Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г




НазваниеОсновы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г
страница3/6
Дата публикации10.07.2013
Размер0.84 Mb.
ТипМетодические указания
zadocs.ru > Право > Методические указания
1   2   3   4   5   6
^

3.1 Теоретическая часть


3.1.1 Холодные выбросы из одиночного (точечного) источника
Величину максимальной приземной концентрации примеси См, мг/м3,для выброса холодной газовоздушной смеси, когда значение параметра f≥100м/с2·град из одиночного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм, м, от источника определяют по формуле
(3.1)
где А – коэффициент имеющий размерность мг·м∙⅓/г, (практическая работа №1, с.5);

М – количество примеси, выбрасываемой в атмосферу из источника, г/с, (формула 2.4);

F – безразмерный коэффициент, определяемый так же, как и для нагретых выбросов, (практическая работа №1, с.6);

n – безразмерный коэффициент, который определяется по формулам 1.4–1.6 в зависимости от величины опасной скорости ветра υм, м/с, вычисляемой по формуле

(3.2)
η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примеси, (практическая работа №2, с. 10);

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;

К – величина, с/м2, определяемая по формуле 3.2

D – диаметр устья источника выброса, (если труба имеет прямоугольное сечение рассчитывается эффективный диаметр по формуле 1.11) м;

(3.3)
где V1 – объем выбрасываемой из источника газовоздушной смеси, м3/с.
, (3.4)

где ωо – средняя скорость выхода газовоздушной смеси (вентиляционного воздуха) из устья источника выброса, м/с.

Величины приземных концентраций примесей в атмосфере Су, мг/м3, на расстоянии У, м, по перпендикуляру от оси факела выброса определяются по формуле 2.14.

Расстояние Хм по оси факела выброса (в направлении среднего ветра за рассматриваемый период) от источника выброса, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации вредных веществ См при неблагоприятных метеорологических условиях, определяют по формуле 2.5, а безразмерный коэффициент d составляет:

при υм ≤ 2 м/с d=11,4 υм , (3.5)

υм > 2 м/с . (3.6)
В остальном расчет рассеивания вредных веществ для холодных выбросов производят как для нагретых.

Минимальная высота трубы Нmin, м, для холодных выбросов определяют по формуле

(3.7)

3.2 Задачи
Задача 1
В отделении подготовки костного сырья желатинового завода от установленного оборудования выделяется костная пыль. Объем пылевоздушной смеси, выбрасываемой в атмосферу, V1, м3/ч. Выбросы производятся через трубу высотой Н, м, с устьем прямоугольной формы размером xb,м. Скорость выхода пылевоздушной смеси из устья источника принять равной ωo, м/с, ПДКмр костной пыли – 1мг/м3, фоновую концентрацию – Сф=0,15мг/м3. Фактический массовый выброс пыли М, г/с, А=160, η=1.

Произвести санитарно гигиеническую оценку выбросов с учетом фоновой концентрации.


Параметры

Варианты исходных данных

1

2

3

4

5

6

V1, м3

23150

23400

22500

24100

20900

22800

Н, м

18

20

16

17

19

21

ℓxb













ωo, м/с

8,2

8,5

8,4

8,3

8,1

9,0

М, г/с

4

3

3,5

3,8

4,1

3,9



Задача 2
Источником загрязнения атмосферного воздуха в г. Минске являются выбросы предприятий из труб с идентичными параметрами и характеристиками. Трубы расположены на незначительном расстоянии друг от друга и вносят общий вклад в загрязнение воздушного пространства. Рассчитать минимальную высоту трубы для каждого вещества, обеспечивающую такое рассеивание вредных веществ, при котором их максимальные приземные концентрации не превышают значений ПДКм.р.. Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примеси, η =1.


