Как циклон работает – . —

Содержание

Циклоны для очистки воздуха от пыли: виды, изготовление своим руками

Владельцам небольших мастерских и просто домашним мастерам часто приходится сталкиваться с проблемой очистки воздуха после интенсивных работ по обработке древесины, шлифовке металлических поверхностей и т.д. Обычная вентиляция помещения тут не поможет, потребуется смонтировать специализированное оборудование. При известных навыках его можно сделать и своими руками.

Циклон для очистки воздуха от пыли

Назначение и характеристики циклонов

Циклон представляет собой специализированную воздухоочистительную установку (хотя подобные агрегаты применяются также в качестве стружкоотсосов, опилок и иных средств для удаления отходов).

В качестве воздухоочистителей промышленные конструкции циклонов должны обеспечивать отсос и пылеудаление с эффективностью не ниже 85…90%, при пылеудалении фрагментов с размерами не менее 10…12 мкм. Они оснащаются различной конструкции фильтрами. Наиболее эффективны электрофильтры, благодаря которым одновременно производится снятие зарядов статического электричества с частиц пыли.

Принцип действия циклона заключается в следующем. В улиткообразное входное пространство циклона с большой скоростью (до 20 м/с) поступает воздух, для чего обычно используются вентиляторы. Воздух, содержащий частички пыли, закручивается, после чего поступает в коническую полость аппарата. Особенности геометрического строения циклона обуславливают постепенное увеличение скорости воздушного потока, содержащего пыль и иные отходы. В процессе этого происходит самоотделение более тяжёлых частиц пыли от более лёгких. Первые оседают на дно, а вторые, перемещаясь в конусообразном пространстве, попадают в пылесборник, откуда их уже легко удалить с помощью ведра или герметичного контейнера. Очищенный воздух через трубу удаляется в атмосферу.

Количество циклонов, в зависимости от требований к качеству пылеудаления, можно сделать разным: встречаются группы из трёх, четырёх и даже восьми одиночных циклонов.

Эксплуатационные требования к циклонам включают в себя следующие параметры:

допустимую дисперсность частиц, которые поступают в циклон, мкм.
эффективность процесса, которая выражается в предельной весовой концентрации частиц после пылеудаления, в г/мм³;
производительность циклона, в м³/ч;
граничная температура воздуха или газа, поступающего в раструб циклона (более характерно для систем газоочистки, чем пылеудаления) – обычно до 400…600 °C;
внутренний диаметр циклона, мм.

Кроме чисто конструктивных требований, предъявляются ещё и условия качественной установки воздухоочистных аппаратов. Например, при превышении зазоров в соединениях воздуховодов часто происходит подсос воздуха, при котором производительность отделения пыли от воздуха резко снижается. Допустимая величина подсоса не должна быть более 6…8%.

Циклоны выполняют не только удаление пыли из окружающего воздуха, но могут также обеспечивать подачу чистого воздуха в помещение.

Конструкция бытового циклона

Универсальных циклонов для выполнения различных очистных операций нет. Например, стружкоотсос должен иметь повышенную прочность стенок трубы, что предотвратит преждевременный износ. Относительно циклона, предназначенного для сбора и удаления опилок, важно предусматривать минимальные потери во всасывающих воздуховодах. Предусматривая циклон для целей очистки воздуха от цементной пыли, возникающей в строительных работах, особое внимание уделяют конструкции фильтров.

Принцип работы циклонного пылеуловителя

В бытовых условиях наиболее универсальными считаются циклоны, очищающие воздух от крупнодисперсной пыли. Изменяя конструкцию фильтров, такие аппараты можно сделать для целей пылеудаления, в качестве стружкоотсоса, для очистки воздуха от опилок в деревообрабатывающей мастерской (например, у действующей пилорамы).

Составными частями такого агрегата являются:

корпус – включает в себя коническую и цилиндрическую части, причём преимущественное влияние на качество процесса оказывает форма именно конической части;
патрубок – один или несколько, куда поступает исходный загрязнённый воздух;
выхлопная труба, предназначенная для отвода очищенного от пыли воздуха;
входной фильтр (или их система) в качестве стружкоотсоса;
приёмное ведро;
приводной электродвигатель;
вентилятор.

Устройство циклонного пылеуловителя

Все перечисленные детали/узлы можно приобрести, либо сделать своими руками.

Результат работы циклона

Выбор электродвигателя

Поскольку самодельный циклон устанавливается в мастерской, то главным параметром двигателя является его мощность и количество оборотов ротора. При наличии вентилятора мощность двигателя особого значения не имеет, поскольку частицы пыли всё равно в работающий станок, пилораму и т.п. попадать не будут. Тем не менее, мощность и диаметр улитки циклона должны быть взаимоувязаны между собой. При диаметре колеса улитки до 300…350 мм вполне подойдёт высокооборотистый (обязательно!) двигатель до 1,5 кВт. При меньших диаметрах мощность может быть ниже, однако снизится и производительность очистки. Поэтому при наличии в мастерской металлообрабатывающего станка принимают двигатель от 1 кВт.

Мощность электродвигателя существенно увеличивается, если планируется обустроить своими руками самодельное устройство за пределами помещения. Свободного места прибавится, но эффективность очистки снизится, в основном, из-за потерь в воздуховодах. Также стоит отметить, что в холодную пору года такой самодельный циклон будет эффективно «вытягивать» тепло из мастерской.

Удачным вариантом следует признать покупку электродвигателя в комплекте с приёмной улиткой, номер которой определяет потребительские возможности самодельной системы очистки воздуха. Наиболее распространённые для бытового применения параметры улиток и рекомендуемых к ним электродвигателей приведены в таблице:

Выбор электродвигателей для циклонов
№ улитки	Диаметр входного раструба (соответствует диаметру крыльчатки), мм	Производительность по воздуху, м³/ч	Рекомендуемая мощность электродвигателя, Вт	Число оборотов вала, мин^-1
2.5	80…150	До 1700	500	3000
3.15	250…300	До 5100	2200	2800
4	500…630	До 8400	5500	1430

Системы поставляются с резиновыми виброизоляторами. Они способны создавать рабочее давление от 0,8 кПа и выше.

Выбирая (либо изготавливая своими руками) улитку, предпочтение необходимо отдать радиальной схеме воздухозабора, чем тангенциальной.

В последнем случае для самодельной улитки возрастают непроизводительные потери, а инерционность способа отбора частиц для варианта со стружкоотсосом окажется весьма низкой.

Выбирая двигатель, необходимо учитывать, что скорость движения воздуха в устройстве не может быть меньше 2,5…3 м/с. При неудовлетворительной очистке элементы самодельного циклона как стружкоотсоса (фильтр, ведро) быстро забиваются стружкой, опилками и другими мелкими отходами.

Изготовление элементов циклона

На специализированных форумах сети Интернет можно найти чертежи всех составляющих агрегата, которые доступны для того, чтобы сделать их своими руками. Из подручных средств часто производится переделка бытового (а лучше – промышленного) пылесоса. Дополнительно необходимы:

комплект шлангов из полупрозрачного гофрированного материала (это облегчит визуальный контроль за осевшими внутри частицами пыли). Для стружкоотсоса практичнее резиновые шланги;
звукоизолирующая коробка, которая будет выполнять две функции – обеспечит снижение уровня шума в мастерской, и дополнительную защиту всех находящихся там станков и электроинструментов от периодически накапливаемого пылью статического электричества. С этой целью коробку можно сделать своими руками из фанеры, а изнутри отделать любого типа звукоизолятором;
воздуховоды для очищенного воздуха: собираются своими руками из тонкого алюминиевого листа, и соединяются между собой фальцами;
ёмкость для сбора отходов – можно изготовить из обычного строительного ведра вместимостью от 20 л, которое при помощи гофрорукава герметизируется с корпусом самодельного циклона;
фильтр (можно использовать фильтр от грузовых автомобилей), который устанавливается на выходном патрубке.

