Вплив конструктивних параметрів циклону з його характеристики

а) Форма корпусу циклону

Під час створення нових конструкцій циклонів доводиться вибирати його форму. Найбільшого поширення набули циклони з циліндроконічною та конічною формою корпусу. Відомі також циклони зі зворотним конусом і циліндричні (14) Розмаїття форми корпусу вказує на відсутність правильного рішення про вибір його форми. У зв'язку з цією обставиною були проведені випробування циклону діаметром Д=300 мм з різною формою корпусу від конічної до циліндроконічної. У цьому загальна висота циклону зберігалася постійної, рівної 3,2Д, змінювалося лише співвідношення довжини циліндричного ділянки до висоти циклону –Нцил/Д. Рис. 2.30.

При подальшому збільшенні циліндричної ділянки спостерігається падіння ступеня очищення через незадовільне відведення уловленого пилу в бункер через збільшення кута конуса циклону. Розрідження в бункері (рис.2.32) за наявності циліндричної ділянки знижується, що зменшує ймовірність виникнення підсмоктування в бункер через нещільність роз'ємних з'єднань.

Висновки за формою корпусу циклону

1. Оптимальною формою корпусу циклону слід вважати циліндроконічну з розвиненою довжиною циліндричної ділянки. 2. Конічна форма корпусу циклону має високий гідравлічний опір, підвищене розрідження в бункері, має меншу стійкість до абразивного зносу. 3. Циклони зі зворотним конусом і циліндричною формою корпусу поступаються ефективності уловлювання циклонів за п.1 і 2. Циклони зі зворотним конусом застосовуються для уловлювання волокнистих і абразивних пилів.

б) Діаметр циклону

Відповідно до теорії відцентрової сепарації зі збільшенням діаметра циклонувідбувається зниження ступеня очищення. Для оцінки впливу діаметра циклону на ступінь очищення та гідравлічний опір були проведені випробування циклону з гвинтовим входом газу типу ЦН-24 в інтервалі зміни діаметрів 100 мм - 1000 мм на грубій -d50 = 90 мкм - і меленоїd50 = = 24 мкм - золі. Результати випробувань, показані на рис. 2.33, свідчать, при уловлюванні грубої золи ступінь очищення не залежить від діаметра циклону в інтервалі 100-600 мм, для діаметра понад 600 мм ступінь очищення знижується (15).

Відсутність підвищення ступеня очищення для циклонів невеликого діаметра пояснюється ефектом рикошету великих частинок пилу стінки циклону, а також їх руйнуванням при терті стінки циклону. При уловленні дрібної золи ступінь очищення різко підвищується в циклонах малого діаметра - менше 200 мм. Починаючи з діаметрів 300 мм і більше, зниження ступеня очищення сповільнюється. Залежність зміни ступеня очищення циклону з гвинтовим входом на меленій золі від діаметра циклону задовільно апроксимується рівнянням: (2.21) де: h1>h2 - коефіцієнти очищення циклонів, відповідно діаметром Д1 і Д2n - показник ступеня. Для малих діаметрів ЦН-24, ЦН-15 менше 300 ммn = 0,6, для діаметрів понад 300 ммn = 0,25. Для циклону СЦН-40n= 0,18

Коефіцієнт опору циклону з гвинтовим входом типу ЦН-24 змінюється зі зростанням діаметра незначно, не більше 65-75. Вплив діаметра на ступінь очищення для циклонів зі спіральним входом відбувається меншою мірою, ніж у циклонах з гвинтовою кришкою. На рис. 2.34 показано характеристику зміни ступеня очищення та гідравлічного опору циклону зі спіральним входом залежно від діаметра в інтервалі 300-1600 мм. Пунктиром показанотеоретичний розрахунок зниження ступеня очищення (16). Як видно, теоретичний розрахунок дає занижені значення ступеня очищення для циклонів великих діаметрів. Помилка винесення досягає 40%.

Для з'ясування причин відхилення фактичних значень ступеня очищення від теоретичних розрахунків були проведені виміри тангенційних складових швидкостейVт у циклонах діаметром 300, 1200, 1600 мм. Вимірювання проводилися 3-х канальним циліндричним зондом. Результати вимірів показані. На рис. 2.35. Площа, обмежена кривоюVт, визначає величину циркуляції в циклоні, від якої залежить сепарація пилу в циклоні. (2.22)

Циркуляція - міра виміру обертального руху газу. З отриманих результатів видно, із збільшенням діаметра циклону підвищується циркуляція потоку в циклоні, що перешкоджає різкому зниженню ступеня очищення зі збільшенням діаметра циклону. Знаючи величину відносної зміни циркуляції потоку зі збільшенням діаметра циклону, можна визначити величину підвищення коефіцієнта опору циклону із співвідношення: (2.23)

де:Г1, Г2 - величина циркуляції потоку в циклонах діаметрамиД1 і Д2, що вимірюються за графіком рис. 2.35zn1;zn2 - коефіцієнти опору циклонів діаметрамиД1 іД2

Результати розрахунку коефіцієнта опору представлені на рис.2.36. Коефіцієнт опору зазначений у відносних одиницях до циклону діаметром 300 мм (zn = 950).

в) Вихлопна труба циклону

Дослідження впливу вихлопної труби на характеристики циклону проводилися на кварцовому пилуd50 = 14 мкм, запиленість 5 г/м 3 швидкість у вхідному патрубкуVвх = 22 м/сек, у планіVпл = 1,75 м/сек. Циклон - зі спіральним входом,діаметр - 400 мм, Н = 3,6 Д. На рис.2.37 показано зміни коефіцієнта очищення та гідравлічного опору залежно від діаметра вихлопної труби.

Оптимальна висота заглиблення вихлопної труби відповідає 1,1-1,25а, деа - висота вхідного патрубка. За відсутності вихлопної труби ступінь очищення циклону знижується з 95% до 93,5%. Вплив форми вихлопної труби оцінювалося для труби конічного вигляду. Установка конічної труби з діаметром гирла - 0,4Д, на виході - 0,5Д, призводить до зниження ступеня очищення та гідравлічного опору. Застосування таких труб нераціонально також через підвищення вартості виготовлення.

---