Определить размеры пылеосадительной камеры, схема которой представлена на рис. 3, для очистки запыленного газа

Определить размеры пылеосадительной камеры, схема которой представлена на рис. 3, для очистки запыленного газа от твердых частиц по данным, приведенным в табл. 3. Рис. 3. Принципиальная схема полочной пылеосадительной камеры. Характеристики камеры и процесса распределения: H – высота камеры, м; L – длина камеры, м; B – ширина камеры, м; h – расстояние между полками, равное 0,1 м. Таблица 3 – Исходные данные к задаче 3 Запыленный газ V0, м3/ч t, 0С Р, атм Характеристика твердых частиц природа твердых частиц dT, мкм 7 Азот (N2) 7000 180 1,3 Кварц 25

Определяем объемный расход запыленного газа при рабочих условиях процесса пылеочистки:
p0∙V0T0=p∙VT→V=p0∙V0∙Tp∙T0,
где р0 – давление газа, соответствующее нормальным условиям, Па; р0=101325 Па;
р – давление газа, соответствующее рабочим условиям процесса, Па; р=1,3 атм=131723 Па;
V0-объемный расход газа, соответствующий нормальным условиям, м3/с; V0=7000 м3/ч=1,944 м3/с;
Т0 – температура газа, соответствующая нормальным условиям, К; Т0=273 К;
Т – температура газа при рабочих условиях процесса, К; Т=1800С=453 К.
V=101325∙1,944∙453131723∙273=2,481 м3/с
Определяем плотность газа при рабочих условиях процесса пылеочистки:
ρг=М22,4∙Т0∙рТ∙р0=2822,4∙273∙131723453∙101325=0,979 кг/м3,
где М – мольная масса N2, кг/кмоль; М=28 кг/кмоль.
Рассчитываем теоретическую скорость осаждения твердых частиц по формуле Стокса:
woc=d2∙ρч-ρг∙g18∙μг,
где d - диаметр твердых частиц, м; d=25 мкм=25∙10-6 м;
ρч-плотность твердых частиц, кг/м3; согласно справочным данным, плотность кварца составляет 2650 кг/м3;
μг-вязкость газа, Па∙с; согласно справочным данным, вязкость N2 при 1800С составляет 0,029∙10-3 Па∙с

.
woc=(25∙10-6)2∙2650-0,979∙9,8118∙0,029∙10-3=0,031 м/с
Проверяем правомерность применения формулы Стокса на основании расчета критерия Рейнольдса:
Re=woc∙d∙ρгμг=0,031∙25∙10-6∙0,9790,029∙10-3=0,026
Так как Re<0,2, применение формулы Стокса допустимо.
Определяем действительную скорость осаждения частиц, которая в условиях стесненного осаждения в два раза меньше теоретической:
wд=0,5∙woc=0,5∙0,031=0,016 м/с
При расстоянии между полками h=0,1 м определяем время пребывания запыленного газа в пылеочистительной камере:
h=wд∙τ→τ=hwд=0,10,016=6,25 с
Принимая длину пылеосадительной камеры L=3 м, определяем линейную скорость газа в камере:
wг=Lτ=36,25=0,48 м/с
С другой стороны, линейную скорость газа в камере можно определить по формуле:
wг=VB∙H=VB∙h∙n
где В, Н – соответственно ширина и высота пылеосадительной камеры, м;
h-расстояние между полками, м; h=0,1 м;
n-число полок, шт.
Принимаем количество полок в пылеосадительной камере n=40 шт