Переделанный своими руками для нужд пылеудаления пылесос проверяют: сначала на холостом ходу, прогоняя через систему обычный воздух, а потом уже с подключением пылесоса к работающему станку.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Принцип работы циклонов

Процесс удаления пыли из газов в циклоне ЦН происходит в два этапа. Первый этап — попадание частиц в зону осаждения за счет центробежной силы. Второй этап — отделение частиц, происходящее в тот момент, когда плотность частиц в определенной газовом объеме потока превышает допустимое значение. Т.е. газовый поток уже не способен переносить такое большое количество пыли.

В общих чертах циклоны работают следующим образом:

Газы от различных установок поступают в цилиндрическую часть циклона, стремительно разгоняются за счет центробежной силы, двигаясь к центру от периферии и спускаясь по наружной спирали. После чего поднимаются по внутренней спирали и выходят через выхлопную трубу.

Как правило, ускорение в корпусе циклона в сотни и тысячи раз больше ускорения силы тяжести. В следствие чего, даже небольшие частицы пыли выносятся к стенками корпуса и не способны дальше двигаться в общем потоке газа. В камере циклона, имеющая форму цилиндра, статическое давление стремительно падает в направлении от периферии к центру. Пограничный слой, текущий у стенки циклона имеет меньшую центробежную силу. У конической же стенки циклона и в районе его крышки появляется результат перепада давления, усилие же, сжимающее поток становиться в разы больше центробежной силы. В итоге, поток сильного вторичного вихря стремится внутрь, захватывая с собой достаточное количество частиц пыли. Но здесь есть нюанс, поток газа, двигаясь в направление нижней части, еще несколько раз будет вращаться вокруг выхлопной трубы и частицы могут опять быть выброшены к станкам установки. На помощь приходит вторичный поток, который искривляясь вдоль конической стенки, зацепляет вновь отброшенную к стенке корпуса пыль и направляет ее в нижнюю часть к бункеру циклона. Без этого вновь отброшенные частицы пыли не смогли бы попасть в бункер, т.к. центробежная сила направленная вверх сильнее силы тяжести. Вторичный поток очень сильно влияет на эффективность очистки запыленных газов, пыль может спокойно выноситься из лежачих и даже перевернутых циклонных установок. В пылеосадочной камере из-за сужения корпуса в месте соединения поток газов циркулирует намного меньше, чем в основной цилиндрической части корпуса. Но в этом случае на оси вихрь имеет давление ниже. Некоторая часть повторного потока в пылеосадочной камере, передвинувшись в нижнюю часть, опять возвращается в ядро вихря. Вследствие этого уже очищенная пыль может быть захвачена и перемещена в район оси вихря. Напомним, что аэродинамические силы движения пыли намного сильнее силы тяжести, которая в циклонной установке практически не имеет значения, и циклоны можно устанавливать в любом пространственном положении.

skyprom.ru

Принцип работы циклонов ЦН-15. — КиберПедия

Содержание

1. Введение……………………………………………………………….2

2. Газоочистное сооружение – циклоны. Типы и конструкции………3

3. Принцип работы циклонов ЦН-15…………………………………..21

3.1. Подготовка циклона ЦН-15 к работе…………………………22

3.2. Эксплуатация и обслуживание циклона ЦН-15……………..23

3.3. Теплоизоляция циклонов ЦН-15………………………………23

3.4. Монтаж циклонов ЦН-15………………………………………24

4. Расчет эффективности очистки и гидравлическое сопротивление циклонного аппарата…………………………………………………25

5. Этапы развития пылеулавливающих устройств. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания…………………………..29

6. Заключение……………………………………………………………40

7. Список литературы……………………………………………………41

Введение

На сегодняшний день существуют множество конструкций и систем очистки газов и пыли. В производстве образуются тысячи и сотни тысяч кубометров газов, отличающихся друг от друга по составу, по степени запыленности и другим параметрам, но, тем не менее, требующих очистки.

Не существует универсальных аппаратов, чистящих все и в любых условиях. Существуют различные виды очистных установок, работающих в определенных режимах, очищающих от определенного типа загрязнения, с определенной эффективностью очистки. Поэтому подобрать правильную схему, позволяющую очистить заданный газ с заданной эффективностью, — нелегкая задача. Для этого необходимо иметь представление о существующих установках, о принципах и условиях их работы, необходимо собрать их в схему, которая была бы достаточно простой и недорогой и при этом эффективной.

Существует много методик для теоретического расчета аппаратов и схем очистки газов от пыли. Но, к сожалению, теоретические расчеты не могут дать гарантию успешной их работы. Необходима проверка работы аппарата или схемы в производственных условиях.

При выборе аппаратов, входящих в схему, необходимо обязательно учитывать их технологические особенности и режимы работы. Так как при несоблюдении правил эксплуатации, при перегрузках не только снижается эффективность улавливания пыли, но и повышается износ оборудования.

2. Газоочистное оборудование — циклоны. Типы и конструкции.

Циклон – аппарат, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки — инерционный (с использованием центробежной силы). Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности в системах аспирации и пневмотранспорта.

Аспирация — отсос воздуха от места образования пыли (главным образом в производственных помещениях) для предупреждения её распространения по помещению.

Пневмотранспорт — инженерные системы (сооружения), состоящие из комплекса оборудования, трубопроводов, строительных конструкций и предназначенные для передачи измельченных материалов по трубопроводам как внутри одного, так и между различными технологическими процессами.

Основными элементами циклонов являются корпус, выхлопная труба и бункер. Газ поступает в верхнюю часть корпуса, через входной патрубок, приваренный к корпусу тангенциально. Улавливание пыли происходит под действием центробежной силы, возникающей при движении газа между корпусом и выхлопной трубой. Уловленная пыль ссыпается в бункер, а очищенный газ выбрасывается через выхлопную трубу.

Циклоны (ЦН) предназначены для улавливания из газов взвешенных в них твёрдых частиц. Эффективность очистки циклонами зависит от их диаметра и типа. При увеличении диаметра циклона уменьшается эффективность очистки.

Установки ЦН могут применяться для очистки газов от нескольких сотен кубометров в час до сотен тысяч м3/час. Для очистки значительных количеств газов циклоны выбранного диаметра объединяются в группы по 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 14 элементов с общим бункером.

Циклоны рекомендуется применять для улавливания:

1) золы из дымовых газов котельных установок;

2) пылевидных продуктов, уносимых из различного типа сушилок;

3) зернистого катализатора в процессах каталитического крекинга;

4) пыли, удаляемой после помола;

5)зернистых и пылевидных продуктов, перемещающихся пневмотранспортом;

6) пыли, уносимой из аппаратов, в которых протекают процессы со взвешенными в газах частицами;

7) пыли, удаляемой вентиляционными установками.

ЦИКЛОНЫ ЦН. В зависимости от типа, циклоны ЦН имеют различные углы наклона завихрителей, различные соотношения внутреннего диаметра к их длине, ширине и высоте входного патрубка, высоте цилиндрической и конической частям циклона, диаметру выхлопной трубы и другим определяющим размерам. Все эти соотношения влияют на технические характеристики циклонов, такие как: производительность, удельные энергозатраты, эффективность улавливания пыли, фракционный состав улавливаемой пыли, потери давления в аппарате.

Исходя из компоновочных соображений групповые циклоны ЦН-15 изготовляют с камерой очищенного газа в виде улитки (вентилятор устанавливается после циклона), или в виде сборника (вентилятор устанавливается перед циклоном).

Условное обозначение типоразмера одиночного и группового циклона:

15 — угол наклона входного патрубка относительно горизонтали(град.)

П, Л — «правое» («левое») вращение газа в улитке

число после тире — внутренний диаметр цилиндрической части циклона (мм.)

