Выбрать циклон типа ЦН-15, определить его гидравлическое сопротивление и эффективность при следующих исходных данных:

Выбрать циклон типа ЦН-15, определить его гидравлическое сопротивление и эффективность при следующих исходных данных: расход газа при нормальных условиях V0 = 4151 м3/ч; плотность газа ρ0 = 1,332 кг/м3; температура газа t = 95 °C; вязкость газа μ = 24,89·10-6 Па·с; барометрическое давление Рб = 101,3 кПа; разрежение в циклоне Рг = 30 Па; начальная концентрация пыли в газе Z1 = 50 г/м3. Циклон работает в сети без раскручивателя.

Плотность газа при рабочих условиях:
ρг=ρ0273(Рбар±Рг)273+tг101,3∙103=1,332273(101,3∙103-30)273+95101,3∙103=0,988 кг/м3
Расход газа при рабочих условиях:
Vг=273+tг101,3∙103273(101,3∙103±Рг)=4151273+95101,3∙103273(101,3∙103-30)=5597,145м3/ч
Диаметр циклона:
Dц=Vг0,785Wопт=1,5550,785∙3,5=0,752 м
где Wопт – оптимальная скорость газа в циклоне, принимаем 3,5 м/с.
Действительная скорость газа в циклоне Wд:
Wд=Vг0,785∙Dц2=1,5550,785∙0,82=3,095 м/с
Невязка составляет: ((3,5-3,095)/3,5)·100=11,57%.
Ввиду того, что действительная скорость отличается от оптимальной менее чем на 15 %, остановимся на выбранном диаметре циклона и найдем его остальные размеры в соответствии с нормалью.
Гидравлическое сопротивление циклона:
∆Р=ξρгWг22,
где ξ - коэффициент гидравлического сопротивления

. Коэффициент гидравлического сопротивления циклона ξ зависит от ряда факторов – диаметра, концентрации пыли, компоновки циклонов в группе, организации выхода из выхлопной трубы:
ξ=κ1∙κ2∙ξ500+κ3,
где ξ500 - коэффициент сопротивления циклона диаметром 500 мм;
κ1 - поправочный коэффициент, устанавливающий влияние диаметра циклона;
κ2 - поправочный коэффициент, устанавливающий влияние запыленности газа;
κ3 - поправочный коэффициент, устанавливающий групповую компоновку циклонов.
Коэффициент гидравлического сопротивления
ξ=1∙0,91∙155=141,05
Отсюда,
∆Р=141,050,988∙3,09522=667,454 Па
Определим размер частиц d50, устанавливаемых выбранным циклоном при рабочих условиях с эффективностью 50%:
d50=dт50D∙ρчт∙μ∙WтDт∙ρч∙μт∙Wд
где Dт, ρчт, μт , Wт – табличные величины, соответствующие условиям, при которых получена табличная величина dт50=4,5мкм, характерная данному типу циклона;
D, ρч, μ , Wд – величины, соответствующие действительным условиям работы циклона.
d50=4,50,8∙1930∙24,89·10-6∙3,50,6∙3000∙22,2∙10-6∙3,095=4,693 мкм
Степень очистки газа в циклоне находят по зависимости η=φ(х)