Основы расчета, проектирования и эксплуатации технологического оборудования - Максимов В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
ЗасГб очищення вГдкритим струменем рГдини, у тому числГ пульсуючо!, мае найбГльше практичне значення для видалення забруднень Гз повнокомплектно! техшки в умовах експлуатацГ!. У якостГ робочо! рГдини частГше усього використовують воду й у багатьох випадках Гз скиданням !! шсля разового використання. Пояснюеться це тим, що донедавна воду вважали самою дешевою сировиною з невичерпними запасами. У тепершнш час ця точка зору зазнала значно! змши. Поширюеться використання води в замкнутих системах i замша !! шшими рГдинами.
Природа видалення забруднень за допомогою струмешв полягае в мехашчнш руйнацГ! прошарку забруднення, його адгезшних зв'язкГв Гз поверхнею, яка очищуеться за рахунок удару рГдини, що рухаеться, об перепону. Сила удару (гвдродинамГчний тиск) на ввдсташ X вГд насадки
Рх = mvx sin а = pxwxvx 2 sin a, H, де m - секундна подача рГдини, кг/с;
vx — середня швидюсть рГдини при зустрГчГ з поверхнею, яка очищуеться, м/с;
а — кут зустрГчГ струмення з поверхнею, яка очищуеться; рх — щГльнГсть рГдини в аерованому струменГ на ввдсташ X ввд насадки, кг/м3; wx — живий перетин струменя, що набГгае, м2.
Забруднення видаляються струменем з поверхнГ, яка очищуеться, в тому випадку, якщо сила удару перевищуе хоча б одну з мщшсних адгезшно-когезшних характеристик забруднень, таких як тривюсть на стискання, вигин, зсув, сила адгезГ!. З рГвняння очевидно, що сила удару струменя мае лшшну залежшсть вГд секундно! подачГ рГдини через насадку i пропорцГйна квадрату швидкостГ потоку. Початкова швидюсть потоку в струменГ за рГвнянням Бернулш
9н = 2^+н, м/с,
де +н — тиск перед насадкою, МПа;
g — прискорення сили ваги, м/с2;
M — коефГцГент швидкостГ, який залежить ввд форми отвору i типу насадки i змГнюеться в межах 0,475.0,980.
100
У конструкщях, як! використовують насоси з тиском 0,45...2,5 МПа, швидюсть при виход! з насадки приймають в межах 25. 50 м/с. Витрата рГдини через насадки (подача насоЫв) визначаеться сшвввдношенням
d2
4=/¦п ¦ ZH- P ^ 2g+ = / ¦ п ¦ р —-+ ^ 2gH+,
де f - коефщГент запасу (1,1...1,3);
wн - площа живого перетину насадки, м2; ён - дГаметр насадки, м; q - число насадок, шт.; р - коефщГент витрати.
АналГзуючи формули, неважко зауважити, що при незмшному значенн! подачи р!дини шляхом зменшення дГаметра насадки можна збшьшити швидюсть вилкання води, тим самим шдвищити силу удару, тобто теоретично випдшше мати насадки малого дГаметра. Проте, дГаметр насадки для установок низького i середнього тиску виконують у межах 3,5.8 мм, тому що насадки меншого дГаметра швидко засмГчуються. Кр!м того, тонкий струмшь мае малу ст!йк!сть i при польот! в пов!тр! швидко розпадаеться.
Таблиця 4.3
_________________________Приклад характеристики насадки______________________
Тип насадки
ПрофГль
поперекового
перетину насадки
КоефщГент
витрат
КоефщГент
швидкост!
Кошчний, що сходиться тд кутом 13...240
5dh
0,940
0,963
Важливе значення мае правильний виб!р i виконання насадки, оскшьки саме насадка перетворить потенцшну енерпю напору р!дини в кшетичну енерпю струменя (рис. 4.2). Найкраще застосувати насадки коно!дального профшю, проте через трудшсть його практичного виконання часпше застосовують кон!чн! або цилшдричш.
101
Рис. 4.2. Насадки гщрантГв струшнних установок: а - кулеподГбна насадка Гз коно!дальним профГлем каналу; б - насадка на гнучкому шланзГ; I - пружина; 2 - гщрант;
3 - корпус; 4 - гайка; 5 - кулеподГбна насадка; 6 - кГльце;
7 - насадка; 8 - гнучкий шланг
Третя дшянка струменя е робочою в установках для очищення автомобшьно! технГки вГд забруднень, особливо в умовах експлуатацГ!. Середня щшьшсть рвдини на цш дшянщ змГнюеться вщповвдно до залежностГ
рх/рН = N,
... • 3
де рн - щГльнГсть рГдини при виходГ з насадки, кг/м (для води приблизно
1000 кг/м3);
рх - щшьшсть на вщстанш X вГд насадки;
N - коефГцГент, який залежить вГд сшвввдношення х/ён.
Для насадок Гз ён=3...10 мм значення х/ён пГдпорядковуеться емпГричнГй залежностГ
x/d„ = 278,5 - 2,1 ¦ 10'4Re,
Rc д/2d + / v,
де Re - число Рейнольдса;
q - кшематична в’язкГсть води, м2/с.
Пропорцшно змГнам щГльностГ аерованого струменя змГнюеться i площа його живого перетину, тобто в першому наближенш, задаючись ввдстанню вГд насадки, знаючи тиск перед насадкою, !! коефГцГент витрати i геометричнГ розмГри, можна оцшити силу удару при зустрГчГ з поверхнею.
102
Теплотехмчт розрахунки очисного устаткування
Витрати на теплову енерпю можуть складати до 70 % вГд загальних витрат на очищення виробГв, що обумовлюе необхвдшсть ретельного вибору й шженерного обгрунтування технГчних рГшень, якГ впливають на використання тепла. Основш втрати тепла в очисному устаткуванш припадають на тепло- i масообмГн гарячого розчину з повГтрям. Вони складають до 50.60 % вГд загально! витрати тепла в установках зануренням i 75.85 % у струминних установках. У абсолютному значенш (на 1т виробГв, що очищуються) щ втрати тепла в струминних установках прохГдного типу в 5.8 разГв бГльше, нГж в установках очищення зануренням.
Питания для самоперев!рки
1. Що е метою очищення автомобГлГв у процесГ експлуатаци?