следующая цифра — количество циклонов в группе

У — с камерой очищенного газа в виде «улитки»

С — с камерой очищенного газа в виде сборника

П — пирамидальный бункер

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИКЛОНОВ ТИПА ЦН-15

допустимая запылённость газа, г/м3 —

для слабослипающихся пылей ………………………………………..не более 1200

для среднеслипающихся пылей………………………………………………………250

температура очищаемого газа, 0С……………………………………..не более 400

максимальное давление (разряжение), кгс/м3……………………………..500

коэффициент гидравлического сопротивления:

для одиночных циклонов………………………………………………………………..147

для групповых циклонов:

с «улиткой»…………………………………………………………………………………….175

со сборником………………………………………………………………………………….182

Высота циклонов ЦН-15У составляет 73% от высоты циклонов ЦН- 15.

Остальные габаритные и присоединительные размеры аналогичные с ЦН-15.

Производительность циклонов ЦН-15У при условной скорости в плане корпуса циклона соответствует производительности циклонов ЦН-15 аналогичного диаметра.

Широкий диапазон типоразмеров ЦН позволяет подобрать циклоны, обеспечивающие необходимую эффективность очистки газовой среды при оптимальных удельных энергозатратах.

При одинаковой эффективности наиболее высокие технико-экономические показатели имеют циклоны ЦН-11. Циклоны ЦН-15 отличаются большей производительностью, более устойчивой работой на пылях, склонных к налипанию, поэтому их эксплуатация оправдана при очистке газов с высокой концентрацией мелкой пыли или улавливании средне и сильно слипающихся пылей.

При невысоких требованиях к качеству очистки и для очистки газов со средним медианным диаметром частиц более 20 мкм экономически рентабельно использование циклонов ЦН-24. При больших расходах газов и высокой концентрации пыли в газовом потоке применение циклонов ЦН-24 может быть рекомендовано в качестве первой ступени очистки, перед аппаратами, обеспечивающими высокую эффективность, например перед циклонами СДК-ЦН-33, рукавными фильтрами или электрофильтрами.

Циклоны ЦН-15У, имеют более низкие технико-экономические показатели по сравнению с циклоном ЦН-15 и их использование может быть оправдано в тех случаях, когда не предъявляются высокие требования к качеству очистки и имеются ограничения габаритов по высоте.

Для очистки газов от мелкой пыли, со средним медианным диаметром 5÷6 мкм, а также при высоких требованиях к качеству очистки следует использовать наиболее высокоэффективные спирально-длинноконические циклоны СДК-ЦН-33. При ограничениях по габаритам следует использовать спирально-конические циклоны СК-ЦН-34, имеющие также высокую эффективность при больших энергетических затратах. Модернизированный циклон СК-ЦН-34М специально разрабатывался для использования в установках каталитического крекинга нефтепродуктов, дегидрирования бутана, а также в производстве технического углерода. Этот циклон более энергоёмкий, но является наиболее эффективным при очистке газов от мелко-дисперсных пылей. Циклон СК-ЦН-40 по эффективности не значительно уступает циклону СДК-ЦН-33, но имеет меньшее гидравлическое сопротивление и меньшие габариты по высоте.

ЦИКЛОНЫ СЦН-40.Высокоэффективный циклон, изготавливаемый как в одиночном, так и в групповом исполнении. Предназначен для очистки технологических газов и аспирационных выбросов от средне- и мелкодисперсной пыли. Такой показатель, как размер частиц, улавливаемых с эффективностью 50%, у циклона СЦН-40 самый лучший из всех циклонов и составляет 1 мкм. (СЦН-40-400) типоразмер.

ЦИКЛОНЫ С ОБРАТНЫМ КОНУСОМ типа ЦОК. Предназначены для очистки вентиляционных выбросов от пыли с повышенными абразивными свойствами. Допускается применение циклонов при слипающихся пылях типа сажи и талька.

Применяются в цехах механической обработки металла. Циклон состоит из цилиндрической части корпуса с завихрителем в виде «улитки», расширяющейся к низу конической части корпуса и пылесборника. Пылесборник может быть в виде бункера или выдвижного ящика. Бункера изготавливаются двух типов: с косым днищем и боковой выгрузкой и конической формы с выгрузкой снизу. Для повышения эффективности пылеосаждения и предохранения пыли от взмучивания и уноса из бункера в нижней части циклона устанавливается внутренний конус. Во избежание износа вентилятора при работе с абразивными пылями циклоны рекомендуется устанавливать перед вентилятором на всасывающей стороне. В этом случае для уменьшения гидравлического сопротивления циклона на выхлопном патрубке рекомендуется устанавливать «улитку». Чтобы продлить срок службы циклона, завихритель может быть изготовлен из низколегированной стали.

Оптимальная скорость входа запылённого воздуха в завихритель равна 16 м/сек. Циклон эффективно работает при запылённости входящего воздуха не более 20 г/м3. Эффективность очистки циклона 92÷98% и зависит от характера и дисперсности пыли, а так же от типоразмера циклона.

ЦИКЛОНЫ КОНСТРУКЦИИ РИСИ. Циклон РИСИ разработан и исследован в Ростовском инженерно-строительном институте (РИСИ). Циклоны РИСИ применяются для очистки воздуха аспирационных систем от всех видов волокнистой и слипающейся пыли, полировальной пыли и отходов лакокрасочных покрытий.

Широко применяются для очистки воздуха от пыли, образующейся при полировании поверхностей мебельных и других деталей с использованием полировальных паст. Корпус состоит из двух конусных частей. Расширяющаяся к низу нижняя коническая часть циклона исключает закупорки выпускного отверстия. Расположенная выше сужающаяся к низу

короткая коническая часть циклона – конус–коагулятор – способствует коагуляции волокнистых частиц, то есть сцеплению их с образованием более крупных частиц – агрегатов. При этом улучшается сепарационный эффект более крупных частиц и затрудняется унос частиц пыли из циклона, то есть увеличивается пылеулавливающий эффект циклонного аппарата.

Циклоны РИСИ изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ при эксплуатации по категории размещения 1, 2, 3, 4 по ГОСТ 15150-69, в системах аспирации производств категорий А, Б, В, Г и Д.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЦИКЛОН типа РЦ. Циклон РЦ предназначен для улавливания слипающихся и маслянистых пылей. Он имеет обратный конус, снабжён спирально-винтовым закручивающим аппаратом и регулирующим устройством. Циклоны данного типа рекомендуется применять для улавливания пылей с повышенной влажностью или маслянистостью, склонных к слипанию, содержащих очень крупнодисперсную фракцию и обладающих повышенной абразивностью. Закручивающий аппарат циклона выполнен в виде спирализованного винта, в нём размещено регулирующее устройство, которое представляет собой направляющую лопатку. Лопатка расположена на уровне нижней плоскости закручивающего аппарата между корпусом циклона и выхлопным патрубком. С помощью рукоятки лопатка устанавливается и фиксируется под заданным углом.

Данная конструкция позволяет осуществлять коагуляцию пыли в закручивающем аппарате, предотвращать вынос крупных частиц с большой парусностью, регулировать угол входа, а также соотношение между осевой и тангенциальной составляющими скорости потока при входе в корпус циклона в зависимости от свойств пыли и её концентрации в очищаемом воздухе. При помощи направляющей лопатки можно периодически очищать внутреннюю поверхность корпуса циклона в случае налипания пыли. Для этого направляющую лопатку поворачивают несколько раз вверх на 135º и возвращают в исходное положение.

ЦИКЛОНЫ-РАЗГРУЗИТЕЛИ типов ЦР, ЦРк, ЦОЛ. Предназначены для улавливания основной массы пыли в системах пневмотранспорта и аспирационных установках с последующей очисткой воздуха в более эффективных циклонах второй ступени или других пылеуловителях.

Циклоны типа ЦР и ЦРк могут с достаточной эффективностью применяться для очистки воздуха от стружки и опилок в системах пневмотранспорта на деревообрабатывающих предприятиях, где не требуются циклоны большой производительности, а также на зерноперерабатывающих предприятиях, где требуется без существенных энергозатрат произвести очистку воздуха от крупных фракций при транспортировании и погрузке продукции.

