Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Tính toán thiết kế hệ thống cyclone...

Tài liệu Tính toán thiết kế hệ thống cyclone

.DOC
6
8153
95

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC LỚP DH08HH ™ ™ ™ ˜˜ ˜ MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ BÀI TẬP: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CYCLONE GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: PGS.TS Trương Vĩnh Đào Tiến Học (08139090) Tháng 10/2011 I. Đề bài: Thiết kế Cyclone để thu hồi hạt rắn có kích thước phân bố theo bảng cho dưới. Khối lượng riêng của hạt là ρ = 2011 kg/cm 3 và sử dụng khí CO2 ở 200oC. Biết dòng lưu lượng của khí CO2 ra là Q2 = 7000 m3/h tại 1atm. Chọn một trong hai loại Cyclone để được hạt 10µm. 1. Tính các kích thước của cyclone, số lượng cyclone? 2. Tính hiệu suất trung bình của cyclone? 3. Tính phần trăm mà hạt 10µm được lắng? 4. Vẽ đồ thị hiệu suất? 5. Tính trở lực? II. Kích thước hạt (μm) 50 40 35 25 10 5 2 % khối lượng 90 75 65 55 30 10 4 Bài làm: Khi 30% lượng hạt có kích thước nhỏ hơn 10µm, ta chọn kiểu cyclon hiệu suất cao. Lưu lượng dòng nhập liệu là: Q = (7000/3600) = 1,9444 ( m3/s) Tiết diện ống vào, ở vận tốc dòng 15 m/s là: S = (Q/v)= 1,944 /15 = 0,1296 (m2) Theo hình 10.44a diện tích của ống vào là: S = 0.5Dc * 0.2Dc = 0,1296 (m2) Vậy đường kính của cyclone là: Dc = 1,1384 (m) Thiết bị này quá lớn so với đường kính thiết kế chuẩn là Dc = 0,203m nên ta chọn hệ thống gồm 8 cylone mới mắc song song với nhau. Lưu lượng của mỗi cylone: Q2 = Q/8 = 1,9444/8 = 0,2431 ( m3/s) = 875 ( m3/h) Tiết diện ống vào, ở vận tốc dòng 15 m/s là: S = (Q/v) = 0,2431/15 = 0,0162 (m2) Theo hình 10.44a diện tích của ống vào là: S = 0.5Dc * 0.2Dc = 0,0162 (m2) Suy ra, đường kính của mỗi cyclone: Dc2 = 0,4025 (m) Khối lượng riêng của CO2 ở 200oC: ρ = (44/22.4) * (273/473) = 1,1337 ( kg/m3) Hệ số tỉ lệ: [(Dc2 /Dc1)3 * (Q1/Q2) * (∆ρ1/∆ρ2) * (µ2/µ1)]1/2 = = [(0,4025/0,203)3 * (223/875)*(2000/2011)*(0,0224/0,018)] = 2,4587 Trong đó: Dc1 : đường kính của cylone chuẩn, m Dc2 : đường kính của cylone đề nghị, m Q1 : lưu lượng chuẩn kiểu hiệu suất cao, m3/h Q2 : lưu lượng dòng đề nghị, m3/h ∆ρ1: khác biệt khối lượng riêng giữa chất rắn và khí trong điều kiện chuẩn, kg/m 3 ∆ρ2: khác biệt khối lượng riêng giữa chất rắn và khí trong điều kiện thiết kế, kg/m 3 µ2= 0,0224 Pa.s : độ nhớt CO2 µ1= 0,018 Pa.s : độ nhớt khí chuẩn tại 20oC Các tính toán hiệu suất, sử dụng hệ số tỉ lệ và hình 10.45a, được trình bày trong bảng dưới đây: Tính toán hiệu suất thiết kế cyclone: 1 2 Kích 3 4 (Kích thước Kích thước Tỉ lệ hạt trung thước hạt trung khối bình) ÷ (hệ (µm) bình lượng số tỉ >50 50 - 40 40 - 35 35 - 25 25 - 10 10 - 5 5-2 2-0 50 45 37,5 30 17,5 7.5 3.5 1 10 15 10 10 25 20 6 4 100 lệ)2.4587 20,34 18,30 15,25 12,20 7,12 3,05 1,442 0,41 Hiệu suất đạt 92,3% > 80% : đạt yêu cầu. Đồ thị: 5 Hiệu suất thu hồi ở kích thước đã tỉ lệ(%) 100 99 98 97 95 92 80 25 6 Hiệu suất chung ∑(3*5)/100 10 14,85 9,8 9,7 23,75 18,4 4,8 1 92,3 Hiệu suất thu hồi hạt 10 µm là: H = 15,931 * ln(10) + 44,181 = 80,86% Tính toán trở lực: - Tiết diện cửa nạp liệu: A1 = 0, 5Dc * 0,2Dc =0,0162 m2 - Diện tích bề mặt của cyclon: As = π Dc 2 x (1,5+ 2,5) = 2,0358 m2 Với ƒc lấy là 0,005, ta có: - Hệ số ψ = ƒc * (As/A1) = 0,005 * (2,0358/ 0,0162 ) = 0,6283 rt = (Dc - 0,2 Dc)/2= 0,161 m re = (0,5*Dc)/2= 0,1006 m Suy ra, rt/re = 1,6 Từ hình 10.47, ta được ø = 0,85 Vận tốc khí vào: u1 = 875/0,0162 = 54012,35 m/h = 15 m/s Diện tích cửa thoát khí: So = (π *( 0,5*Dc)2)/4 = 0,031810 m2 Suy ra vận tốc dòng khí thoát: u2 =875/0,031810 = 27507 m/h = 7,6 m/s Ta có tổn thất áp suất (trở lực): ∆P = 1,1337 /203[15 2[ 1 + 2 x 0,852(2 x 1,6 -1)] + 2 x 7,6 2] = 7,404 mmbar
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng