Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J
S e r i a : I N Ż Y N I E R I A Ś R O D O W I S K A z. 3 3 N r k o l . 1 0 3 3
________ 1990
M a r i a M A Z U R
I n s t y t u t T e c h n i k i C i e p l n e j i M e c h a n i k i P ł y n ó w
P o l i t e c h n i k a W r o c ł e w s k a
P O D S T A W Y T E O R E T Y C Z N E P R O C E S U S E P A R A C O I P Y Ł U W P R Z E C I W B I E Ż N Y M O D P Y L A C Z U C Y K L O N O W Y M
Stre s zc ze ni e . P r z e c i w b i e ż n y odp y la cz cyklonowy należy do nowej generacji od py laczy mechanicznych, w których w y k o r z y s t u j e się efekt siły odśrodkowej. Separacja pyłu spowodowana jest dy n amicznym dz ia łaniem dwóch strumieni gazu wi ru ję c yc h w komorze o d p y l a c z a : gazu zapylonego w p ro wa d z o n e w dolnej części odpylacza i tzw. gazu p o m oc niczego w pr ow a d z o n e g o w jego górnej części.
Dotychczasowe m o d el e prz ep ły w u gazu w odpylaczu albo straciły swę aktualność ze wzgl ęd u na ewolucję ko n strukcji ( K . R . Schmidt, RFN, 1963), albo pro wa dz ę do w n i o s k ó w sp rzecznych z wy nikami e ks pe rymentalnymi ( D . F . Cilibe rt i , B.W. Lancaster, 1 9 7 6 ) .
Zaproponowany teore t yc zn y model pr zepływu gazu w odpylaczu oraz równanie ruchu z i aren pyłu u mo żliwiaję t eoretycznę interpretację roli, jakę w p rocesie s ep aracji pyłu odgrywa gaz pomocniczy. Na pod
stawie a n a li z y teoretycznej procesu przyjęto istotne dla dalszych rozważań z a ło żenie o sta ło ś ci w a r un kó w d et e rm inujęcych p rzebieg procesu s ep aracji pyłu na całej wys o ko śc i komory odpylacza, które to założenie po sł u ży ło do z d e f in i ow an ia pojęcia ziarna granicznego, przedziałowej s k ut ec z no śc i odpylania , budowy modelu obliczeniowego, a w efekcie do wp r ow a d z e n i a z al e żn oś ci więżęcej efekt działania od
pylacza z jego p o ds ta w ow ym i p a ra me tr a mi konstrukcyjnymi i eksploa
tacyjnymi.
Prze ci w bi eż ny odp y la cz cyk lo n ow y stanowi nowę ge nerację odpylaczy m e chanicznych suchych, w których separacja py łu z achodzi w polu siły od
środkowej. Zasadę budowy i działania o dp ylacza ilustruje rys. 1. Nie wni- kajęc na razie bliżej w ma t em a t y c z n o - f i z y c z n y opis zjawisk, można ogólnie stwierdzić, że separacja pyłu sp owodowana jest dynami cz ny m działaniem dwóch st rumieni gazu wi ru ję c y c h w komor z e odpylacza: gazu zapylonego V a w pr ow adzonego centralnie w jego dolnej c zęści i gazu p o mo cniczego Vp wpro wa d zo ne go od góry w pobliżu ścian komory. Dla określonej konstrukcji odpylacza i przy z a ch ow a ni u je go nominalnej p r ze pu st o wo śc i skuteczność odpylania z a le ży od ilości wp r ow a d z o n e g o gazu po mo cniczego wyrażonej s to
sunkiem V p/ V s oraz od składu ziarn ow e go pyłu. Typo we przebiegi ch arak
terystyk sp ra w no śc io w o- e n e r g e t y c z n y c h o dp ylacza pr zedstawia rys. 2.
Szybki rozwój kons t ru kc ji i osię g ni ęc ie zadowa la ję c yc h parame tr ó w p r a cy odpylacza na drodze eksperymentalnej nie sprzyjały pr owadzeniu badań
t e o r e t y c z n y c h . Z n a l a z ł o to e w ó j t eaat t e o r i i o d p y l a c z * .
R y s . 1. Z a s a d a d z i a ł a n i a p r z e c i w b i e ż n e g o o d p y l a c z a c y k l o n o
w e g o 7
1 - w l o t g a z u z a p y l o n e g o , 2 - e l e m e n t f o r m u j ą c y p r z e p ł y w g a z u z a p y l o n e g o , 3 - k o m o r a o d p y l a j ą c a , 4 - w l o t g a z u p o m o c n i c z e g o , 5 - e l e m e n t f o r m u j ą c y p r z e p ł y w g a z u p o m o c n i c z e g o 6 - w y l o t g a z u o d p y l o n e g o , 7 -
t a ś m a z w r o t n a
F i g . 1. P r i n c i p l e o f w o r k of a c y c l o n e w i t h e x t r a b a c k w a r d
c i r c u l a t i o n
1 - i n l e t o f d u s t - p o l l u t e d g a s , 2 - e l e m e n t t h a t f o r m s t h e f l o w o f d u s t - p o l l u t e d g a s , 3 - d u s t r e m o v a l c h a m b e r , 4 - i n l e t o f a u x i l i a r y g a s , 5 - ele*
m e n t t h a t f o r m s t h e f l o w of a u x i l i a r y g a s , 6 - o u t l e t o f d e d u s t e d g a s , 7 - w o r m w h e a l
w y r a z w n i e w i e l k i e j I l o ś c i p u b l i k a c j i n a
P i e r w s z a p r ó b ę o p l a u z j a w i s k z a c h o d z ą c y c h w o d p y l a c z u p o d j ą ł K . R . S c h m i d t Q Q w 1 9 6 3 r . P r z e p ł y w g a z u w o d p y l a c z u z a m o d e l o w a ł p r z e p ł y w e m o b r o t o w y m n a d s t a ł y m p o d ł o Z e a ( r y s . 3 ) . O g r a n i c z a j ą c z a g a d n i e n i e d o p r z e p ł y w u p ł a s k i e g o 1 a n a l i z u j ą c p r z y s p i e s z e n i a p r o m i e n i o w a , w p r o w a d z i ł w z ó r n a ś r e d n i p r o m i e ń r ó w n o w a g i R r > s u g e r u j ą c r ó w n o c z e ś n i e . Z e O b s z a r w j e g o p o b l i Z u m o Z n a z p e w n y m p r z y b l i ż e n i e m t r a k t o w a ć j a k o s t r e f ę p o w s t a w a n i a p i e r ś c i e n i p y ł o w y c h . P o n i e w a ż s w o j e r o z w a ż a n i a A u t o r o g r a n i c z y ł d o c z y s t e g o p ł y n u , p o d a n e p r z e z n i e g o z a l e ż n o ś c i n i e m a j ę p r a k t y c z n e g o z n a c z e n i a d l a j a k o ś c i o w e j o c e n y p r o c e s u s e p a r a c j i p y ł u .
Z t e o r i ę K . R . S c h m i d t a p o l e m i z o w a ł w s w y m a r t y k u l e z 1 9 7 2 r. K. B u d i n s k y [ 2 ] , k t ó r y n a p o d s t a w i e b a d a ń p ó l p r ę d k o ś c i w k o m o r z e o d p y l a c z a ( r y s . 4 ) s f o r m u ł o w a ł n a s t ę p u j ę c e w n i o s k i :
- r z e c z y w i s t e p o l e p r ę d k o ś c i , s z c z e g ó l n i e w p r z y p a d k u s k ł a d o w e j s t y c z n e j , w y r a ź n i e r ó ż n i s i ę o d t e o r e t y c z n e g o p r z e b i e g u w y n i k a j ę c e g o z t e o r i i K . R . S c h m i d t a ,
- t r a j e k t o r i e r u c h u z i a r e n o b l i c z o n e m e t o d ę n u m e r y c z n ę n a p o d s t a w i e b a d a ń p r o f i l i p r ę d k o ś c i ( r y s . 5 ) w y k l u c z a j ę m o ż l i w o ś ć f o r m o w a n i a s i ę p i e r ś c i e n i p y ł o w y c h .