Циклон-разгрузитель ЦОЛ предназначен для выделения транспортируемого материала на предприятиях по переработке и хранению зерна.

ЦИКЛОНЫ типа УЦ. Приведенный в таблице ряд циклонов типа УЦ разработан Ленинградской лесотехнической академией имени С.М. Кирова и институтом Гипродревпром. Эти разработки базируются на циклонах УЦ-38(Мельстроя), спроектированных ЦНИИ Промзернопроект. Циклоны типа УЦ-38 по чертежам Гипродревпрома отличаются от циклонов модели, предложенной ЦНИИ Промзернопроект, большим удлинением конической части (Нк=2,8D вместо Нк=2,3D). Дополнительно приводим таблицу циклонов УЦ-38(Мельстроя).

Циклоны типа УЦ, разработанные ЛТА имени С.М. КИРОВА и Гипродревпромом, используются в системах пневмотранспорта древесных отходов и очистки воздуха от выбросов деревообрабатывающих производств в атмосферу от не слипающихся, не волокнистых пылей, содержащих помимо стружки и опилок шлифовальную пыль.

Циклоны типа УЦ имеют четыре модификации, отличающиеся отношением диаметра выхлопного патрубка к диаметру корпуса циклона, и составляющим соответственно: 0,38; 0,45; 0,525 и 0,6. Наиболее распространённым и чаще применяемым является циклон первой модификации, а именно УЦ-38. С увеличением номера модификации, а значит и диаметра выхлопного патрубка, уменьшается эффективность очистки, но при этом уменьшаются и потери давления в циклоне.

Эффективность очистки запылённого воздуха циклонами УЦ-38 составляет от 91% на циклонах больших диаметров до 99% на циклонах малых диаметров. Если в древесных отходах отсутствует шлифовальная пыль, то эффективность циклонов УЦ-38 значительно возрастает и составляет 96÷99%.

Циклоны устанавливаются как на нагнетательной, так и на всасывающей стороне вентилятора. При установке на всасывающей стороне вместо зонта следует устанавливать улитку.

Циклоны типа УЦ изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 1, 2, 3, 4. по ГОСТ 15150-69.

Пример обозначения циклона: УЦ1200-1П(Л). П(Л)- правый(левый), 1-исполнение, 1200 – диаметр корпуса в мм.

ЦИКЛОНЫ УЦ-38 (Мельстроя). Циклоны УЦ-38(Мельстроя) предназначены для применения в системах пневмотранспорта и аспирации на предприятиях по хранению и переработке зерна, предприятиях пищевой промышленности и сельского хозяйства. Могут изготавливаться и поставляться как батарейные по 2, 3 и 4 циклона в группе с объединённым выходом очищенного воздуха, общим сборником пыли, оснащённым шлюзовым затвором.

ЦИКЛОНЫ типа УЦМ-38. В модернизированном циклоне УЦМ, в качестве завихрителя применена улитка спирально- винтовой формы. Это позволило при той же эффективности увеличить производительность и уменьшить аэродинамическое сопротивление циклона УЦМ по сравнению с циклоном УЦ. Циклоны УЦМ имеют также четыре модификации ( отношение d / D соответственно 0,38; 0,45; 0,525 и 0,6) и те же типоразмеры, что и циклоны типа УЦ Мельстроя.

ЦИКЛОНЫ типа ОТИ. Циклоны ОТИ конструкции Одесского технологического института применяются в основном для групповой установки. Они используются на зерноперерабатывающих и пищевых предприятиях. Степень очистки до 97-98%. Оптимальная скорость на входе в завихритель 10-14 м/сек. Преимуществом циклонов ОТИ является их значительная устойчивость к изменению скорости на входе, а следовательно, и к изменению расхода очищаемого воздуха, проходящего через циклон. По

данным испытаний, возможны изменения расхода в пределах ± 35%. Это весьма важный показатель для систем, работающих с переменным режимом.

Диаметр циклона в мм, а следовательно и его номер, может быть определён в зависимости от расхода по формуле: D = 13,8 √ Q, где Q – расход воздуха м3/час.

Циклоны типа СИОТ. Сухие циклоны типа СИОТ предназначены для грубой и средней очистки газов, выделяющихся при некоторых технологических процессах (сушке, обжиге, агломерации, сжигании топлива) от сухой не слипающейся, не волокнистой и не образивной пыли, а также аспирационного воздуха в различных отраслях промышленности. Их можно использовать, в частности, для очистки воздуха от известковой пыли на сахарных заводах и в крахмало-паточной промышленности. При этом запылённость газового потока не должна превышать 300 г/м3. Циклоны устанавливаются как на всасывающей, так и на нагнетательной стороне вентилятора. Циклоны типа СИОТ по степени очистки газов равноценны циклонам ЦН-15 и циклонам Т ЦОК той же производительности.

Для уменьшения эффекта вторичного уноса частиц пыли из нижней части корпуса циклона и бункера, и увеличения производительности ГПИ Сантехпроект в 1985 году разработал модернизированные конструкции циклонов СИОТ: СИОТ-М – повышенной эффективности и СИОТ- М1 – повышенной эффективности и производительности.

В циклонах СИОТ-М между корпусом и бункером устанавливается глухая цилиндрическая вставка. Благодаря этому искусственно снижается интенсивность вихря в нижней части корпуса и в бункере на поверхности отложившейся пыли и, как следствие, уменьшается вторичный унос. В результате общий унос пыли уменьшается в 2÷2,5 раза по сравнению со старой конструкцией циклона СИОТ.

В циклонах СИОТ-М1 между корпусом и бункером устанавливается вставка-закручиватель. В этом случае запылённый поток газа разделяется на две части: в верхнюю часть циклона подаётся основной поток, а в нижнюю часть – дополнительный поток, закрученный в ту же сторону что и основной поток и равный соответственно 30÷35% общей производительности циклона.

Аэродинамические испытания показали, что при одних и тех же потерях давления, коэффициент гидравлического сопротивления циклона СИОТ-М1 в 2 раза меньше, а производительность в 1,4÷1,5 раза больше, чем у обычных циклонов СИОТ.

Оптимальная скорость очищаемого воздушного потока на входе в завихритель для всех циклонов СИОТ равна 15 м/с. Температура воздушного потока не должна превышать 400ºС.

БАТАРЕЙНЫЕ УСТАНОВКИ ЦИКЛОНОВ 4БЦШ. Батарейные установки циклонов предназначены для очистки воздуха от пыли в системах пневмотранспорта и аспирации на заготовительных и зерноперерабатывающих предприятиях в размольных отделениях мукомольных заводов и технологических цехах крупяных и комбикормовых заводов. Батарейные установки состоят из агрегата шлюзового затвора, станины, сборного конуса, четырёх циклонов (2-х правого и 2-х левого исполнения) и сборной коробки. Шлюзовой затвор (ШУ-6 для циклонов диаметром до 275 мм, или ШУ-15 для циклонов диаметром более 275 мм.)

ЦИКЛОНЫ типа ЦВВ. Циклоны типа ЦВВ с встроенным пылевым вентилятором предназначен для очистки воздуха от пыли в системах пневмотранспорта и аспирации на предприятиях деревообрабатывающей и зерноперерабатывающей промышленности. Допускается запылённость воздуха до 2 кг на м3.

ЦИКЛОНЫ типа ЦДО и ЦДО-В. Циклоны для древесных отходов ЦДО предназначены для использования в системах пневмотранспорта измельчённых древесных отходов: щепы, коры, опилок и стружек. Одним из

главных достоинств циклона ЦДО является высокая производительность при сравнительно не больших габаритах и низком сопротивлении. По своим техническим характеристикам близки к циклонам клайпедского ОЭКДМ но более компактны.

Циклоны ЦДО-В в отличие от ЦДО имеют улиточно-тангенциальный завихритель и ещё большую производительность, используются в системах пневмотранспорта крупных фракций древесных отходов или как циклоны-разгрузители для различных сыпучих материалов.

