Логотим Метталум
Проектирование, изготовление, монтаж, запуск, паспортизация
+38 (048) 706 26 73
+38 (097) 743 69 84
metallum_office@ukr.net

Основные размеры циклонов пылеуловителей для пневмосепараторов и их соотношение

Основные размеры циклонов пылеуловителей для пневмосепараторов и их соотношение

В настоящее время, исходя из опыта конструирования и эксплуатации, разработана некоторая методика расчета циклонных аппаратов, которая позволяет определять размеры циклонов в зависимости от характеристики пыли и требуемого эффекта пылеотделения. Также выбираются размеры и разрабатываются конструкции циклонов, основываясь на экспериментальных данных. Останавливаться на описании и характеристике циклонов всех существующих конструкций нет необходимости, так как многие из них являются либо малоэффективными, либо непригодными для очистки воздушного потока, поступающего из пневмосепарирующих каналов.

Также необходимо учитывать сведения о циклонах ЦОЛ, 4БЦШ (У21-ББЦ), которые уже нашли значительное распространение в зерноочистительных установках, а также о циклонах, которые, как более совершенные, приходят им на смену (УЦ-38, УЦ-45).

 

Рис. 1.

На рис.1 изображен циклон ЛИОТ (ЦОЛ), а в паспортах приведены его размеры и пропускная способность. Последняя определена для скорости воздушного потока при входе в циклон 18 м/сек, которая для этого циклона рекомендована как оптимальная. Эффект очистки циклона ЛИОТ при работе в сетях воздушных сепараторов не превышает 95%. Указанный эффект во многих случаях не обеспечивает снижения запыленности воздуха до санитарных норм (150 мг/м3). Сопротивление циклона определяется по формуле

ΔН=ζρV2вх/2, Па

где ζ — коэффициент сопротивления, равный 2,8—4,0;

ρ — удельный вес воздуха в кг/м3;

Vвх— скорость воздушного потока во входном патрубке в м/сек;

Проектная нормаль циклонов ВНИМЗ— НИОГАЗ, ВТИ, УЦ-38 и УЦ-45 приведена на рис. 2. Таблица нормали содержит основные размеры в долях диаметра, рекомендуемые скорости воздушного потока при входе в циклон и коэффициенты сопротивления.

Известно, что наиболее эффективным из циклонов является циклон УЦ-38. Остальные циклопы имеют худшие показатели эффективности, причем унос пыли из циклона УЦ-45 оказался в 3 раза из циклона ВИИИЗ — НИИОГАЗ в 9 раз и из циклона ВТИ в 15 раз больше, чем унос пыли из циклона УЦ-38.

Также подтверждается высокая эффективность циклонов типа УЦ-38 по сравнению с циклонами ВНИИЗ—НИОГАЗ.

Эффект пылеотдслення является основным, но не единственным показателем, определяющим достоинства циклона. В некоторых случаях выбор циклона может диктоваться заданными габаритными размерами или предельным сопротивлением.

Сравнительная оценка циклонов по этим показателям, при одной и той же пропускной способности, дает следующие результаты. Наименьшую высоту и наименьший объем имеют циклоны ВТИ и УЦ-45, далее следуют циклоны УЦ-38 и ВНИИЗ—НИОГАЗ.

Наибольшее сопротивление имеет циклон УЦ-38, примерно равное с ним имеет циклон УЦ-45 и значительно меньшее — циклоны ВНИИЗ—НИОГАЗ и ВТИ.

Таким образом, в тех случаях, когда применение циклона УЦ-38 невозможно из-за ограничений по высоте, вместо него можно устанавливать циклон УЦ-45; в тех же случаях, когда применение циклона УЦ-38 невозможно из-за его высокого сопротивления, следует применять циклон ВНИИЗ—НИОГАЗ или ВТИ (предпочтительно первый).

Размеры циклона определяют следующим образом. Находят диаметр циклона по таблицам и каталогам согласно производительности, т.е. количества газа которое циклон эффективно очищает.

Значение коэффициентов сопротивления для разных циклонов приведено в таблице 1 к рис. 2.

Табл. 1.

