Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Вейднер [914] измерял ?J{ab/(nD,/4)} для ряда соотношений “т.тах/«е (рис. VI-18,e). Кривая 1 относится к острозаканчивающе-муся входу выходной трубы; кривая 2— к закругленному. Значения К и ? для расчета потерь давления по Барту приведены ниже:
(VI.71)
Є == Є| -f- Ee
которые могут быть найдены из следующих выражений: Д Pt De 1
(VI. 72)
•е
1
I (VI.72а)
JiDe (D — Ь)
(VI.73)
ие 2aba -(- зх (Н — S) (D — 6) ц'
Значение К
Острозакакчивающийся вход трубы
4,40
Значение
При Urmax/Ue^l -При UTmaxjUe'^X .
кривая 1 (рис. VI-18, в) 2,0
кривая 2 (рис. VI-18, в) 1,1
18—1144
273
6 я
Рис. VI-18. Конструкция входов в циклон и влияние их на величину коэффициента потерь [58]:
а — конструкции; б — коэффициент потерь а для модели II [58]; в — экспериментальные кривые Вейдиера; 1 •— острозаканчнвающаяся выходная труба; 2 — закругленная выходная
труба.
Следовательно, для расчета коэффициента потери давления ? необходимо найти значение Ei и из уравнений (VI.72, а) и (VI.72, б) и соотношение скоростей ит,так/ие из уравнения (VI.73), а затем применить уравнение (VI.71). Коэффициент потери давления ? и коэффициент сопротивления є были также определены эмпирическим путем для различных циклонов (рис. VI-19). Мушельк-науцем и Брюннером [590]. Относительные размеры циклонов и их характеристики приведены в табл. VI-3.
ТАБЛИЦА VI-S
Относительные размеры циклонов различных моделей (см. рис. VI-19) и их характеристика Г590]
Параметры Тип цнклоиа
А в С D \
DjDt 2 3 3,5 3 4
abHnDieI4) 2,7 0,9 1* 0,9 0,44
2 H/De 12,5 23,5 14 14,5 11
2 Ь/D (0,4) 0,27 0,57 0,27 0,17
а 0,76 0,76 0,71 0,25 0,93
Коэффициенты трения 0,005 0,005 0,005 0,005 0,010(0,007>
иттях/Щ 0,74 2,6 2,9 3 4,3
є 12,5 2,73 2,5 2,45 2,0
I 6,9 18,5 21 22 37
* В данном случае bufD2.
274
Альтернативный метод расчета потери давления в циклонах предложен Стейрмандом [800]. Метод основан на измерении в различных точках потерь давления, выражаемых через скоростной напор по формуле «2(p+pi)/2g:
1) на входе— 1-й скоростной напор ы? (р+рч )/2g;
2) на выходе —2-й скоростной напор и\ (р+рч )/g;
3) потери внутри циклона.
Кроме того, потери, возникающие во входной и выходной трубе, должны быть рассчитаны по нормальным уравнениям для перепада давления в газоходах (уравнение Фаннинга). Стейрманд считает, что потери внутри циклона представляют собой потери вследствие трения о стенки и потери кинетической энергии. Было найдено, что потеря кинетической энергии представляет собой удвоенную разность между скоростным напором на входе и на периферии внутренней области, т. е.
(р “Ь P4) (UT,max Ui)/g
тогда как коэффициент потерь на трение ф представляет собой отношение окружной скорости u'i на радиус входа (D/2—Ь/2) к линейной скорости во входном газоходе Ui, т. е.
<р = и./щ
где
*" [/"(2(о-ft) ) + ]/("2(d1&) )-
*р= 2GA/ab
4 GA ab
(VI.74)
(VI. 75)
где G — постоянная трения (безразмерная константа потерь на трение Стеитона и Панелла [808], равная 0,05 для газовых циклонов; А — площадь поверхности циклона, соприкасающаяся с газами; ab — площадь поперечного сечения входной трубы.
¦ЕЗ
m
E2ZJ
Pr^
Рис. VI-19. Модели циклонов, использованные Мушелькнауцем и Бриннером [519] (относительные размеры приведены в табл. VI-2).
4-
18*
275
комбинации коэффициентов потерь:
Рис. VI-20. Зависимость коэффициента потерь при треиии ф от соотношения радиусов входа для различных циклонов [800]:
а — длина входной трубы; в — ширин* входной трубы; D — диаметр циклона; Dg—диаметр выходной трубы циклона; А — внутренняя поверхность циклона; Cr — коэффициент трения, равный 0,005 (предлагается постоянным); <р — коэффициент потерь на трение.
Значение коэффициента потерь на трение ф может быть найдено из графика1 зависимости <р от 2 (D—Ь)[ IDe для различных значений GAfab (рис. VI-20). Тогда полная потеря давления может быть рассчитана из
др =
P + Рч 2g
1 +2ф
2 ф — Ь) De
¦)-}
+2«:
(VI. 76)
Стейрманд нашел, что потеря давления, рассчитанная по это-, му уравнению, с точностью до 10% совпадает с экспериментально, найденными значениями.
Существуют некоторые разногласия по поводу того, может ли быть рекуперирована часть вращательной энергии, приданной га* зам, что привело бы к уменьшению потеэч давл< . і.
Рис. VI-21. Методы сну-!і -гіпя перепада давления в циклонах за счет их внутренней модификации [729]:
а — полый циклон (?**17,4); о — сеічатьій вкладыш <?=*13,9); в — вкладыш в виде двойного конуса (?*=16,4); г — вкладыш в виде двойного конуса с лопатками (?=*10); здесь ? — коэф-фнцн.ні потерь при трении (Тер-Линден и Барт).
276
Тер-Линден уменьшил потерю давления на 20—25% путем помещения спирали на входе в выходную трубку, тогда как Шиле [729]', применив твердый центральный стержень, выполненный в виде трубки Вентури с лопатками на входе выходной трубы (рис. VI-21), уменьшил коэффициент потерь на трение ? с 17,4 до 10, т. е. достиг эффективного уменьшения потери давления на 42%. Однако Стейрманд [800] не смог добиться уменьшения потери давления с помощью внутренней модификации циклона.