ЦИКЛОНЫ типа Ц (Гипродревпрома). Циклоны типа Ц служат для улавливания из пылевоздушной смеси древесных отходов (стружки, опилок и древесной пыли). Циклоны устанавливаются только на нагнетательной стороне вентилятора (при наличии сепаратора), если его нет то можно ставить и на всасывающей стороне вентилятора, при этом рекомендуется циклон комплектовать раскручивающей улиткой. Они могут быть правого и левого исполнения. Циклон типа Ц состоит из цилиндрической и конической частей корпуса, входного патрубка с тангенциальным завихрителем, зонта и выхлопной трубы с сепаратором. Сепаратор, работающий по принципу жалюзийного пылеуловителя с винтовым входом, служит для дополнительной очистки воздуха. Но, как показывает опыт эксплуатации циклонов типа Ц, сепаратор не выполняет своей функции, так как в процессе эксплуатации забивается стружкой и мелкодисперсной пылью, в следствие чего аэродинамическое сопротивление циклона возрастает, а эффективность улавливания пыли резко снижается. Поэтому зачастую эти циклоны изготавливаются без сепаратора, при этом их эффективность практически не отличается от заявленной разработчиком, но упрощается конструкция и возрастает надёжность в работе.

Результаты испытаний циклонов типа Ц, проведённых Тверским СМУ «ЦЕНТРПНЕВМОТРАНСПОРТ» на ряде мебельных и деревоперерабатывающих предприятий, показали их реальную эффективность. Степень очистки при улавливании совместно стружек и опилок составила 90,8% на циклонах больших диаметров и 97,5% на циклонах малых диаметров. При улавливании шлифовальной пыли эффективность составила соответственно 76% и 87%.

ЦИКЛОНЫ типа К (Клайпедского ОЭКДМ). Предназначены для систем пневмотранспорта измельченной древесины с низким содержанием пыли: щепа, кора, витая стружка, сырые опилки.

Циклоны типа К по сравнению с другими распространёнными циклонами обладают наименьшим коэффициентом гидравлического сопротивления и применяются в основном, на предприятиях деревообрабатывающей промышленности. Устанавливаются циклоны типа К как правило на нагнетательных участках пневмотранспортных систем. Имея низкое сопротивление эти циклоны менее энергоёмки по сравнению с другими циклонами, применяемыми в деревообработке.

Основной недостаток этих циклонов является невысокая эффективность при улавливании мелких пылевых частиц.

Степень очистки воздуха в циклонах при работе на стружке и опилках составила, по данным испытаний, 98 – 99%.

Оптимальный режим работы циклонов типа К находится в интервале скоростей движения воздуха во входном патрубке от 14 до 18 м/сек.

Циклоны изготавливаются правого и левого исполнения. В конструкции циклона предусмотрена трубка слива влаги, попадающей в выхлопную трубу во время дождей.

ЦИКЛОНЫ типа ЛТА. Циклоны ЛТА разработаны и испытаны в Санкт-Петербургской лесотехнической академии. Циклоны ЛТА применяются для очистки воздуха при транспортировании от станков и пилорам крупных частиц (щепа, стружка) и влажных мелких частиц (опилки) или в технологическом процессе для отделения крупной щепы. Также циклоны ЛТА используются в качестве циклонов-разгрузителей. Эффективность очистки воздуха составляет 85÷90%. При транспортировании сухой стружки или опилок, когда образуется много мелкодисперсной пыли, или при наличии в транспортируемой материале шлифовальной пыли, данный циклон не обеспечивает достаточной очистки воздуха, и требует второй ступени очистки.

Пылеуловители ВЗП и ВЗП-М. Вихревые пылеуловители со встречными закрученными потоками типа ВЗП разработаны в Московской государственной текстильной академии и первоначально предназначались для улавливания волокнистых пылей на предприятиях льняной, пенькоджутовой, хлопкоочистительной, текстильной и лёгкой промышленности. Дальнейшие испытания и доработки пылеуловителей расширили область их применения.

В настоящее время пылеуловители ВЗП и модернизированный ВЗП-М с успехом используются для очистки воздуха, удаляемого системами аспирации и пневмотранспорта, от средне и мелкодисперсной пыли, образующейся при переработке горных пород, эффективно работают с песчаной и глиняной пылью, цементной пылью, пылью рудных и нерудных материалов, силикатной и асбестовой пылью, а также c пылью, взвешенной в отработанных дымовых газах.

Пылеуловитель изготавливается для районов с умеренным климатом, климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150-69.

ВЗП-М отличается от ВЗП более высокой эффективностью улавливания мелкодисперсной пыли.

Пылеуловитель работает по принципу центробежной сепарации частиц из газовой среды. Очищаемый воздух подается в пылеуловитель двумя потоками через патрубки корпусов тангенциальных завихрителей верхнего и нижнего потоков воздуха (в ВЗП-М верхний завихритель улиточный). Проходя через завихрители, воздушные потоки закручиваются в одну и ту же сторону навстречу друг другу. Пыль под действием центробежной силы отбрасывается к стенке, смывается нисходящим верхним потоком через кольцевую щель под отбойную шайбу в бункер пылеуловителя. Очищенный

воздух через центральный выхлопной патрубок выводится из пылеуловителя.

Если требуется большая производительность, пылеуловители объединяются в группы по 2 или 4 штуки в группе с общим подводом к завихрителям верхнего и нижнего потоков с общим бункером или без него.

Подготовка циклона ЦН-15-900 к работе.

1. Циклон устанавливается за котлом, или на относительном удалении по газовому тракту до дымососа. Циклоны могут устанавливаться как на всасывающем, так и на нагнетательном участках системы газоходов.

2. Для очистки газа от абразивной пыли, вызывающей износ крыльчаток вентиляторов, циклоны следует устанавливать перед вентиляторами.

3. При размещении циклона вне помещения необходимо провести теплоизоляцию корпуса и бункера-накопителя.

4. Циклон ЦН-15 устанавливается на постаменте с высотой, достаточной для выгрузки пыли в тележку или в автокару.

5. При очистке газов с высокой температурой (более 450С) силами потребителя должна быть выполнена теплоизоляция циклона ЦН-15 и подводящих газоходов.

Монтаж циклона ЦН-15-900

1. При установке циклона должна быть обеспечена беспрепятственная выгрузка пыли из бункера.

2. При монтаже газового тракта не допускаются резкие перегибы газоходов, резкие сужения или расширения, что ведет к существенным искажениям пылегазового потока, образованию завалов и возрастанию аэродинамического сопротивления газового тракта.

3. На линии выгрузки пыли из бункера должно быть установлено устройство, исключающее подсос воздуха при работе циклона под разрежением или утечку газа и пыли при работе циклона под давлением, создаваемым вентилятором.

4. Устройство выгрузки пыли в объем поставки не входит и должно заказываться отдельно.

Заключение

За последние сто лет засорение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона мышьяка, около миллиона тонн кобальта. Еще более было выброшено пыли, сажи, копоти, оксидов азота, углерода и серы.

Надо иметь в виду то, что где бы на Земле ни происходили выбросы пыли, сажи, газов, поднимаясь в атмосферу и тропосферу, они распространяются затем по всей оболочке земного шара. Их влияние двояко и имеет глобальные последствия.

Поэтому во все более широких масштабах проводится строительство разного рода очистных сооружений, уменьшающих выбросы в атмосферу.

За 2016 г доля выбросов пищевой промышленности составляет 1,7% от общего объема выбросов промышленных предприятий Республики Татарстан. Общее количество предприятий пищевой промышленности Республики Татарстан равна 3687 единиц, оснащенных газоочистными установками (ГОУ) — 2750. Благодаря введению на предприятиях республики ГОУ наблюдается снижение количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу: 5, 183 т/год – 2015г, 4,394 т/год – 2016 г. Уловлено и обезврежено вредных веществ 71%. Поэтому для очистки отходящих газов цеха по производству дрожжей было решено внедрить циклон. Для этих целей по исходным данным подобрала тип циклона (ЦН–15-900), рассчитал его основные характеристики и фактическую степень очистки, которая составила 76,5%.

