Промислова екологія – Апостолюк C. O. – 3.6.2. Технологічний та конструктивний розрахунки системи імпульсної регенерації рукавних фільтрів
Для забезпечення ефективної регенерації рукавних фільтрів потрібно, щоб по вітряно-пило вий потік, що надходить з ежектора, зупинив потік, який виходить із фільтрувального елемента. Цей потік повинен створити всередині елемента такий тиск, який спричинив би коливання фільтрувальної перегородки та забезпечив зворотне продування.
Розрахунок ежектора класичним методом є досить складним, тому в інженерній практиці рекомендують приблизні методи розрахунків за допомогою графічних залежностей (рис. 3.42).
Рис. 3.42. Залежність витрати повітря через ежектор від тиску, що створюється ежектором: І – характеристика ежектора; 2 – характеристика ежектора з урахуванням залишкового опору рукавів; 3,4 – характеристики рукавів
Вздовж осі абсцис відкладають тиск, створений ежектором, а вздовж осі ординат – витрати повітря, що виражаються через коефіцієнт ежекції:
Де О0 – витрата робочого повітря, що витікає із сопла, кг/с; п — коефіцієнт ежекції.
Прямими лініями на графіку (див. рис. 3.42) відображена робота рукавів із різною проникністю перегородок. Перетин кривої ежектора та прямої перепаду тисків на рукаві є робочими точками підчас регенерації. Тиск, що розвивається ежектором при відсутності потоку, тобто в закриту камеру, відповідає нульовій продуктивності; при цьому буде максимальний перепад тиску в ежекторі. Максимальний коефіцієнт ежекції спостерігатиметься при мінімальному перепаді тисків.
Рівняння прямої лінії, що є характеристикою ежектора, можна подати у вигляді формули
Де АРе – перепад тисків на ежекторі, який може бути виражений через перепад тисків на фільтрувальній перегородці
Де АР’^ – перепад тисків між камерами очищеного та запиленого повітря під час регенерації, Па; АРр – перепад тисків під час регенерації між камерою запиленого повітря і внутрішньою порожниною рукава, Па; &;Ретах – максимальний перепад тиску на ежекторі, Па.
Витрату повітря, що надходить у змішувальну камеру ежектора, можна визначити через витрату очищуваного повітря за допомогою рівняння матеріального балансу
Де / – коефіцієнт, що характеризує проникливість перегородки (/” и>/АРп); Рр – площа регенерованого фільтрувального елемента.
Розв’язуючи разом рівняння (3.35) і (3.37), отримуємо перепад тисків під час регенерації у такому вигляді [19]:
Де Єо – витрата повітря, що надходить у змішувальну камеру ежектора, м3/с; птая – максимальний коефіцієнт ежекції (див. рис. 3.42); со – швидкість фільтрування, м/с.
Із формули (3.40) видно, що зменшення швидкості фільтрування та зниження перепаду тисків сприятливо впливають на умови регенерації.
Максимальний перепад тисків (Па), що розвивається ежектором, можна визначити за формулою [19]
Де Р0 – повний тиск стиснутого повітря в продувальній трубі, Па; Р’к – повний тиск у камері очищуваного повітря, Па; 0, – геометричний параметр ежектора (відношення площі /”с отвору сопла до площі перетину /Л (камери змішування)), визначають за формулою
Де <іе і Вк – діаметри сопла та камери змішування, м.
Унаслідок особливостей імпульсивної регенерації розрахунок максимальної величини коефіцієнта ежекції за загальноприйнятими формулами не є достатньо точним.
На основі багаторічних експериментів Б. С. Косоуров [19] запропонував точнішу формулу для визначення максимального коефіцієнта ежекції:
Де к – показник адіабати (для повітря 1,4); По – відношення повного тиску ежектуючого повітря (газу) до ежекційного (П = = Рт/Р’^ Я() ~~ газодинамічна функція, що є відношенням густини забрудненого повітря при його адіабатному струмені до густини при критичній швидкості (вибирають з табл. 3.11).
Кількість бо стиснутого повітря (кг), що витікає через отвір з гострою крайкою, на 18-20 % менша, ніж при течії із зведеного сопла, і визначається за формулою
Де т – час подачі імпульсу, с; £ – прискорення земного тяжіння, м/с2; рл – густина повітря, г/см8; иотв – коефіцієнт витрати
Таблиця 3.11. Значення газодинамічних функцій при показнику адіабати повітря k = 1,4
Стиснутого повітря через отвір сопла; при Р’К /Рв, що дорівнює критичному, приймають хото = 0,85; /е – площа отвору сопла, мм2.
Для практичних розрахунків при Р0/Р’К > 3 формула (3.44) може бути спрощена:
Де С – коефіцієнт для повітря та азоту 0,002, для вуглекислого газу 0,0023.
Після розрахунку перепаду тиску на ежекторі, використовуючи вирази (3.37) і (3.38), можна розрахувати коефіцієнт ежекції за формулою
Необхідно зауважити, що коефіцієнт ежекції є несталим протягом всього циклу регенерації. На початку процесу, коли перепад тисків на ежекторі малий (відповідає перепаду тисків на дифузорі в режимі фільтрування), коефіцієнт ежекції наближається до максимуму. Якщо тиск у порожнині рукава фільтра збільшується, коефіцієнт ежекції зменшується і досягає мінімуму при перепаді тиску в рукаві АР”; ця величина визначається за розрахунком.
Діаметр сопла може бути визначений із виразу (3.47). Відстань від зрізу сопла до змішувальної камери ежектора (м) може визначитися за формулою
Де £>к – діаметр змішувальної камери ежектора, мм; сіс – діаметр отвору сопла, мм.
Діаметр підвідної трубки до клапанних секцій визначають за формулою
Де йс – діаметр отвору сопла, мм; N – число соплових отворів.
При розрахунку об’єму ресивера рукавного фільтра використовують формулу
Де Ув – об’єм одночасно регенерованих фільтрувальних елементів, м3; к – коефіцієнт заповнення рукавів стиснутим повітрям; Р’Т – відношення мінімального необхідного абсолютного тиску стиснутого повітря в ресивері до атмосферного (приймають 4-в); Рост – відношення абсолютного тиску стиснутого повітря в ресивері в кінці циклу регенерації до атмосферного (приймають 2,5- 3,0); и) – швидкість повітря в підвідному патрубку, м/с (приймають 20-30 м/с); 7?т – площа поперечного перерізу патрубка, що підводить стиснуте повітря, м2; р’ – відношення густини прохідного повітря до густини атмосферного (приймають 2,5-3,5).
Якщо відома витрата повітря через сопла, формулу (3.49) можна записати в такому вигляді:
Потужність електродвигуна компресора (кВт) визначають за формулою
Де к’ – коефіцієнт запасу потужності електродвигуна = 1,1); п – показник політропи (для поршневих компресорів приймають 1,20-1,25); Рг Рг – початковий і кінцевий тиски в компресорі, Па; V – витрата втиснутого повітря, приведена до нормальних умов, м3/с.
Розрахунок електроенергії, необхідної для отримання заданої кількості стиснутого повітря, а отже, і для регенерації фільтрів з імпульсним продуванням, проводиться за формулою (3.51) без урахування коефіцієнта запасу потужності.
(2 votes, average: 4,50 out of 5)