Параметры

Варианты исходных данных

1

2

3

4

5

6

Диаметр трубы, м

1,7

1,2

1,9

1,5

2,5

1,4

Скорость выхода пыле- и газовоздушной смеси из устья трубы, ωo, м/с

4,5

5,2

3,5

6,5

7

6,4

Безразмерный коэффициент, n

3

2,9

2,5

3

2

2,3

Аммиак

С, мг/м3

20

28

39

15

25

34

Сф, мг/м3

0,1

-

0,15

0,13

-

0,12

Сероводород

С, мг/м3

3

2

3,6

2,8

4

6,5

Сф, мг/м3

-

0,002

0,005

-

0,003

-

Пыль неорганическая

С, мг/м3

22

10

15

25

13

18

Сф, мг/м3

0,15

0,23

0,1

0,12

0,18

0,14

Степень очистки

пылевоздушной смеси, %

65

75

80

95

90

70


^ ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4. ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО РАСЧЕТ
4.1 Теоретическая часть
Многие технологические процессы в различных отраслях промышленности сопровождаются выделением пыли. На предприятиях пищевой промышленности, химических волокон она является основным или одним из главных вредных выделений в воздух рабочей зоны и в атмосферу. Пыль оказывает неблагоприятное воздействие на работающих, она оказывает вредное действие на органы дыхания, зрения, кожу, а при проникании в организм человека через пищеварительный тракт может вызвать общее отравление организма (токсическая пыль). Выделение пыли связано с потерей части сырья и готовой продукции, вызывает преждевременный износ технологического оборудования, ухудшение санитарно-гигиенического состояния производственных помещений, загрязняет окружающую среду. Большинство пылей пищевых производств, имеющих органическую основу, способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси, отложения пыли представляют большую пожарную опасность.

Все вышесказанное обуславливает необходимость обеспечения производств эффективной системой очистки воздуха от пыли. Важная роль в решении этой проблемы отводится пылеулавливающему оборудованию.
^ 4.2 Классификация пылеулавливающего оборудования
Пылеулавливающее оборудование широко применяется во всех отраслях пищевой промышленности, на предприятиях химических волокон. Оно служит для очистки от пыли вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу, для отделения пылевидных материалов, перемещаемых в потоке воздуха системами пневмотранспорта, а также для обеспыливания приточного и рециркуляционного воздуха.

В зависимости от способа отделения пыли от воздушного потока различают оборудование для улавливания пыли сухим способом (частицы осаждают на сухую поверхность) и оборудование для улавливания пыли мокрым способом, при котором отделение частиц от воздушного потока осуществляется с использованием жидкостей.

Оборудование, улавливающее пыль сухим способом, подразделяется на четыре группы: гравитационное, инерционное, фильтрационное, электрическое; мокрым – на три группы: инерционное, фильтрационное, электрическое.

В каждой группе различают виды оборудования. Так, группа инерционного оборудования для улавливания пыли сухим способом подразделяется на следующие виды: камерное, жалюзийное, циклонное, ротационное. Рассмотрим подробно циклонные аппараты.

4.3 Циклоны
Удаление пыли в циклоне осуществляется в результате использования центробежной силы.

Циклоны широко применяются для очистки от пыли вентиляционных и промышленных выбросов в пищевой промышленности. Здесь циклоны являются наиболее распространенным оборудованием для очистки воздуха от пыли. Это объясняется тем, что они имеют многие преимущества – простота устройства, надежность в эксплуатации при сравнительно небольших капитальных и эксплуатационных затратах. Капитальные и эксплуатационные затраты на пылеулавливающие установки, оборудованные циклонными аппаратами, значительно меньше соответствующих расходов для установок с рукавными фильтрами, а тем более электрофильтрами.

Надежность циклонов обусловлена тем, что в их конструкции нет сложного механического оборудования.

Циклоны используют обычно для грубой и средней очистки воздуха от сухой, неслипающейся пыли. Они обладают сравнительно небольшой фракционной эффективностью в области фракций пыли размером менее 10 мкм (60 – 70)% и эффективности порядка 90% и более (до 99%) для более крупной пыли.

Корпус циклона состоит из цилиндрической и конической частей. Принципиальные схемы циклонов представлены на рисунках 4.1 и 4.2.



(а) (б)

1 – корпус циклона; 2 – входной патрубок;

3 – выхлопной патрубок;

4 – пылеулавливающее устройство
Рисунок 4.1 – Принципиальная

схема циклона


Рисунок 4.2 – Цилиндрический (а) и

конический циклоны (б) НИИОГаза

Газовый поток вводится в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса 2 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит при повороте газового потока в бункер на 180о. Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу 3. Для нормальной работы циклона необходима герметичность бункера. Если бункер негерметичен, то из-за подсоса наружного воздуха происходит вынос пыли с потоком через выходную трубу.

Все практические задачи по очистке газов от пыли с успехом решаются цилиндрическими (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, ЦП-2) и коническими (СК-ЦН-34, Ск-ЦН-34М и СДК-ЦН 33) циклонами НИИОГАЗа (Государственный научно-исследовательский институт по промышленной и санитарной очистке газов).

Конструктивные схемы цилиндрических и конических циклонов НИИОГАЗа показаны на рисунке 4.2. Для циклонов принят следующий ряд внутренних диаметров D, мм: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и 3000.

Для всех циклонов бункеры имеют цилиндрическую форму диаметром Dб, равным 1,5 D для цилиндрических и 1,1 – 1,2 D для конических циклонов. Высота цилиндрической части бункера составляет 0,8 D, днище бункера выполняется с углом 60о между стенками, выходное отверстие бункера имеет диаметр 250 или 500 мм.

Избыточное давление газов, поступающих в циклоны, не должно превышать 2500 Па. Температура газов во избежание конденсации паров жидкости выбирается на 30 – 50 оС выше температуры точки росы, а по условиям прочности конструкции – не выше 400оС. Производительность циклона зависит от его диаметра, увеличиваясь с ростом последнего. Эффективность очистки циклона серии ЦН падает с ростом угла входа в циклон α.

Цилиндрические циклоны НИИОГАЗа предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами или электрофильтрами.

Конические циклоны НИИОГАЗа серии СК, предназначенные для очистки газов от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН, что достигается за счет большего гидравлического сопротивления циклонов серии СК.

Для расчетов циклона НИИОГАЗа необходимы следующие исходные данные: объем очищаемого газа Q, м3/с; плотность газа при рабочих условиях ρ,кг/м3; вязкость газа при рабочей температуре μ, Па·с; дисперсный состав пыли d50 и lg σч; входная концентрация пыли свх, г/м3; плотность частиц пыли ρч, кг/м3; требуемая эффективность очистки газа ηтр.

Расчет циклонов ведут методом последовательных приближений в следующем порядке.

1 Задавшись типом циклона, определяют оптимальную скорость газа ωоп в сечении циклона диаметром D по таблице 4.1:
Таблица 4.1 – Оптимальная скорость газа в аппарате


Тип циклона

ЦН-24

ЦН-15

ЦН-11

СДК-ЦН-33

СК-ЦН-34

ωоп, м/с

4,5

3,5

3,5

2,0

1,7


2 Вычисляют диаметр циклона D, м, по формуле

(4.1)

где Q – объем очищаемого газа, м3/с.
Полученное значение D округляют до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона. Типовые циклоны имеют следующие внутренние диаметры D, мм: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и 3000. Если расчетный диаметр циклона превышает его максимально допустимое значение, то необходимо применять два или более параллельно установленных циклона.
3 По выбранному диаметру циклона находят действительную скорость движения газа в циклоне ω, м/с:

(4.2)

где n – число циклонов.
Действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%.
4 Коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона определяют по формуле

ξ=k1k2ξ500, (4.3)

где k1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона (таблица 4.2);

k2 – поправочный коэффициент на запыленность газа (таблица 4.3);

ξ500 – коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм. Значение выбирается из таблицы 4.4.

Таблица 4.2 – Значения поправочный коэффициента k1 на влияние диаметра циклона

Тип циклона

Значение k1 для D (мм)

150

200

300

450

500 и более

ЦН-11

ЦН-15, ЦН-24

^ СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34

0,94

0,85

1,0

0,95

0,90

1,0

0,96

0,93

1,0

0,99

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0


Таблица 4.3 – Значения поправочного коэффициента k2 на запыленность газов (D=500 мм)


Тип циклона

Значение k2 при Свх (г/м3)

