Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Из приведенных данных можно увидеть, что около стенок существует зона, где газы движутся по нисходящей спирали с увеличивающейся тангенциальной скоростью, тогда как ближе к центру газы движутся к выходу с тангенциальной скоростью, большей чем на той же высоте около стенки. Тангенциальные скорости достигают максимума в круге, диаметр которой составляет от '/г до % диаметра выходного отверстия. Внутри круга существует центральный «стержень», где тангенциальные скорости уменьшаются, а аксиальная скорость стремится к максимуму.
Радиальная скорость, которая намного ниже тангенциальной скорости, остается практически постоянной по всем поперечным сечениям циклона. Положительное значение означает дрейф по направлению к оси. Исключение составляет лишь область центрального «стержня», где дрейф направлен наружу. Около стержневого кольца радиальная скорость стремится к нулю. Это является одним из экспериментальных подтверждений теоретического предположения, принятого при расчетах циклонов.
Из диаграммы давлений на различном расстоянии от стенок видно, что давление вблизи стенок имеет положительное значение, не очень сильно отличающееся от давления на входе в циклон. В области центрального «стержня» существует зона отрицательных давлений, простирающаяся вплоть до пылесборника. Любой подсос воздуха в пылесборник ведет к возникновению восходящего потока вдоль циклона к выхлопной трубе, при этом происходит срыв и унос осажденной пыли. В том случае, когда происходит отсос из пылесбор«ика, увеличивается эффективность циклона [230].
17*
259
vgrzddmt ¦
jВход і Лгоэа\ сь.—і
\у^Ы
V=-If
ИьЩ'т пЫДй.
Рис. VI-8. Изменение тангенциальной, радиальной и вертикальной компонент скорости в газовом циклоне [515]: а — тангенциальная скорость; б — вертикальная скорость: в — общее и статическое давле* ния; статическое давление иа входе газа 900 Па, скорость 10,7 м/с; на выходе газа: О П», 6,36 м/с; на выходе пылн: 300 Па.
т-
По
%но:
.Щт-
I--
S“
1 *1 60' I
Ї-
^ </о-¦ 30-
70
CirtlHftcf OfifttMttnflJR!' ш
/ бихря ’ ш
ш
fщ ft %rS ц і /Ы
л Wi
Ї SS S I4“ 1O*/ ч
ВО
50
JtO
30
CmefiHa огіреде-^ Улителя Duxpst
vh?n ? za & гш РаЩШ
А
? К W 20 Л ?B PaBiiyt;, »и б
P H ? П 10 W 24 . 'JaduybHM В
Рис. VI-9. Изменение тангенциальной, радиальной и вертикальной компонент скорости в циклонном скруббере [431]: а — тангенциальные скорости; б — радиальные скорости; е — вертикальные скорости.
Рис. VI-10. Спектры вторичного потока в циклонах:
а — одиночный вихрь [266]; б —двойной вихрь [915]; в — промежуточный спектр [616].
Существуют различные мнения о том, состоит ли спектр вторичного потока, образованный осевой и тангенциальной компонентами скорости, из одного вихря по всей длине циклона (рис. VI-10,а) или из двойного вихря (рис. VI-10,6), один из которых находится в верхней части над выхлопной трубой, а другой — в конической части. Концентрация пыли в верхней части циклона, а также значительное улучшение эффективности циклона при удалении пыли по специальным каналам (циклоны типа Ван-Тонгере-на или Амбуко) свидетельствуют по-видимому в пользу двойного вихря. Этот же факт был установлен некоторыми исследованиями, проведенными на гидравлических циклонах с красящим маркером [264]. Вероятно, реальный спектр вторичного потока представляет собой среднее между этими двумя схемами, как было графически показано Тер-Линденом [516] (рис. VI-10,в).
Изменение тангенциальной скорости с радиусом, выходящим за пределы центральной зоны обычного газового циклона, подчиняется уравнению вихря (VI.3), причем показатель степени п равен 0,5 во всех экспериментах. Исключение составляют ранние работы Прокката [663] и более современных исследований Ферста [258] и Александера [9], которые приводят значения показателя степени п 0,88 и 0,7 соответственно. Для циклонных скрубберов показатель степени изменяется от 0,7 до 1,391, причем значение 1 типично Для цилиндрических скрубберов. Из имеющихся эксперименталь-ных данных следует, что значение и=0,5 наиболее применимо для соотношения между тангенциальной скоростью и радиусом газового циклона, поэтому для расчета тангенциальной скорости в следующих разделах будет использовано уравнение
UrW = Const (VI. 56)
261
6. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ ЦИКЛОНА
Сделаны попытки предварительной оценки эффективности обычного противоточного циклона. В теоретических моделях допускается ряд предположений, которые не подтверждаются экспериментально, поэтому такие прогнозы носят весьма приблизительный характер. Другие методы основаны на использовании экспериментальных коэффициентов, которые позволяют предвидеть кривую фракционной эффективности со значительной степенью точности. Удовлетворительная теоретическая модель, основанная на реалистических предположениях о траектории частицы в циклоне обычной конструкции, до сих пор еще не разработана, поэтому в настоящее время нельзя сделать выбор в пользу какого-либо наиболее обещающего подхода к ее созданию.
