера с вентилятором;

2) воздуходувка;

3) регулятор напряжения;

4) циклон;

5) центриклон;

6) весы аналитические;

7) ротаметр;

8) дифманометр;

9) бункер для пыли;

10) фильтровальный рукав для пыли;

11) гибкие соединительные шланги;

12) пылевидный материал для исследований (мел, песок, опилки, пенопласт, сухой ил, дрожжи, мука древесная или пищевая, сухой суспензионный поливинилхлорид, абразивная пыль и т. д.)
^ 5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
I) Запрещается приступать к работе до получения инструктажа по технике безопасности;

2) Работу на установке проводить в присутствии преподавателя или лаборанта;

3) Помните, что выполнение лабораторной работы связано с электроустановками: регулятором напряжения и вентилятором – и требует выполнения правил электробезопасности;

4) Не пытайтесь самостоятельно устранить неисправности. О случаях их проявления сообщайте преподавателю или лаборанту.
^ 6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
I) Схема экспериментальной установки с обозначениями и наименованиями приборов и оборудования;

2) Расчетные формулы (I – 8) с результатами расчетов по ним и размерностями каждого параметра;

3) Таблицу исходных и рассчитываемых параметров для работы на ЭВМ;

4) Программу для расчета параметров циклона и центриклона на ЭВМ;

5) Выводы об эффективности работы циклона и центриклона;

6) Графики зависимости степени очистки и гидравлического сопротивления от размеров частиц, расхода воздуха, диаметра циклона или центриклона.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к лабораторной работе №6 Исследование и изучение...
Исследование автоматических выключателей. Методические указания к лабораторной работе №6 по дисциплине "Электрические и электронные...

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к лабораторной работе №24 «определение отношения...
Методические указания к лабораторной работе №24 «Определение отношения молярных теплоёмкостей Cp/Cv воздуха методом адиабатического...

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к лабораторной работе №2 Экспериментальное...
Методические указания к лабораторной работе составлены профессором Е. П. Поляковым и доцентом О. А. Евлановой и обсуждены на заседании...

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к лабораторной работе №11 Тиристорный пускатель...
Нхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Методические указания к лабораторной работе №11 по дисциплине "Электрические и электронные...

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к лабораторной работе по дисциплине «Инженерная геология»
Типы горных пород. Изучение (описание и определение) основных разновидностей осадочных, магматических и метаморфических пород по...

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к фронтальной лабораторной работе по физике...
Методические указания к фронтальной лабораторной работе по физике “Электроизмерительные приборы”. Ростов-на-Дону: Издательский центр...

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания и задания к лабораторной работе для студентов...
Методические указания предназначены для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторной работы с топографической картой студентами...

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности»
Метод указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Безопасность жизнедеятельности»/ Воронеж гос технол акад.; Сост. А. М....

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к лабораторной работе №2. 1 Определение отношения...
Изучение термодинамических процессов в газе. Освоение метода Клемана-Дезорма по определению отношения теплоёмкостей газа

Методические указания к лабораторной работе “Изучение степени очистки воздуха от дисперсной фазы в циклоне и центриклоне” Редактор Щушлебина О. И iconМетодические указания к лабораторной работе №1 по дисциплине «Компьютерная математика»
Целью работы является закрепление теоретических положений курса и приобретение навыков работы с программным продуктом Maple, а также...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов