ертханал ы жмыс № 13
Циклонда газды шанан тазалау
Жмысты масаты:Циклонда газды шанан тазалауды ортадан тепкіш кш серімен тндыру процесімен танысу. Циклоннны аэродинамикалы кедергісіне жне тиімділігіне газ жылдамдыыны серін эксперименталды оып білу, циклонда газды тазалау тиімділігіні процесс барысындаы энергошыындарына туелділігіне сараптама жасау.
13.1. Теориялы блім
Газдарды трлі нерксіп салаларында нерксіптік жне санитарлы тазалауда сері ортадан-тепкіш кшке негізделген аппараттар олданылады.
Мндай рылылара трлі модификациядаы циклондар жатызылады. Мндай аппараттар лшемі 5-10 мкм болатын ша тйіршіктерін стап алатын жоары тиімділікке ие.
Циклонда шады тазалауды тиімділігі келесі формуламен аныталады:
(13.1)
Циклонны (сур.13.1) жмыс істеу принципі тмендегідей болады. Шаны блшектері бар газ аыны циклонны корпусына жанамалатып беріледі. Сонда тйіршіктер айналмалы озалыса теді. Центрден тепкіш кшті серінен атты тйіршіктер аппаратты корпусына арай жылжиды /I, 240-244 бет/. Инерция кші газ аынында айналып жрген ша блшектеріне сері бар. Сондай-а блшекті салмаыны мнін жоарлататын инерция кші циклон абырасына блшекті озалысыны баытталуымен негізделеді. атты тйіршікті ламинарлы режимде тндырылуы инерция жне салма кштеріні атынастарына байланысты. Тйіршікті инерция жне салма кштеріні рістеріндегі жылдамдытарыны атынасы ажырату факторы деп аталады:
(13.2)
Циклонны абырасындаы жаын орналасан булы газ оспасыны тыыздыы жай газды тыыздыымен салыстыранда жоары. Салма кшіні серімен ол тмендегі циклонны ша жіберетін саылауа арай жылжиды. Ал шанан тазартылан газ осьтік аймата шыарылатын патрубкадан жоарыа ктеріліп шыарылады.
Газды инерциялы жолмен циклон аппараттарында тере зерттелмеген. Бл процесті теориялы негіздері зерттелуде, ртрлі кзарастар орын алуда.
|
Сур.13.1. Циклон
1 – циклон корпусы, 2 – кіретін патрубок, 3 – шыатын патрубок, 4 – ша шыаратын саылау
Белгілі теорияларды ішінде /П.Розин жне т.б./ айтуынша тршікті здіксіз тндыруды уаытын тмендегі байланыс арылы анытауа болады:
(13.3),
(13.3) байланысы бойынша аныталан уаыт млшері тмендегі тедік арылы есептелінген уаыта те немесе одан кем болуы ытимал:
(13.4)
Сондытан шектеп аланда (13.3) жне (13.4) байланыстарын теестіруге болады.
(13.5)
Циклонны німділігі деп аталатын газды клемдік шыыны былайша аныталады:
(13.6)
мнда: a – газ аыны кіретін патрубокты (келте бырды) биіктігі, м.
Бл параметр (биіктік) циклонда айналып жретін аынны биіктігіне те деп абылданады, м.
Сонымен атар циклондаы тндыру беті спираль трізді газ аыныны осындысына те.
(13.7)
(13.5) тедігіні екі жаын а параметріне кбейтсек, циклонны теориялы оптималды німділігін алуа болады:
(13.8)
Алыан (13.8) тедігі белгілі тндырышты жне камераны німділігін есептейтін байланыса сас /1, 193 бет/.
Тйіршіктерді (блшектерді) ламинарлы режиммен циклонда инерциялы жолмен тндыру жне тндыру жылдамдыы Стоксты формуласымен сипатталады, егер ажырату факторын ескерсек:
(13.9)
Егер (13.9) тедігіндегі wОС мнін (13.5) тедігіне ойса циклонда сталатын блшекті теориялы минималды лшемін анытайтын тедеу алынады
(13.10)
(13.10) тедігінен тмендегі орытындыларды байауа болады:
- сталатын блшекті минималды диаметрі тмендейді;
- газды тазалауды тиімділігі кбейеді, егер аынны ені жне газды ттырлыы тмендесе, сйкесінше блшекті тыыздыы, газды патрубока кірердегі жылдамдыы, циклондаы сыымдалан газды айналым саны жоарылайды.
Сонымен (13.10) тедігінен циклонны радиусы, оны тиімділігіне сері жо екендігін байауа болады. Айтылан тжірибеде циклонны тиімділігін арттыру шін циклондаы газ аыныны енін азайту керек.
Шыу бырындаы газ жылдамдыы сонымен атар циклондаы газ шыыныны (13.6) атынасымен байланысты (газ жылдамдыы) тазалау тиімділігіне серін эксперименталды тексеру, наты лабораториялы жмысты негізгі мселесі болып табылады.
Практикада келесідегідей тедеумен аныталатын, циклондаы газ аыныны жалан жылдамдыы деген тсініп кеінен олданылады:
(13.11)
Бл жылдамды, циклондаы аэродинамикалы кедергіні DРЦ анытау шін олданылады:
(13.12)
Циклондаы аэродинамикалы кедергі детте газды динамикалы (жылдамды) ысымыны айырмашылыын ескермей, шыу жне кіру быршаларыны арасындаы газды статикалы ысымыны лау ретінде аныталады. Бл шама циклондаы ауа кірулерді есептеуде аса маызды мселе болып табылады. Циклондаы аэродинамикалы кедергі 1м3 газды тазалауды меншікті энергошыындарыны шамасын сипаттайды. Газ тазалауды уат шыыны келесідегідей тедеумен аныталады:
(13.13)
Сонымен атар уаыт периодындаы газ тазалауды энергошыындары
(13.14)
Осы уаыттаы тазаланан газ клемі:
(13.15)
Газ тазалауа меншікті энергошыындары
(13.16)
СИ жйесінде ысым айырмашылыыны лшем бірлігі Паскаль, сонда
1Па = 1Н/м2 = 1 Н.м/м3 = 1 Дж/м3
Наты жмысты жне бір маызды мселесі болып, циклондаы тазалау тиімділігіні газ ысымыны лауына туелділігін эксперименталды трде оып білу.
13.2. Зертханалы ондырыны сипаттамасы
13.2-суретте келтірілген слбаа сйкес ондыры, ЦН-11/2,96-98 бет/ типті циклоннан (1), бункерден (2) жне желдеткіштен (3) трады. Бункер шнекті оректендіргішпен, циклонны кіру быршасына жаланан ауа кеткішке шады млшермен беруге арналан дозатормен жабдыталан. Циклона шады млшермен беру шнекті оректендіргішті (4) жетегіндегі электрозалтышты айналу санын реттеумен лабораториялы трансформаторды (17) тиісті ттасыны кмегімен іске асырылады. Циклондаы (1) газ шыыны сырытпа (6) кмегімен реттеледі, газ шыыныны шамасы дифманометрмен (8) бірге жмыс істейтін диафрагмамен (7) лшенеді. Циклондаы ысымны лауы дифманометрмен (9) лшенеді.
Циклона кірердегі жне шыардаы газдаы ша концентрациясын анытау, вакуум кзіне жаланан жне проба алушы быра (11) орналасан, фильтрлеуші патрондара (аллонж) 10 отыран ша шамасымен жргізіледі. лшеу жргізілмейтін жадайда, ішіне ша кірмеу шін проба алушы бырды, ауа тартышты ішіне орналсаан, Г-трізді блігі брылысты болып жасалан. ондырыны басару щитіні 2.3 – сурет алдыы бетіне, ондырыны жне басару щитін ток кзінен автоматты сндіргіш (18) жне электр ондырыны шкендігін крсететін лампа (19) орнатылан. Сонымен атар, желдеткішті электр озалтышын басарушы (14) кнопка, сндіргіш (16) жне шнекті оректендіргіш жетегіні реттелуші электрозалтышын басарушы ЛАТР (17) орналасан. Панелді алдыы бетінде дифманометрлер (8),(9), реометр (13) жне вентиль (12) орналасан.
13.3. Жмысты жргізу тсілі
1. Оытушыдан жмыс бойынша тапсырма алу, соны ішінде циклондаы ысымны лау Р лау мні мен шнекті оректендіргіш дозаторды айналу саны.
2. Длдігі 1 мг аналитикалы таразыда сан бойынша 10 рет фильтрлеуші патрондарды (аллонж) лшеу, мліметтерді 13.1 кестеге енгізу (тіркеме 1).
|
Сур. 13.2. Зертханалы ондырыны технологиялы схемасы
3. Сндіргішпен (18) басару щитін осу. Желдеткішті (3) «Пуск» (14) нктесін басып іске осу. Задвижка (6) білігіні айналуымен дифманометр (9) бойынша циклона берілген ысымны улау мнін орнату.
4.Шнекті оректендіргіш (4) жетегіні электрозалтышын ошышпен (16) осып, лабораториялы трансформаторды (17) ттасын берілген айналу санына ою.
5.Дифманометрді (8) крсетуімен циклондаы ауа шыыныны Vс шамасын анытау:
(13.17)
|
Сур.13.3. Басару ондырысыны щиті
6.Аллонж №1, циклонны кіру линиясына жаланан проба алыш убыршаа орнату.
7.Проба алу убыршасын жмыс жадайына келтіріп, аллонждар арылы проба алуды 5 минут барысында жргізу. Аллонжды алып, сыртын сртіп аналитикалы таразыда лшеу. лшеу мліметін жне тжірибе шартыны мндерін 2.1 кестеге енгізу (тіркеме 1).
8. Аллонж №2, циклонны шыу линиясына жаланан проба алыш убыршаа п.7 сйкес орнату.
9. Тапсырмаа сйкес циклондаы ысым улауыны мнін дифманометр (9) бойынша орнату. 5-8 пунктер бойынша лшеулер жргізу.
10. п.9 сйкес барлы ажетті лшеулерді орындау.
11. Лабораториялы трансформаторды 17 ттасын бастапы жадайа келтіру жне шнекті оректендіргіш жетегіні 4 электр озалтышыны тотауын 16 амтамасыз ету. Желдеткішті электр озалтышын басарушы (14) кнопкасын басып желдеткішті 3 тотату. Автоматты сндіргіш (18) кнопкасын басып басару щитін сндіру.
13.4. Алынан мліметтерді деу
I. Келесі тедеуді олдана отырып, (тіркеме 1, кесте 13.1) лшеу нтежелеріні кестесіндегі мліметтер бойынша, бастапы берілген ысым айырмасыны мні шін циклона кірер жне шыардаы проба алудан кейін аллонждаы жетілдіру массасын анытау:
(13.18)
Келесідегідей тедеуді олдана отырып 13.1 – кесте мліметтері бойынша циклона кірердегі жне шыардаы газдаы шаны клемдік массалы концентрациясын анытау:
(13.19)
мндаы: tОТ =5 мин = 300с - лшеу алу уаыты.
Циклондаы газды тазалауды тиімділігін (13.1) – тедеумен есептеіз.
Алынан мліметтерді 13.2-кестеге енгізііз (тіркеме 1). Циклондаы газды жалан жылдамдыын (13.2) – тедеумен есептеіз.
Циклонны аэродинамикалы кедергісіні коэффициентін келесі тедеумен анытаймыз:
(13.20)
(13.20) – тедеудегі газ тыыздыын келесі теестірумен анытаймыз:
(13.21)
Циклона кірер бырдаы газ жылдамдыын келесі тедеумен анытаймыз:
(13.22)
Циклондаы бліну факторыны шамасын К (13.2) –тедеумен анытаймыз.
Алынан мліметтерді 13.2-кестеге енгіземіз (тіркеме 1).
2. 1-ші пунктегі циклондаы ысымны айырмасыныны алан мнін есептеу шін айталау керек. Оны тіркемеде келтірілген бадарлама бойынша ЭЕМ–да есептелінеді.
3. Газ тазалау тиімділігіні циклона кірер бырдаы жылдамдыа жне газ тазалауды меншікті энергошыындарына туелділік графигін трызыыз. Алынан мліметтерді сараптап орытынды жасаыз.
абылданан белгілеулер:
a, b – циклонны кірер бырыны биіктігімен ені; циклондаы айналмалы газ аыныны биіктігімен ені;
Сн, Ск - циклона кірер жне шыардаы газдаы шаны бастапы (кірірден), мг/м3;
D - циклон корпусыны диаметрі,м; D= 0,25 м;
d - ша тйіршіктеріні диаметрі, м; d=0,610 мм;
Е - циклонда газды тазалауды тиімділігі (дрежесі);
g - 9,81 м/c2- ауырлы кшіні деуі;
Кц – циклондаы блу факторы;
Мг- 29 кг/кмоль – газды (ауаны) молекулярлы массасы;
m - аллонж массасы, мг;
n - циклондаыигазды шыана дейінгі айналу саны;
D
R = --------- - газды циклонны радиусы; м;
t - газ температурасы, оС;
Vc - циклондаы газ шыыны , м3/с;
w - циклоннан шыар бырдаы газ жылдамдыы, м/с;
w0Ц - циклонда ша тйіршіктеріні ту жылдамдыы, м/с;
wф - циклонны клдене имасына аландаы газды жалан жылдамдыы, , м/с;
DРц - циклонны аэродинамикалы кедергісі; 1 м3 газды тазалауа келетін меншікті энергия шыыны, Па;
x - циклонны аэродинамикалы кедергісіні коэффициенті;
m - газды динамикалы ттырлы коэффициенті, Па с;
rт, rг - тйіршіктер мен газ тыыздыы, кг/м3; =2200
13.5. Баылау сратары
1. Циклонны жмыс істеу принципі ?
2. Циклонны блу факторы дегеніміз не?
3. Циклонны німділігі алай аныталады?
4. Циклонда газды тазалау тиімділігі алай аныталады?
Кесте 13.1.
| № алонж | Алонж массасы | Алонж осымшасы mi | Газ сынамасын тадау орны | Газ сынамасын тадау шарты | ||||
| Сынаманы тадауа дейін, мг, m1i | Сынаманы тадауа дейін, мг, m2i | Циклондаы ысым айырмасы, Па, Рц | Циклон арылы ткен газды шыыны, м3/с, V | Циклон арылы ткен газды шыыны, м3/с, Vа·103 | Шнекті оректендіргіш тартпасыныны айналу саны,n | |||
Кесте 13.2.
| № алонж | Циклондаы ысым айырмасы, Па, Рц | Циклон арылы ткен газды шыыны, м3/с, V | Газдаы шаны концентрациясы | циклонда газды тазалауды тиімділігі, Е | циклонны аэродинамикалы кедергісіні коэффициенті, x | циклоннан шыар бырдаы газ жылдамдыы, м/с, w | циклондаы блу факторы, Кц | |
| Циклона кіре берісте, мг/м3, Сб | Циклоннан шыа берісте, мг/м3, Сс | |||||||