0

10

20

40

80

120

150

ЦН-11

ЦН-15

ЦН-24

СДК-ЦН-33

СК-ЦН-34

1

1

1

1

1

0,96

0,93

0,95

0,81

0,98

0,94

0,92

0,93

0,785

0,945

0,92

0,91

0,92

0,78

0,93

0,90

0,90

0,90

0,77

0,915

0,87

0,87

0,87

0,76

0,91

-

0,86

0,86

0,745

0,90


Таблица 4.4 – Коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500мм


Тип циклона

Значение ξ500

Тип циклона

Значение ξ500

при выхлопе в атмосферу

при выхлопе в гидравли-ческую сеть

при выхлопе в атмосферу

при выхлопе в гидравли-ческую сеть

ЦН-11

ЦН-15

ЦН-24

245

155

75

250

163

80

СДК-ЦН-33

СК-ЦН-34

520

1050

600

1150


5 Потери давления в циклоне ∆Р, Па, вычисляют по формуле

∆Р=ξ·ρ·ω2/2, (4.4)

где ρ – плотность газа в расчетном сечении аппарата, кг/м3;

ω - скорость газа в расчетном сечении аппарата, м/с;

ξ – коэффициент гидравлического сопротивления.
6 Полный коэффициент очистки газа в циклоне (ηр, %) определяется по формуле

ηр=50 [1+Ф(х)], (4.5)

где Ф – табличная функция от параметра х, равного

(4.6)

Значения dт50 и lg ση для каждого типа циклона приведены в таблице 4.5.
Таблица 4.5 – Параметры, определяющие эффективность циклонов


Тип циклона

ЦН-24

ЦН-15

ЦН-11

СДК-ЦН-33

СК-ЦН-34

dт50, мкм

8,5

4,5

3,65

2,31

1,95

lg ση

0,308

0,352

0,352

0,364

0,308


Значения dт50 определены по условиям работы типового циклона: Dт=0,6м; ρчт=1930 кг/м3; µт=22,2·10-6 Па·с; ωт=3,5 м/с. Для учета влияния отклонений условий работы от типовых на величину d50 используют соотношение
. (4.7)
По значению х, рассчитанному по формуле 4.6, находим параметр Ф по таблице 4.6
Таблица 4.6 – Значения функции Ф от параметра х


х

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Ф(х)

0,5

0,5793

0,6554

0,7257

0,7881

0,8413


Затем по формуле (4.5) определяют расчетное значение эффективности очистки газа циклоном и сравнивают с требуемым коэффициентом очистки. Если расчетное значение ηр окажется меньше необходимого по условиям допустимого выброса пыли в атмосферу ηтр, то нужно выбрать другой тип циклона с большим значением коэффициента гидравлического сопротивления.
1   2   3   4   5   6

Похожие:

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconОсновы экологии лабораторный практикум методические указания для...
Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится...

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconМетодические указания к разработке расчетно-графической работы по...
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании научно-методической комиссии Института инженерно-экологических...

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г icon«Автосервис»
Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Автосервис» исакиБТ, протокол №5 от 16. 11. 2010 г

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconМетодические указания по контрольной работе для студентов всех направлений...
Одобрены на заседании кафедры «Межкультурные коммуникации», протокол №2 от 06. 10. 2011 г

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconМетодические указания рассмотрены и рекомендованы к печати на заседании...
Арм win Machine. Также даны рекомендации по расчёту механических передач с использованием обозначенной выше системы

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconМетодические указания по контрольной работе для студентов всех направлений...
Одобрены и рекомендованы к изданию Учебно-методическим советом спбгусэ, протокол № от

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconЗ. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201...
Рассмотрен на заседании кафедры экологии и лесных мелиораций (про­токол №10 от 24. 06 2008 г.) и рекомендован к изданию методической...

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconМетодические указания
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к опубликованию на заседании научно-методической комиссии факультета ЭкУС, протокол...

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconМетодические указания по написанию курсовых работ рассмотрены и одобрены...

Основы экологии практикум к решению задач методические указания для студентов всех специальностей Могилев 2011 удк 658. 382 Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры отиэ протокол №11 от 25 июня 2010 г iconМетодические указания по выполнению контрольной работы для студентов...
Утверждены на заседании кафедры «Бухгалтерский учет и аудит», протокол №3 от 8 октября 2003 г

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