D a l s z y p o s t ę p w r o z w o j u t e o r i i d o p y - l a c z a w n o s z ę p r a c e O . F . C l l i b e r t i e g o i B . W . L a n c a s t e r a [
3
, 4^| z 1 9 7 6 r.P r z y j m u j ę c z s o b s z a r s e p a r a c j i s t r e f ę o g r a n l c z o n ę p r o m i e n i e m w l o t u g a z u z a p y l o n e g o d o k o m o r y , t r a k t u j ę c p r z e p ł y w g a z u w t e j s t r e f i e j a k o o b r ó t c i a ł a s z t y w n e g o o r e z w y c h o d z ę c z k l a s y c z n e g o w a r u n k u r ó w n o w a g i s i ł d z i a ł a j ę c y c h n a 1
Podstawy teoretyczne procesu. 263
Rys. 2 . T y p o w e c h a r a k t e r y s t y k i s p r a w n o - ś c i o w o - e n e r g e t y c z n e p r z e c i w b i e ż n e g o o d -
p y l a c z a c y k l o n o w e g o
Fig. 2 . T y p i c a l e f f i c i e n c y - e n e r g y c h a r a c t e r i s t i c s o f a c y c l o n e w i t h b a c k w a r d
c i r c u l a t i o n
Ry s . 3. P r z e p ł y w o b r o t o w y nad a t a ł y a p o d ł o ż e a
Fig. 3. R o t a r y f l o w o v a r s o l i d b a s e
z i a r n o p y ł u w p o l u s i ł y o d ś r o d k o w e j ( r y s . 6 ) . A u t o r z y w y p r o w a d z i l i f o r m u - łę o b l i c z e n i o w a n a n i n i m a l n e z i a r n o p y ł u z a t r z y w y w a n e w o d p y l a c z u :
1
lv
K R o H ' y ? a v s ♦ 0,5 ❖¿ o O ■ 2 ^2 1 X 3 y 0 . u . ° n c ^ l n ( l ♦ T Ł ) y ( ł )
g d z i e : s - i l o ś ć o b r o t ó w g a z u w k o m o r z e o d p y l a c z a .
B l i ż s z a a n a l i z a p o w y ż s z e j z a l e ż n o ś c i w s k a z u j e , ż e w z r o s t *i.*»«clowy g a z u p o m o c n i c z e g o p o w o d u j e p o g o r s z e n i e e f e k t u d z i a ł a n i a o d p y l a c z a ( p o r . r y s . 1 0 ) , c o p o z o s t a j e w s p r z e c z n o ś c i z w y n i k a m i b a d a ń e k s p e r y m e n t a l n y c h .
P r z e d s t a w i o n y p o w y ż e j p r z e g l ą d s t a n u t e o r i i w s k a z u j e n a i s t n i e n i e p o w a ż n y c h s p r z e c z n o ś c i o r a z b r a k m o ż l i w o ś c i j a k o ś c i o w e j o c e n y p r o c e s u s e p a r a c j i p y ł u w o d p y l a c z u . P r o b l e m o m t y m p o ś w i ę c o n o z n a c z n ę c z ę ś ć p r a c y 0 0 . w k t ó r e j p o d j ę t o k o l e j n ą p r ó b ę t e o r e t y c z n e g o o p i s u z j a w i s k z a c h o d z ą c y c h w o d p y l a c z u . W y n i k i t y c h r o z w a ż a ń p r e z e n t u j e n i n i e j s z y r e f e r a t .
P o n i e w a ż z a c h o d z i ł a w y r a ź n a s p r z e c z n o ś ć p o m i ę d z y r z e c z y w i s t y m i p r o f i l a m i p r ę d k o ś c i p o d a w a n y m i r ó w n i e ż p r z e z i n n y c h a u t o r ó w a z a n e g o w a n i e m p r z e z K. B u d i n s k y ’ e g o m o ż l i w o ś c i f o r m o w a n i e s i ę w t y c h w a r u n k a c h p i e r ś c i e n i p y ł o w y c h , k t ó r y c h i s t n i e n i e p o t w i e r d z i ł y b a d a n i a w i z u a l i z a c y j n e , n a l e ż a ł o w p i e r w s z y m r z ę d z i e w y j a ś n i ć t e n p r o b l e m .
