Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Входной и выходной газоходы соединены внешним кожухом 13, который служит для герметизации центрифуги и позволяет осуществлять очистку газов при давлении выше или ниже атмосферного. Для этой цели предусмотрены два небольших отверстия 14 и 15. Входной газоход 1 присоединен к колену для удобства монтажа электромотора, вращающего центрифугу. Электроэнергия передается через вал, проходящий через обтекатель 10 и лежащий на двух комплектах самоустанавливающихся шарикоподшипников 12. Для
256
Рис. VI-6. Турбокомпрессорный пылеуловитель:
1 — неподвижный цилиндрический входной газоход; 2 — аэродинамический обтекатель; 3 — вращающийся цилиндрический внутренний корпус центрифуги; 4—6 — лопатки турбокомпрессора; 7 — вращающийся внешний корпус; 8 — лопатки реактивной турбины; 9— цилиндрический выходной газоход; 10—аэродинамический выходной обтекатель; П — вал; /2—шарикоподшипники; ІЗ — внешний кожух; 14, 15 — отверстия.
лучшей герметизации мотор может быть смонтирован в одном из обтекателей.
Средняя скорость газов ис (и, в первом приближении, частиц пыли) может быть вычислена из уравнения
/ D+Dc \ tic -3 NTt I-2---I е
где N — число оборотов турбины в единицу времени; е — эффективность турбины (обычно около 85%).
Зная среднюю скорость турбины и угол наклона каждой лопатки, можно вычислить тангенциальную и осевую скорости. Затем для определения фракционной эффективности каждого ряда лопаток турбины можно использовать метод, подобный тому, который применялся для установки с неподвижной крыльчаткой. Были использованы три пары наборов лопаток турбины, причем углы наклона лопаток составляли 75 и 60° для первой пары, 63° и 38° для второй и 43 и 8,5° для третьей (конечной) пары. Частота вращения ротора составляла 83,3 об/с, диаметр камеры был равен 150 мм, Диаметр внутренней втулки 100 мм; при этом тангенциальная скорость была равна 33 м/с, а радиальная — 9 м/с. Подробный теоретический анализ установок такого типа крайне сложен и не будет приводиться в настоящей книге.
17—1144
257
4. ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ЦИКЛОННЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ (РОТОРНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ)
Циклонные пылеуловители, принцип действия которых основан на использовании обычного вентилятора, напоминают турбокомпрессорные пылеуловители с осевым потоком (раздел 3, стр. 256 сл.). Кроме того, что они действуют как пылеочистные установки, а также служат одновременно и вытяжными вентиляторами. Их аэродинамическая характеристика такова же, что и центробежного вентилятора с загнутыми вперед лопатками, для которого соотношения между расходом газа, перепадом давления и потребляемой мощностью хорошо известны.
Запыленный газ, поступающий в роторный пылеуловитель, закручивается на 180° в спиральной камере, тогда как частицы пыли ускоряются лопатками центробежного вентилятора и движутся под углом 90°. Максимальная скорость, приобретаемая частицами, может быть рассчитана на основе скорости ротора вентилятора (число оборотов в единицу времени N при диаметре D) и угла наклона лопаток а:
uc = NnD cos а (V1.55)
Схема обтекания газового потока и траектория частиц в таких установках очень сложны и до настоящего времени эта проблема детально не изучалась. Поэтому рассчитать размеры частиц, которые могли бы полностью удаляться из газового потока не представляется возможным. В общем случае, однако, можно констатировать, что центробежные силы, развиваемые в этих установках, очень велики, тогда как время пребывания газового потока в них относительно мало.
5. ОБЫЧНЫЕ (ПРОТИВОТОЧНЫЕ) ЦИКЛОНЫ
Диаграмма обтекания газового потока в обычном циклоне (рис. VI-7) намного сложнее, чем в прямоточном циклоне с неподвижным импеллером. В общих чертах поток представляет собой двойную спираль, причем поток во внешней спирали движется вниз по направлению к бункеру, а во внутренней — по восходящей к выводной трубе. На этот поток накладывается вторичный газовый поток от внешней спирали к внутренней. Такая модель движения была подробно изучена различными исследователями [258, 431, 515, 587, 765, 803] и недавно была объектом обширного обзора [391].
Используемые методы исследования включали многочисленные измерения с помощью трубки Пито (использовали шаровую трубку Пито [585]), визуальные методы [765] — обнаружение дыма в газовом потоке в циклоне, с помощью красителей [113, 803] и порошкообразного алюминия в сочетании с современной оптической техникой в мокрых циклонах [431].
258
рис. VI-7. Спектр потока в обычном противо-точном циклоне [7]:
/ — внутренние вихри; JJ — внешние вихри; JJJ — зона взаимодействия на входе; / — корпус; 2 — внутренний цилиндр (трубчатый кожух); 3 — коиус.
Наиболее тщательные измерения в газовых циклонах были проведены Тер-Линденом в Дельфте [515]. Для этой цели использовали циклон нормальных размеров со спиральным входом. Диаграммы Тер-Линдена, на которых представлены тангенциальные, осевые и радиальные скорости, а также общее и статическое давление, приведены на рис. VI-8. Подобные диаграммы, но для меньшего интервала значений, были получены Келсалом [431] для гидравлического циклона (рис. VI-9).