Циклон

Д

д

д1

Н0

Н1

Н2

h

а

Ь

R

с

Рекомендуемая ско­рость воздуха при входе в циклон в м/с

Коэффициент гидравлического сопротивления ζ

ВНИИЗ-

НИОГАЗ

Д

0,6Д

0,4Д

4.18Д

2.18Д

1.65Д

0,58Д

0,2Д

12-18

4.4

ВТИ

200-500

мм

0,6Д

150мм

948 мм

415 мм

533 мм

367 мм

0,37 Д

0.2 Д

12—18

3,7

ВТИ

600 - 850

мм

0,585Д

150мм

1,925Д

0.825 Д

1.1 Д

0.74 Д

0,37 Д

0.2Д

12-18

3.7

УЦ-38

Д

0,38Д

Для циклонов с диа­метром Д= 100—700мм д1 = 150 мм

3,1 Д

0,8 Д

2,8 Д

0,5 Д

0,25 Д

0,25Д

0,5(Д+а)

0,125

Д

12

20 Д

(где Д в мм )

УЦ-45

Д

0,45Д

Для циклонов с диа­метром Д=300-550мм д1= 150 мм

2,8 Д

0,8 Д

2 Д

0.5 Д

0,35 Д

0,3Д

0,5(Д+в)

0,15Д

12

25 Д

(где Д в мм)

Рис. 2. Проектная нормаль циклонов:

а — ВНИИЗ-НИОГАЗ; б — ВТИ; в — УЦ-38; д — УЦ 45.

Рассмотрим пример. Необходимо подобрать циклон для очистки 3000 м3/час воздуха, поступающего из пневмосепарируюшего канала.

Определим размеры и сопротивление одиночного циклона УЦ-38 (см. таблицу 1 к рис. 2). Дц=1,05м. Высота циклона без отводного воздухопровода и герметизирующего устройства будет Но=3,3м. Сопротивление циклона ΔНц=1850Па.

Полученные значения высоты и сопротивления (особенно последнего) для обычных условий эксплуатации зерноочистительных машин являются нежелательными. Столь высокое сопротивление циклона вызовет повышенный расход энергии, а значительная высота — затруднения в размещении циклона. Поэтому в данном случае целесообразно применять не один, а несколько циклонов, объединив их в батарею.

Сопротивление батареи больше сопротивления одиночного циклона, такой же пропускной способности. Это объясняется наличием у батареи распределительного воздухопровода на входе и коллектора на выходе. Ориентировочно сопротивление батареи нужно принимать на 15…20 % выше сопротивления одиночных циклонов.

В целях экономии энергии, расходуемой на очистку, сопротивление циклона не должно превышать 800—1000 Па. В рассмотренном примере указанным условиям отвечает батарея из 6—8 элементов.

Для сравнения с данными, характеризующими батарейный циклон УЦ-38 (табл. 2), приведем данные, характеризующие батарейный циклон ВНИИЗ - НИОГАЗ при одинаковой пропускной способности (табл. 3).

Сравнение данных табл. 2 и 3 показывает, что батарейный циклон ВНИИЗ — НИОГАЗ при одинаковой пропускной способности будет значительно меньше батарейного циклона из элементов УЦ-38. При одном и том же сопротивлении (порядка 800 Па) первый будет состоять из четырех элементов диаметром 320 мм, а второй из восьми элементов диаметром 370 мм. Однако следует напомнить, что эффект очистки циклона УЦ-38 будет выше, чем циклона ВНИИЗ — НИОГАЗ, и поэтому циклон следует выбирать с учетом всех факторов, определяющих пригодность циклона для заданных условий, а именно: допустимой запыленности воздуха, удаляемого из циклона, и установленных габаритных размеров.

Таблица 2

Данные для выбора числа элементов батарейного циклона УЦ-38

Число элементов в батарее

Размеры элемента в мм

Сопротивление циклона в Па

диаметр Дц

высота Но

одиночного

ΔНц

6атарейного

ΔНбц

2

0.74

2.30

1300

1495

3

0.61

1.89

1070

1230

4

0.525

1.63

920

1058

5

0.47

1.45

830

954

6

0.43

1.33

760

874

8

0.37

1.15

650

748

Таблица 3

Данные для выбора числа элементов батарейного циклона БЦ

Число элементов в батарее

Размеры элемента в мм

Сопротивление циклона в Па

диаметр Дц

высота Но

одиночного

ΔНц

6атарейного

ΔНбц

2

0.47

1.96

1034

1189

4

0.32

1.33

704

810

6

0.28

1.17

616

708

8

0.24

1.0

528

607

На схеме рис. 3 показана батарея циклонов типа УЦ-38, состоящая из шести элементов, расположенных в два ряда. Батарея имеет один подводящий воздухопровод 2 и два отводящих коллектора 3, по одному на каждый ряд. Осажденный материал собирается и удаляется из циклонов двумя шнеками 4 и двумя шлюзовыми затворами 5. Последние являются герметизирующим устройством.

Возможны и другие варианты компоновки батареи циклопов. Во всех случаях батарея должна отвечать следующим требованиям: иметь минимальные габаритные размеры, подвод воздуха, обеспечивающий равномерное распределение его по элементам, удобство сбора и удаления осажденного материала с соблюдением необходимой герметичности.

 

Рис.3. Батарейный циклон из шести элементов типа УЦ-38 (в плане коллектор условно снят).