Использованная литература

1. Андреев А.Г. Технология производства кормов – М., 1992:

2. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистка промышленных газов.

3. Назаров Н.И. Технология и оборудование пищевых производств – М.: Пищевая промышленность, 1977

4. Новаковская С.С., Шишацкий Ю.И. Справочник по производству хлебопекарных дрожжей – М.: Пищевая промышленность, 1980

5. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общей редакцией Русанова А.А. – 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1983

6. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Учебное пособие в 3х томах – Калуга: Изд-во Бочкаревой, 2003 22. №7. P.529-532.

7. Ужов B.H. Очистка промышленных газов электрофильтрами. М.: Химия, 1967.

8. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1974.

9. Ужов В.Н., Мягков Б.Н. Очистка промышленных газов фильтрами. М.: Химия, 1970.

10. Майзель М.М. Химическая аппаратура. Харьков: Научно-технич. изд-во, 1937.

11. Гупта А., Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки. М.: Мир, 1987.

12. Пирумов А.И. Аэродинамические основы инерционной сепарации /

Под ред. Н.Я. Фабриканта. М.: Госстройиздат, 1961.

13. Русак О.Н, Милохов В.В. Борьба с пылью на деревообрабатывающих предприятиях. М.: Лесная

промышленность, 1975.

14. Справочник по конструкции сельскохозяйственных машин / Под ред. Б.Н. Клецкина. М.:

Машиностроение, 1967.

15. Коузов П.А., Мальгин А.Д., Скрягин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической

промышленности. Л.: Химия, 1982.

16. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под ред. А.А. Русанова. М.: Энергия, 1975.

17. Штокман ЕЛ. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности. М.:

Пищевая промышленность, 1977.

18. Коузов П.А. Сравнительная оценка циклонов различных типов //

Обеспыливание в металлургии. М.: Металлургия, 1971.

19. Ушаков С.Г., Зверев Н.И. Инерционная сепарация пыли. М.: Энергия, 1974.

20.Скрябин Г.М., Коузов П.А. Пылеулавливание в химической промышленности. Л.: Химия, 1976.

16. Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981.

21. Исаков В.П., Федоров В.Н., Сагал JI.M., Шенкер С.И. Вихревой циклонный аппарат // Промышленная и санитарная очистка газов. 1984. № З.С.11.

22. Дерягин Б.В., Михельсон М.Л. Конденсационный метод пылеулавливания для осаждения рудничной пыли // Металлургия и топливо. 1952. № 2. С. 124-158.

Содержание

1. Введение……………………………………………………………….2

2. Газоочистное сооружение – циклоны. Типы и конструкции………3

3. Принцип работы циклонов ЦН-15…………………………………..21

3.1. Подготовка циклона ЦН-15 к работе…………………………22

3.2. Эксплуатация и обслуживание циклона ЦН-15……………..23

3.3. Теплоизоляция циклонов ЦН-15………………………………23

3.4. Монтаж циклонов ЦН-15………………………………………24

6. Заключение……………………………………………………………40

7. Список литературы……………………………………………………41

Введение

Частицы пыли представлены, как правило, аэрозолями или близкими к ним по ним по размерам системами с твердой и жидкой дисперсионной фазой (дымами, пылями, туманами). В технической литературе обычно не делают различий между дымами и пылями, применяя к процессам очистки газов от взвешенных в них твердых частиц общий термин “пылеулавливание”.
На сегодняшний день существуют множество конструкций и систем очистки газов и пыли. В производстве образуются тысячи и сотни тысяч кубометров газов, отличающихся друг от друга по составу, по степени запыленности и другим параметрам, но, тем не менее, требующих очистки.

2. Газоочистное оборудование — циклоны. Типы и конструкции.

Циклон – аппарат, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип о

cyberpedia.su

Анализ работы циклонов для пылеулавливания

Библиографическое описание:

Иванков Д. И., Гритчин Р. Д., Тюрин А. Н. Анализ работы циклонов для пылеулавливания // Молодой ученый. 2016. №13. С. 165-168. URL https://moluch.ru/archive/117/32043/ (дата обращения: 22.12.2018).

В статье рассмотрен классический вид конструкции циклонного пылеуловителя. Проанализированы особенности работы циклонного аппарата и особенности движения пылевой смеси в циклоне. Предложены пути модернизации конструкции циклона.

Сухие пылеуловители работают по принципу отделения тяжелых частиц от газов силами инерции (при раскрутке газов или их резком повороте). Весьма широко на предприятиях для очистки запыленного воздуха применяются циклонные пылеуловители.

Циклоны — наиболее распространенные пылеулавливающие агрегаты [1], они применяются на предприятиях черной и цветной металлургии, химической, нефтяной и деревообрабатывающей промышленности, при производстве строительных материалов, в энергетике и др.

При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80–95 % от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны пылеуловители являются надежными устройствами очистки, т. к. в их конструкции нет сложного механического оборудования, а сепарация пылевых частиц осуществляется под воздействием центробежной силы.

Принцип работы

Пылевая смесь со взвешенными в ней твердыми частицами через входной патрубок подается в цилиндрическую часть циклонного аппарата и совершают движение сверху вниз по наружной спирали. Под действием центробежной силы фракции пыли отделяются, и по стенкам циклона перемещаются вниз в сборный конус. Обычно в циклонах центробежное ускорение от нескольких сотен, до тысяч раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, и под влиянием центробежной силы движутся к стенке. Накопленная пылевая смесь движется вдоль стенки по спирали вниз в пылевой бункер. Чистый воздух по мере движения сверху вниз частично меняет свое направление, поступая в осевую зону циклона. Чистый воздух подается в воздуховод для очищенного воздуха (сверху или сбоку циклона), частицы пылевой смеси вследствие своей инерционности этого сделать не успевают и попадают в бункер [2].

Особенности конструкции циклона

Классический пылеуловительный циклон состоит из двух частей — цилиндрической и конической. Входной патрубок, через который в циклон подается очищаемый газ, установлен на цилиндрической части и направляет поток внутрь установки тангенциально. Коническая часть циклона расположена вершиной вниз, которая является выходным окном для сброса сепарированных частиц пыли в бункер. По продольной оси установки расположена труба, которая частично погружена в центр цилиндрической части, называемая выхлопной трубой. Цилиндрическая и коническая части циклона крепятся на бункере для сбора отсеянных частиц. В некоторых конструкциях циклонов нижняя сборная камера может и не использоваться. В этом заключается различие между устройствами закрытого и открытого типов [5].

Классическая схема устройства и схема отделения частиц в циклонной камере показаны на рис.1.

Рис. 1. Схема устройства циклона: 1 — запылённый газ; 2 — чистый газ; 3 — зоны высокой концентрации пыли; 4 — конус; 5 — область вихревого ядра; 6 — выгрузка пыли [5]

Особенности работы циклона

В результате анализа движения запыленного газа в циклоне возможно установить следующие характерные зоны — рис. 2. Зона рециркуляции 1, представляющая собой продолговатый овал, отрицательно влияет на сепарацию пыли. На выходе из циклона в зоне 2 скорости газа в трех главных направлениях служат величинами одного порядка. Зона 3 служит центральной тороидальной областью рециркуляции на выходе. Выхлопная труба 4, которая частично погружена в центр установки, уменьшает «диффузию» частиц через прилегающий слой по длине верхней крышки пылеуловителя. Существенное влияние на работу устройства оказывает наличие прилегающего слоя у нижней торцевой стенки 5. В связи с этим ее выполняют конусной. Обращение вихревого движения газа происходит в зоне 6. При изменении направления движения вихря окружная скорость становится значительно больше, чем две другие. Входной патрубок для подачи газа на очистку в циклон расположен в зоне 7. Благодаря области сильного поля центробежных сил близ стенки 8 обеспечивается сепарация частиц и увеличивается время пребывания их в аппарате [5].