Rys. 4. Pro f il e prędkości gazu w komorze
Fig. 4. Gas vel o ci ty p r o files in the chamber
R oz patrując ruch ziarna pyłu o średnicy ekwiwalentnej ó A ^ 1 0 JJ-m oraz wykazując, że opływ ziarna p rz ez płyn Jest laminarny, a czas relaks ac j i z nacznie m niejszy od czasu p rz ebywania z i ar en w komorze odpylacza, przy
jęto, że ruch z iaren pyłu odbywa się w w arun
kach równowagi siły odśrodkowej oraz siły d y na mi cz n eg o oporu ośrodka opisanej równa
niem Stokeaa:
3* ^ i (a § - V (2)
Wykazano, że w przeprowa d zo ny ch rozważaniach można pominąć w p ł y w p r ze pł yw ó w promieniowych gazu (v = 0) i dokonując n ie zbędnych p r z e kształceń otrzymano równanie ruchu ziaren pyłu w postaci:
j . 2 ? s v t 1 '‘r
Rys. 7 pr zedstawia tr ajektorie ziaren pyłu ob l iczone w e d ł u g powyż s ze go równania dla rz ec z yw is te g o profilu prędkości (prze
krój VI) z a c z er pn i ęt eg o z pracy [ z ] . W y k a zano w ten sposób, że:~
- istniejące po le prędkości umożliwia formo
w an ie pierśc ie n i pyłowych,
- pr z yj ęt e założenia upr as z cz aj ąc e nie z ni ek s z t a ł c i ł y w spos ób zn ac z ąc y obrazu ruchu ziaren pyłu w komorze odpylacza i mogą być w y k o r z y s t a n e w dalszej a na li zie zjawisk.
Kole j ny problem stanowiło znalezienie takiego modelu p rz e pływu gazu, który u w z g lę d ni ał by fakt obecności dwóch strumieni gazu w komorze oraz w pł yw ilości gazu po mo c
niczego na efekt pracy odpylacza.
O gr aniczając z a ga d ni en ie do przepływów p łaskich i os i ow o- sy m et ry cz n yc h oraz rozpa
trując każdy ze st ru mi e ni gazu, niezależnie z a p r o p o n o w a n o :
Podstawy teoretyczne proceau...________________________ 265
Rys. 5. T o r y r u c h u z i a r e n o k r e ś l o n e m e t o d ę n u n e r y c z n ę
Fig. 5. G r a i n t r a j e c t o r i e s d e t e r - n i n e d b y s e a n s o f a n u a e r i c a l m e -
t h o d
R y s . 6. M o d e l o b l i c z e n i o w y p r z y j ę t y w m e t o d z i e 8 . W. L a n c a s t e r a i
D . T . C i l i b e i t i e g o
F i g . 6. C a l c u l a t i o n m o d e l a s s u a e d i n B . W . L a n c a s t e r a n d D . T . C i l i
b e i t i s m e t h o d
- p r z e p ł y w g a z u p o m o c n i c z e g o t r a k t o w a ć j a k o w i r p ł a s k i k o ł o w y , - p r z e p ł y w g a z u z a p y l o n e g o , t r a k t o w a ć J a k o i z o l o w a n e w ł ó k n o w i r o w e .
R y s . 8 p r z e d s t a w i a c h a r a k t e r y s t y c z n e t e o r e t y c z n e p r b f i l e s k ł a d o w e j s t y c z n e j p r ę d k o ś c i v t , o k r e ś l o n e p r z y s t a ł y m a t r u m i e n i u o b j ę t o ś c i g a z u z a p y l o n e g o i r o a n ę c y m s t r u m i e n i u o b j ę t o ś c i g a z u p o m o c n i c z e g o v p . S t o p n i o w e z w i ę k s z a n i e i l o ś c i g a z u p o m o c n i c z e g o p o z w a l a n a u z y s k a n i e k o r z y s t n e g o r o z k ł a d u p r ę d k o ś c i s t y c z n e j , k t ó r a d e c y d u j e o e f e k c i e p r a c y o d p y l a c z a . Z a ł o ż o n o , ż e k o r z y s t n e g o e f e k t u p r a c y o d p y l a c z a m o Z n a o c z e k i w a ć p r z y s p e ł n i e n i u w a r u n k u :
a) R
¿ h i 6 **
