4.4 Расчет циклона

Унос частиц материала сушильным агентом может достигать значительной величины из-за высокой скорости движения воздуха в барабане и полидисперсности высушиваемого материала (наличие значительной фракции частиц, размер которых значительно меньше среднего диаметра частиц). Для улавливания пыли применяются различные способы сепарации частиц материала из газового потока. Одним из наиболее распространенных в химической промышленности для этих целей устройств являются циклоны. Действие этого аппарата основано на использовании центробежной силы: частицы материала, содержащиеся в газе, под действием этой силы отбрасываются к стенкам аппарата и под действием силы тяжести осыпаются в нижнюю часть циклона.

Расчет циклона основывается на данных о содержании пыли на выходе из барабана и распределении частиц высушиваемого материала по размеру. Эти данные получают непосредственно из испытаний установки. Поскольку такие данные отсутствуют, расчет циклона провели для запыленности «в разумных пределах» ~ 80 г/см3.

В связи с тем, что производительность установки по воздуху весьма значительна (соответствует ранее найденному значению объемного расхода отработанного сушильного агента на выходе из сушильного барабана ), приняли в качестве предполагаемой схемы пылеосадительного устройства сборку из восьми циклонов типа ЦН-15 из, [10], стр.43.

Коэффициент гидравлического сопротивления циклона при чистом газе из [10], стр.42 ; поправочный коэффициент на принятую запыленность газа из [10], стр.38, табл.1 К2=0,90.

Коэффициент гидравлического сопротивления циклона по пыльному газу найдем из [10], стр.42:

Примем режим работы циклона из условия оптимальной работы циклона серии ЦН в пределах 50–100 м:

Определим условную скорость газа из [11], стр.18:

Влагосодержание воздуха на выходе из сушилки составляет:

Среднее парциальное давление водяных паров в отработанном воздухе определим по уравнению [5], стр.298, ф.(9.18):

,

где Масв=29 кг/кмоль – молярная масса воздуха, Mв=18 кг/кмоль – молярная масса воды.

Вычислим плотность воздуха, поступающего в циклон, из [5], стр.302:

,

где - мольный объем при стандартных условиях, T0=273,15 K –стандартная температура.

Найдем требуемый диаметр циклонов в группе по [10], стр.25:

, где n=8 – число циклонов в сборке.

Принмем ближайший стандартный диаметр циклона D = 0,7 м. Проверим условную скорость из [10], стр.26:

Проверим режим работы циклона из [10], стр.8, ф.(1):

Режим работы соответствует оптимальному режиму. Найдем потери давления на циклоне:

Определим необходимые размеры циклонов из [11, стр.37, табл.4]: ширина входного патрубка , высота входного патрубка, , высота цилиндрической части циклона , радиус циклона R2 = 0,35 м, радиус выхлопной трубы

Найдем число оборотов газового потока в циклоне по [10], стр.18:

Вычислим скорость во входном патрубке каждого из циклонов из [11], стр.19:

Определим из [2], стр.530, рис. VI коэффициент динамической вязкости воздуха .

Определим предельный размер улавливаемых частиц из [10}, стр.11, ф.(6):

Окончательно выбираем сборку из восьми циклонов ЦН-15 диаметром 700 мм.