Логотим Метталум
Проектування, виготовлення, монтаж, запуск, паспортизація
+38 (048) 706 26 73
+38 (097) 743 69 84
metallum_office@ukr.net

Основні розміри циклонів пиловловлювачів для пневмосепараторів та їх співвідношення

Основні розміри циклонів пиловловлювачів для пневмосепараторів та їх співвідношення

В даний час, виходячи з досвіду конструювання та експлуатації, розроблено деяку методику розрахунку циклонних апаратів, яка дозволяє визначати розміри циклонів залежно від характеристики пилу та необхідного ефекту пиловиділення. Також вибираються розміри та розробляються конструкції циклонів, ґрунтуючись на експериментальних даних. Зупинятися на описі та характеристиці циклонів всіх існуючих конструкцій немає необхідності, оскільки багато з них або малоефективними, або непридатними для очищення повітряного потоку, що надходить з пневмосепаруючих каналів.

Також необхідно враховувати відомості про циклони ЦОЛ, 4БЦШ (У21-ББЦ), які вже знайшли значне поширення в зерноочисних установках, а також про циклони, які, як досконаліші, приходять їм на зміну (УЦ-38, УЦ-45).

 

Рис. 1.

На рис. 1 зображено циклон ЛІОТ (ЦОЛ), а в паспортах наведено його розміри та пропускну здатність. Остання визначена швидкості повітряного потоку при вході в циклон 18 м/сек, яка для цього циклону рекомендована як оптимальна. Ефект очищення циклону ЛІОТ під час роботи в мережах повітряних сепараторів не перевищує 95%. Зазначений ефект у багатьох випадках не забезпечує зниження запиленості повітря до санітарних норм (150 мг/м3). Опір циклону визначається за формулою

ΔН=ζρV2вх/2, Па

де ζ — коефіцієнт опору, рівний 2,8-4,0;

ρ — питома вага повітря кг/м3;

Vвх — швидкість повітряного потоку у вхідному патрубку в м/сек;

Проектна нормаль циклонів ВНІМЗ - НДГАЗ, ОТІ, УЦ-38 і УЦ-45 наведена на рис. 2. Таблиця нормалі містить основні розміри частках діаметра, рекомендовані швидкості повітряного потоку при вході в циклон і коефіцієнти опору.

Відомо, що найбільш ефективним із циклонів є циклон УЦ-38. Інші циклопи мають найгірші показники ефективності, причому винесення пилу з циклону УЦ-45 виявилося в 3 рази з циклону ВІІІЗ — НІІОГАЗ в 9 разів і з циклону ВТІ в 15 разів більше, ніж винесення пилу з циклону УЦ-38.

Також підтверджується висока ефективність циклонів типу УЦ-38 порівняно з циклонами ВНДІЗ-НДГАЗ.

Ефект пилевідділення є основним, але не єдиним показником, що визначає переваги циклону. У деяких випадках вибір циклону може диктуватись заданими габаритними розмірами або граничним опором.

Порівняльна оцінка циклонів за цими показниками, за однієї і тієї ж пропускної спроможності, дає такі результати. Найменшу висоту та найменший об'єм мають циклони ВТІ та УЦ-45, далі йдуть циклони УЦ-38 та ВНДІЗ—НІОГАЗ.

Найбільший опір має циклон УЦ-38, приблизно рівний з ним має циклон УЦ-45 і значно менший - циклони ВНДІЗ-НДІГАЗ та ВТІ.

Таким чином, у тих випадках, коли застосування циклону УЦ-38 неможливе через обмеження по висоті, замість нього можна встановлювати циклон УЦ-45; у тих же випадках, коли застосування циклону УЦ-38 неможливе через його високий опір, слід застосовувати циклон ВНДІЗ-НІОГАЗ або ВТІ (переважно перший).

Розміри циклону визначають у такий спосіб. Знаходять діаметр циклону за таблицями та каталогами відповідно до продуктивності, тобто. кількості газу, яке циклон ефективно очищає.

Значення коефіцієнтів опору щодо різних циклонів наведено у таблиці 1 до рис. 2.

Табл. 1.