W y c h o d z ę c z t e g o z a ł o ż e n i a , s k o n s t r u o w a n o su>del o b l i c z e n i o w y ( r y s . 9), w k t ó r y m i
R y s . 7 . T r a j e k t o r i e r u c h u z i a r e n p y ł u w o d p y l a c z u p r z e c i w b i e ż n y m F i g . 7. D u s t g r a i n t r a j e c t o r i e s i n t h e c y c l o n e w i t h e x t r a b a c k
w a r d c i r c u l a t i o n
R y s . 8. T e o r e t y c z n y p r o f i l s k ł a d o w e j s t y c z n e j p r ę d k o ś c i w k o m o r z e
o d p y l a c z a o ś r e d n i c y 2 R F i g . 8. T h e o r e t i c a l p r o f i l e o f t h e v e l o c i t y t a n g e n t c o m p o n e n t i n t h e
c y c l o n e c h a m b e r o f d i a m e t e r 2 R
Podstawy teoretyczne procesu.. 267
Rys. 9. Szkic ilust r uj ęc y prz y ję ty model obliczeniowy
R - p r o mi eń komory, R0 - promień króćca w l ot ow eg o gazu zapylonego, R p średni p r om ie ń wl o tu g a z u pomocniczego, R 8 - średni promień wlotu gazu
zapylonego, R g r - prom ie ń graniczny
Fig. 9. Illustration of the assumed calculation model
R - cham b er radius, R 0 - radius of the convecting pipe of dust polluted gas inlet, R D - mean radius of the au xi li ar y gas inlet R s - mean radius
of the d u s t -p ol l ut ed gas inlet R g r - limiting radius
- wyodrębniono strefę separacji pyłu ograniczone p o wi erzchnię rozdziału o promieniu R q r Cv 2 =°) oraz strefę transportu pyłu ograniczone p ro mi e
niem komory R i promieniem R q r » zał o żo no prz y tym brak w y m ia n y masy przez powierzchnię rozdziału,
- w obszarze p rz ep ły w ów w z no sz e cy ch ( r < R q(.) w p ro wa d zo no średnie s k łado
we osiowę prędkości v z n iezależne od ws p ół rz ęd n yc h z i r;
V ♦ V
V - ■ » P (4)
z TC R
2
9
r
gdzie R qr wy zn a cz on o z zależności:
V V
5—
m 9
■o
— ^--o~
C5)J Kr2 - R 2 ) JtCR2 - R 2 )
gr gr s
- rozkład składowej stycznej p rę d kości opisano traktujęc pr ze pł yw gazu w obszarze separacji jako obrót ciała sztywnego z pewne ekwiwalentne pręd- koścle ketowę :
.R gr W - R - gr
V t (r) . < u r g r ^ s s r (fi)
przy czym prędkość ket owa lub może być wy zn ac z on a odpowi ed ni o Jako:
* * a TTY b S <7)
gdzie: A - sw obodny przekrój napływowy, R - średni promień w lotu gazu, dt- ket pochylenia łopatek kierowniczych,
wpro wa d zo no pojęcie hipotetycznej p ła sz c zy zn y wylotowej (vz » O), do której z iarno pyłu dociera po czasie
X
:H
J i - d z (8)
O z
X
■' 'z
przemi es z cz aj ęc się równocześnie w kier u nk u p ro mi eniowym od średniego promienia w lo tu R a w kierunku ścian komory,
w wa runkach równowagi sił działajęcych na ziar no pyłu w hipot et y cz nej płaszczyźnie wylotowej trajektorię jego ruchu będzie okręg o promie
niu równowagi r Ł , co oznacza pr z yp o r z ą d k o w a n i e zbiorowi ziaren promieni równowagi j r j .
Podstawy teoretyczne procesu.. 269
D a l s z e r o z w a ż a n i a p r o w a d z o n o w k i e r u n k u z n a l e z i e n i a p o s t a c i f u n k c j i - f i ^ ) . P r z y j ę t o . Z e J e ż e l i i s t n i e j e t a k a f u n k c j a f j , Z e r i = f 1 ( 5 1 ) i J e ż e l i z n a j d z i e s i ę f u n k c j ę f2 t a k ę . Z e t = f g i r ^ , t o w ó w c z a s m u s i i s t n i e ć r ó w n i e ż s z u k a n a f u n k c j a f j p i m f i ó ^ ) .
Z g o d n i e z w p r o w a d z o n y m i p o w y ż e j p o j ę c i a m i w a r u n e k r ó w n o w a g i s i ł m o ż n a z a p i s a ć w p o s t a c i :
ife- f dt • f — dr (9)
1 18T? J J v?(r)
* . a x r i
Rs
Po u w z g lę d ni en iu za le ż n o ś c i (7) i (8) o tr zymuje się szukanę postać f u n k cji* f 1 :
2 J * H _ Z m i . r i (1 0 )
s 2 T s H 2 - i 6 t l e j - ln i r
Szukana funkcja ^ pl * f2 ^ r i^ powinna 9pełniać następ u ję ce w a ru nk i brze
gowe :
!° ri . R g = = ^ V p i . o
2 ° r i ’ R qr = = ^ *] p i " ° ‘5
Z a p r op o no wa no funkcję o postaci:
R
<u>
W p r o wa dz a ję c p owyższę za l eżność do równania (10), otrzymuje się:
7 p i = 1 - exp(-ó2 _ | Ł . H _o^ ) (12)
P o n i ew a ż p odano w z o r y pozwal aj ą ce obliczyć a>e i v z (4), (5), (6), (7), a dla określonej k on st r uk cj i odpylacza p ro m ienie R g i| R g r w yz n aczyć moż
na jako funkcję ś rednicy komory D, o tr zy mu j e się teoretyczną zależność w i ę ż ęc ę par am et r y k o n s tr uk c yj ne 1 eksploa t ac yj ne odpylacza z efektem Jego d z i a ł a n i a :
7 pi ■ f < V H. D. * , ¿ Ł . ? m . T j ) (13)
P o w s t a j e o c z y w i ś c i e p y t a n i e , w J a k i m s t o p n i u o p r a c o w a n y t e o r e t y c z n y m o d e l o d d a j e r z e c z y w i s t y p r z e b i e g p r o c e s u s e p a r a c j i p y ł u w o d p y l a c z u . P o s ł u g u j ą c s i ę w y p r o w a d z o n ę f o r m u ł ę o b l i c z e n i o w ą ( 1 2 ) , s p o r z ą d z o n o d l a o d p y l e c z a D ■ 2 0 0 m m t e o r e t y c z n e c h a r a k t e r y s t y k i rj « fifi^) d l a V /V - 0 , 4 i V / V » 0 , 6 7 i p o r ó w n a n o J e z w y n i k a m i b a d a ń e k s p e r y m e n -
P 9 P 8
t a l n y c h ( r y s . 1 0 ) . U z y s k a n o z n a c z n ą z g o d n o ś ć w y n i k ó w t e o r e t y c z n y c h 1 e k s p e r y m e n t a l n y c h , a c z k o l w i e k z a n a j i s t o t n i e j s z e n a t y m e t a p i e b a d a ń t e o r e t y c z n y c h u w a ż a s i ę w ł a ś c i w e r e a g o w a n i e w z o r u t e o r e t y c z n e g o n a z m i a n ę s t r u m i e n i a o b j ę t o ś c i g a z u p o m o c n i c z e g o , w y r a ż o n e g o s t o s u n k i e m V p / V 8 . F a k t t e n p o t w i e r d z a s ł u s z n o ś ć p r z y j ę t e g o t e o r e t y c z n e g o m o d e l u p r o c e s u s e p a r a c j i.
»}*
i
R y s . 10 . C h a r a k t e r y s t y k a p r z e d z i a ł o w e j s k u t e c z n o ś c i d z i a ł a n i a o d p y l a c z a F i g . 10 . C h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r v a l e f f i c i e n c y o f t h e c y c l o n e
Z n a j o m o ś ć c h a r a k t e r y s t y k i p r z e d z i a ł o w e j s k u t e c z n o ś c i o d p y l a n i a o r a z c h a r a k t e r y s t y k i s k ł a d u z i a r n o w e g o p y ł u p o z w a l a w p r o s t y s p o s ó b o k r e ś l i ć p r z e w i d y w a n ą c a ł k o w i t ą s k u t e c z n o ś ć d z i a ł a n i a o d p y l a c z a . W o s t a t n i m o k r e s i e c z a s u p r z e p r o w a d z o n o t a k i e o b l i c z e n i a i p o r ó w n a n o J e z w y n i k a m i b a d a ń s k u t e c z n o ś c i d z i a ł a n i a p i ę c i u w m i ę d z y c z a s i e w y b u d o w a n y c h i p r z e k a z a n y c h d o e k s p l o a t a c j i p r z e m y s ł o w y c h i n s t a l a c j i o d p y l a j ą c y c h ( 6 ) . W y n i k i t e g o p o r ó w n a n i a p r z e d s t a w i a p o n i ż s z e z e s t a w i e n i e .