Рис. 2. Схема течения газа в циклоне: 1 — кольцевая зона; 2 и 3 — зоны на выходе из аппарата; 4 — выхлопная труба; 5 — зона пограничного слоя; 6 — зона обращения движения; 7 — зона входа; 5 — зона пограничного слоя; 6 — зона обращения движения; 7 — зона входа; 8 — зона разделения [5]

Путем модернизации конструкции циклона возможно решить вопрос с одним из недостатков, а именно снизить гидравлическое сопротивление.

Метод центробежного осаждения частиц из запыленного потока газовоздушной смеси, является едва ли не единственным в случае умеренных объемных расходов газа. Это объясняется простотой устройства и высокой эффективностью очистки воздуха.

Рассмотрим циклон в котором совершается устойчивое круговое движение с постоянной угловой скоростью.

В зоне переноса частиц инерционные центробежные силы во много раз превосходят гравитационные силы. Но действие центробежных сил в классическом циклоне кратковременное, так как возникающие при круговом движении потока сжимающие его силы направлены от периферии к центру вихря; происходит движение газового потока от стенки аппарата к его оси, которое противодействует вылету частицы пыли. При переходе цилиндрической части в коническую — конфузор перепад статического давления в потоке газа происходит более резко, сжимающее поток усилие становится значительно больше центробежной силы, поток в виде сильного вихря направляется внутрь, захватывая с собой частицы пыли [4].

Движение частицы вниз происходит только благодаря воздействию вторичного потока газа, искривленного вдоль конической стенки, при этом ему приходится преодолевать и силу трения частиц о стенку аппарата.

В данной конструкции при сохранении первого условия можно добиться менее стремительно увеличения коэффициента сопротивления. В классическом циклоне гидравлическое сопротивление продолжит неизбежно возрастать.

Модернизированный циклон работает следующим образом:

Запыленный воздушный поток нагнетается в корпус пылеуловителя через входной патрубок. За счет центробежной силы в цилиндрической полости циклона начинается отделение частиц пыли из потока. Затем запыленный поток поступает в конническую полость циклона. Очищенный воздух удаляется через выходной патрубок. Частицы уловленной пыли удаляются через патрубок [3].

Использование циклонных пылеуловителей очистки призвано обеспечить максимальное снижение выбросов загрязненных веществ. В современной промышленности очень широко используются циклонные аппараты, но по ряду причин они не удовлетворяют современным требованиям по качеству очистки. Разрабатываемые и внедряемые методы модернизации циклонов позволят без существенных затрат увеличить эффективность очистки воздуха, без увеличения энергозатрат, а также увеличить срок службы циклона.

Литература:

1. Штокман Е. А. Очистка воздуха. Издательство: Ассоциация строительных вузов (АСВ), 2007. — 312 c.

2. Вальдберг А. Ю. Исянов Л. М. Тарат Э. Я. Технология пылеулавливания / — Л.: Машиностроение: Ленингр. отд-ние, 1985. — 192 с..

3. Веригин А. Н., Федоров В. Н., Малютин М. С. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания Издат.: С.-Петербургского университета, 2000 г., 336с.

4. Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов: тез.докл. конф., 17–18 окт. 1991 г. / Под ред.Ю. И. Шумяцкого. — Пенза: [б. и.], 1991. — 128 с.

5. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания. — URL: http://www.ntds.ru/statyi/120_cikloni.pdf (Дата обращения 18.06.2016).

Основные термины (генерируются автоматически): циклон, входной патрубок, цилиндрическая часть, центробежная сила, зона, выхлопная труба, зона входа, гидравлическое сопротивление, циклонный аппарат, чистый воздух.

moluch.ru

Как работает пылесос циклонного типа?

Все пылесосы в мире служат только одной цели — чистоте, и не важно о каком пылесосе именно идет речь. Какие-то пылесосы делают это хорошо и стоят умеренно, а какие-то делают это отлично и их стоимость значительно выше.

Циклонные пылесосы появились сравнительно недавно, но уже снискали к себе уважение и доверие миллионов людей. В магазинах, наверное, каждый обращал внимание на витрины с циклонными пылесосами. Внятно объяснить что такое циклонный пылесос и принцип его работы, продавцы магазинов не могут. Поэтому решено было самостоятельно разобраться во всех тонкостях циклонных технологиях пылесосостроения.

Кто создал пылесос циклонного типа?

Сам принцип циклонных пылесосов изобрел английский изобретатель Джеймс Дайсон. Самым первым пылесосом, который был выпущен по его технологии, был пылесос фирмы G-Force в 1986 году. Спустя некоторое время английский изобретатель продал патент на технологию циклонных пылесосов и в 1990-х годах организовал свой исследовательский центр, а в 1993 году выпустил свой первый пылесос -всемирно известный Dayson DC01.

В настоящее время, пылесосы циклонного типа выпускает каждая уважающая себя компания, к которым относятся Bosh, Samsung, Dayson, Philips, Panasonic и так далее.

Как же работают пылесосы циклонного типа?

По всей видимости, создатель циклонных пылесосов был очень хорошим физиком, так как вся технология сбора пыли построена на физических законах центробежной силы. Более наглядно принцип действия циклонного пылесоса можно увидеть на картинке:

Красными стрелками помечен входящий воздух (с пылью), а синими — выходящий (чистый, без пыли).

Весь пылесборник состоит из 2 камер: внешней и внутренней. Воздух попадая в пылесборник движется по спирали с большой скоростью, поднимаясь в верх по внутренней камере. Под действием центробежной силы крупная пыль попадает во внешнюю камеру, а мелкая пыль остается на стенках внутренней. После чего очищенный воздух через череду фильтров выходит из пылесборника.

Это схематическое описание, так как в действительности технология пылесосов циклонного типа сложна и имеет много нюансов.

Сами пылесборники изготавливают из пластика, который не боится воды и для его использования не нужно никаких сменных элементов.

Достоинства и недостатки циклонных пылесосов

Теперь давайте попытаемся понят, что же хорошего в этой технологии и насколько она подходит для идеального пылесоса, который нам нужен.

Достоинства циклонного пылесоа:

Все пылесосы циклонного типа обладают легким весом и довольно компактными размерами. Покупая такой пылесос Вы экономите место и бережете силы и нервы человека, который будет им пользоваться.
Не нужны постоянно кончающиеся бумажные мешочки для пылесборника.
Мощность пылесоса не теряется от наполнения пылесоса пылью.
Пылесборник можно вымыть водой и высушить.

Недостатки циклонных пылесосов:

После каждой уборки пыль из пылесборника необходимо убирать. Человеческой лени тут нет место.
Повышенный шум. Как говорится: все относительно, поэтому шума от циклонного пылесоса немного больше, чем от обычного.
Энергопотребление также выше, так как в пылесосе создается торнадо в миниатюре.

Покупать или нет пылесос циклонного типа решать только Вам. Из всего вышенаписанного можно понять, что идеального пылесоса не бывает, всегда нужно чем-то жертвовать.

Если подытожить, то технология циклонных пылесосов довольно интересна и лично для меня все недостатки с лихвой перекрываются его достоинствами. Поэтому циклонный пылесос — это интересная находка, которая несомненно стоит тех денег, которых за нее просят.

Вы также можете почитать Паровая швабра h3O Mop Ultra. Отзыв покупателя. Продвинутые мешки для сбора пыли Miele — IntensiveClean Plus

Работа батарейного циклона

Существует несколько методов очистки газов от промышленных загрязнений: физико-химический, физический и самый простой и доступный — механический. Его действие основано на силах тяжести, инерции и центробежной силе.

Двигаясь от элементарных пылеосадительных камер и инерционных пылеуловителей, использующих в своих конструкциях в первом случае силу тяжести, а во втором – силу инерции, инженерная мысль логически подошла к такому пылеуловителю, как циклон.