Циклон

Д

д

д1

Н0

Н1

Н2

h

а

Ь

R

с

Рекомендована швидкіст повітря при вході в циклон в м/с

Коефіциєнт гідравлічного опору ζ

ВНІІЗ-

НІОГАЗ

Д

0,6Д

0,4Д

4.18Д

2.18Д

1.65Д

0,58Д

0,2Д

12-18

4.4

ВТІ

200-500

мм

0,6Д

150мм

948 мм

415 мм

533 мм

367 мм

0,37 Д

0.2 Д

12—18

3,7

ВТІ

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 циклонів з діа­метром 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

(де Д в мм )

УЦ-45

Д

0,45Д

Для циклонів с діа­метром 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

(де Д в мм)

Рис. 2. Проектна нормаль циклонів:

а — ВНІІЗ-НІОГАЗ; б — ВТІ; в — УЦ-38; д — УЦ 45.

Розглянемо приклад. Необхідно підібрати циклон для очищення 3000 м3/год повітря, що надходить з пневмосепаруючого каналу.

Визначимо розміри та опір одиночного циклону УЦ-38 (див. таблицю 1 до рис. 2). Дц = 1,05м. Висота циклону без відвідного повітропроводу та герметизуючого пристрою буде Но=3,3м. Опір циклону ΔНц=1850Па.

Отримані значення висоти та опору (особливо останнього) для звичайних умов експлуатації зерноочисних машин є небажаними. Такий високий опір циклону спричинить підвищену витрату енергії, а значна висота — складнощі у розміщенні циклону. Тому в цьому випадку доцільно використовувати не один, а кілька циклонів, об'єднавши їх в батарею.

Опір батареї більший за опір одиночного циклону, такої ж пропускної здатності. Це пояснюється наявністю у батареї розподільного повітропроводу на вході та колектора на виході. Орієнтовно опір батареї потрібно приймати на 15...20% вище за опір одиночних циклонів.

З метою економії енергії, що витрачається на очищення, опір циклону має перевищувати 800—1000 Па. У розглянутому прикладі зазначеним умовам відповідає батарея з 6-8 елементів.

Для порівняння з даними, що характеризують батарейний циклон УЦ-38 (табл. 2), наведемо дані, що характеризують батарейний циклон ВНДІЗ – НІОГАЗ при однаковій пропускній здатності (табл. 3).

Порівняння даних табл. 2 і 3 показує, що батарейний циклон ВНДІЗ — НІОГАЗ при однаковій пропускній здатності буде значно меншим від батарейного циклону з елементів УЦ-38. При тому самому опорі (порядку 800 Па) перший буде складатися з чотирьох елементів діаметром 320 мм, а другий з восьми елементів діаметром 370 мм. Однак слід нагадати, що ефект очищення циклону УЦ-38 буде вищим, ніж циклону ВНДІЗ — НДГАЗ, і тому циклон слід вибирати з урахуванням усіх факторів, що визначають придатність циклону для заданих умов, а саме: допустимої запиленості повітря, що видаляється з циклону, та встановлених габаритних розмірів.

Таблиця 2

Дані для вибору кількості елементів батарейного циклону УЦ-38

Кількість елементів в батареї

Розміри елемента в мм

Опір циклона в Па

діаметр Дц

висота Но

одинарного

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

Таблиця 3

Дані для вибору кількості елементів батарейного циклону БЦ

Кількість елементів в батареї

Розміри елемента в мм

Опір циклона в Па

діаметр Дц

висота Но

одинарного

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 схемі рис. 3 показана батарея циклонів типу УЦ-38, що складається із шести елементів, розташованих у два ряди. Батарея має один підвідний повітропровід 2 і два колектора 3, що відводять, по одному на кожен ряд. Обложений матеріал збирається і видаляється з циклонів двома шнеками 4 і двома шлюзовими затворами 5. Останні є пристроєм, що герметизує.

Можливі інші варіанти компонування батареї циклопів. У всіх випадках батарея повинна відповідати таким вимогам: мати мінімальні габаритні розміри, підведення повітря, що забезпечує рівномірний розподіл його по елементах, зручність збору та видалення осадженого матеріалу з дотриманням необхідної герметичності.

 

Рис. 3. Батарейний циклон из шести елементів типа УЦ-38 (в плані коллектор умовно знятий).