Конструкция и принцип действия циклона

Циклон очень прост конструктивно: он состоит из цилиндрической части, к которой тангенциально подведен патрубок для поступления загрязненного воздуха и конической части. Отверстие внизу конической части цилиндра служит для сброса пыли в пылесборник. Вверху цилиндра расположена выхлопная труба, из которой выходит очищенный воздух. По конструкции различают конические и цилиндрические циклоны. У конических циклонов удлинена коническая часть, у цилиндрических, соответственно, цилиндрическая.

Принцип действия циклона заключается в том, что в корпус тем или иным способом закачивается газ со скоростью 20 м/сек. Подвод газа осуществляется либо тангенциально, либо по спирали. Твердые частицы, взвешенные в газе, двигаясь по инерции прямо, прижимаются к стенкам цилиндра и под действием силы тяжести опускаются вниз, в коническую часть циклона, а затем в пылеприемник. Вследствие спирального движения, возникающего в корпусе, внизу создается пониженное давление, и очищенный поток газа устремляется вверх в выхлопную трубу, где отводится в атмосферу либо к потребителю.

Патрубок, подводящий загрязненный газ, обычно представляет собой прямоугольник, и чем он уже, тем эффективнее работает циклон. Уменьшение диаметра цилиндра укорачивает путь частиц до соприкосновения со стенкой и повышает угловую скорость вихревого потока, что также способствует лучшему и качественному пылеудалению. Исходя из этого, становится ясно, что чем меньше размер циклона, тем выше коэффициент его работы. На больших производствах, а также на мощных котельных установках объем газов, предназначенных для очистки, бывает значительным. Решением этой задачи стало объединение небольших по объему циклонов в группы или батареи.

Работа группового и батарейного циклона имеет ряд принципиальных различий.

Групповые циклоны

Групповые циклоны представляют собой несколько, параллельно соединенных между собой, простых циклонов серии ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24. Их компонуют в 2 ряда или по кругу. Они имеют общий коллектор запыленного газа и общий пылевой бункер.

Батарейные циклоны

Батарейные циклоны, или мультициклоны, — это пылеуловители, состоящие из десятков или сотен параллельно соединенных между собой циклонов маленького диаметра типа 4 БЦШ, У21-ББЦ, 2УЦ, 3УЦ, 4УЦ, 2х3УЦ, 2х4УЦ, БЦ 2, БЦ 259, БЦ 512. В отличие от групповых они объединены в одном корпусе, имеют общую пылевую камеру и общую систему подвода и отвода газа.

Подвод загрязненного газа может осуществляться тремя способами: тангенциально, спирально или иметь осевой ввод. Элементы батарейных циклонов должны иметь одинаковое направление закручивания газового потока. Они могут быть либо возвратно-поточного, поточного или прямоточного типа.

Более надежными и эффективными считаются батарейные циклоны со спиральными закручиваниями вихревого потока. Прямоточные батарейные циклоны имеют все недостатки одиночных конструкций прямоточного типа и используются реже возвратно-поточных.

В отечественных батарейных циклонах подвод загрязненных газов происходит через завихрители типа «винт» и «розетка», тангенциально через укороченные улитки или четырехзаходный улиточный вход.

Розеточные завихрители по сравнению с винтовыми дают лучшую очистку газа, но в большей степени забиваются пылью. Тип «розетка» не рекомендуется для очистки газов от пылей третьей группы, а газы, содержащие пыль четвертой группы вообще нежелательно очищать в батарейных циклонах.

Элементы батарейного циклона не должны иметь диаметр менее 250 мм. В противном случае возникает опасность перетока газа между отдельными циклонами через общий бункер, что значительно снижает эффективность пылеулавливания.

При эксплуатации батарейных циклонов нужно учитывать работу и наполняемость пылевого бункера, так как он аэродинамически связан с процессом пылеулавливания. Переполнение или изменение конструкции пылевого бункера может привести к захвату частиц вихревым потоком из пылеприемника и снизить эффективность работы батарейной установки.

Недостатком работы батарейных циклонов является то, что из-за малых размеров отдельных элементов батареи они быстро изнашиваются.

Сфера применения

Батарейные циклоны применяются для очистки высокотемпературных газов (до +400 °C) от золы, пыли известняка, цемента, доломита, шамота, продуктов сгорания котлоагрегатов от крупной золы, а также для очистки невоспламеняющихся аэрозолей с температурой до 150 °C. Рекомендуется их применять для улавливания слабо- и среднеслипающихся пылей.

xn—-7sbacwtfalkrfmt2a5e5d.xn--p1ai

циклон

У этого термина существуют и другие значения, см. Циклон (значения).

Простейший циклонный пылеуловитель (аналог ЦН)

Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки —инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.

Собранная пыль может быть в дальнейшем переработана (см. рекуперация (обработка сырья)).

[править]Принцип действия

Принцип действия простейшего противоточного циклона (см. схему) таков: поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли (на рисунке не показан). Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу.

[править]Конструкция

Существует огромное разнообразие типов циклонов. Кроме описанного выше противоточного циклона существуют и менее распространённые прямоточные. Противоточные циклоны различаются размерами, соотношением цилиндрической и конической частей, а также относительной высотой (т. е. отношением высоты к диаметру) цилиндрической части. Чем больше относительная высота, тем меньше коэффициент гидравлического сопротивления и разрежение в бункере (меньше вероятность подсоса пыли в аппарат), но меньше степень очистки. Наиболее оптимальна относительная высота 1,6, что соответствует принципу «золотое сечение«.

[править]Эффективность

Степень очистки в циклоне сильно зависит от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка). Для распространённых циклонов типа ЦН степень очистки может достигать:

для частиц с условным диаметром 20 микрон	99,5%
для частиц с условным диаметром 10 микрон	95%
для частиц с условным диаметром 5 микрон	83%

C уменьшением диаметра циклона степень очистки возрастает, но увеличивается металлоёмкость и затраты на очистку. При больших объёмах газа и высоких требованиях к очистке газовый поток пропускают параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100—300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном. Возможно также применить Электростатический фильтр , который, напротив, эффективен именно для малых частиц.

[править]Достоинства и недостатки

Циклоны просты в разработке и изготовлении, надёжны, высокопроизводительны, могут использоваться для очистки агрессивных и высокотемпературных газов и газовых смесей. Недостатками являются высокое гидравлическое сопротивление, невозможность улавливания пыли с малым размером частиц и небольшая долговечность (особенно при очистке газов от пыли с высокими абразивными свойствами).

аппарат для очистки пылевоздушной смеси от взвешенных в ней твердых частиц топлива под действием центробежной силы. Пылевоздушная смесь вводится со значит. скоростью в верхнюю часть корпуса — Ц. через патрубок, располож. по касат. или по спирали к окружности цилиндрич. поверхности Ц.; в результате смесь приобретает вращат. движение и движется по спирали вниз, образуя внеши. вихрь. При этом под действием центробежной силы инерции взвешенные частицы топливной пыли отбрасываются к стенкам Ц., опускаются вместе с воздухом в нижнюю часть его корпуса и затем выносятся через пылеотводящий патрубок. Очищенный от пыли воздух поднимается кверху через выходную трубу, образуя внутр. вихрь, и выходит наружу. Степень очистки смеси от пыли в Ц. зависит от геометрич. размеров и формы аппарата, свойств пыли, скорости пыле-воздушной смеси и т.д. Улавливание частиц в Ц. улучшается с повышением скорости потока, а также с уменьшением его диаметра. Ц. выпускают восьми типовых размеров для котлов паропроиз-стью от 6,5 до 20 т/ч со степенью улавливания золы 85—90%. В Ц. наиболее соверш. конструкций можно достаточно полно улавливать частицы размером 5 мкм и более. Достоинства Ц. — невысокая стоимость, простота конструкции; недостатки — относит. высокое гидравлич. сопротивление по газу (до 10 кПа) и большие габариты.

studfiles.net