R ó ż n i c e p o m i ę d z y w a r t o ś c i a m i t e o r e t y c z n y m i i e k s p e r y m e n t a l n y m i z a w i e r a j ą s i ę w g r a n i c a c h r j • - 5 , 5 % - + 4 , 7 % , c o n a l e ż y u z n a ć z a w y n i k z a d o w a l a j ą c y .
Podstawy teoretyczne proceau.. 271
C h a r a k t e r y s t y k a o b i e k t u
7c e x' * V C T ' *
1 2 3
H M “L E G N I C A " - s u s z a r k a o b r o t o w a k o n c e n t r a t u m i e d z i , b a t e r i a 0 P - 6 x l 0 0 0
I l i n i a : V # - 1 0 , 4 m 3/ e , V p ■ 8 , 7 m 3/ a II l i n i a : V g = 9 , 5 m 3/ s , V p « 7 . 6 m 3/ s I I I l i n i a : V # - 1 2 , 2 m 3/ s . V p - 5 . 5 m 3 / s
9 1 9 6 9 8
9 5 . 7 9 8 , 4 9 7 , 3
Z C h " B L A C H O W N I A " - o d c i ę g i p y ł o w e , o d p y l a c z p o j e d y n c z y O P - l x 7 0 0
V s - 0 , 9 2 m 3 / s , » 0 , 6 8 m 3 / s 9 5 9 4 , 5
J 2 M 0 w J a r o s z o w i e - o b r o t o w e p i e c e p r a ż a l n i c z e g l i n y , b a t e r i a 0 P - 1 0 x l 0 0 0
V 8 - 2 2 , 4 m 3/ s , v p » 1 2 , 9 m 3 / a 8 9 8 3 , 5
P o d s u m o w u j ę c , s t w i e r d z a s i ę , ż e p o m i m o d a l e k o i d ę c y c h u p r o s z c z e ń , o p r a c o w a n y t e o r e t y c z n y m o d e l s e p a r a c j i p y ł u w p r z e c i w b i e ż n y m o d p y l a c z u c y k l o n o w y m :
1° d o s t a t e c z n i e d o b r z e o p l a u j e r u c h z i a r n a p y ł u 1 p r z e p ł y w g a z u w k o m o r z e o d p y l a c z a ,
2° u m o ż l i w i a t e o r e t y c z n ę I n t e r p r e t a c j ę w y n i k ó w b a d a ń e k s p e r y m e n t a l n y c h o d p y l a c z a ,
3° p o z w a l a o s z a c o w a ć p r z e w i d y w a n y e f e k t d z i a ł a n i a o d p y l a c z a d l a o k r e ś l o n y c h p a r a m e t r ó w k o n s t r u k c y j n y c h 1 e k s p l o a t a c y j n y c h .
N i e z m i e n i a t o o c z y w i ś c i e f a k t u , ż e p o m i m o u z y s k a n i a d o b r e j z g o d n o ś c i w y n i k ó w t e o r e t y c z n y c h i e k s p e r y m e n t a l n y c h , o p r a c o w a n y m o d e l t e o r e t y c z n y j e s t m a ł o p r e c y z y j n y w s w y m o p i s i e m a t e m a t y c z n o - f i z y c z n y m i m o ż e b y ć t r a k
t o w a n y j e d y n i e j a k o p i e r w s z e t e o r e t y c z n e p r z y b l i ż e n i e p r o c e s u s e p a r a c j i p y ł u w p r z e c i w b i e ż n y m o d p y l a c z u c y k l o n o w y m .
L ITERA T UR A
Tl"] S c h m i d t K . R . : P f y e i k s l i s c h e G r u n d l a g e n u n d P r i n z i p d e s D r e h s t r o m u n g s - e n t s t a u b e r s , S t a u b 2 3 , 1 1 , 1 9 6 3 , s. 4 9 1 .
[
2
] B u d i n s k y K . : D l a B e w e g n u n g d e r f e s t e n T e i l c h e n l m D r e h s t r ó m u n g s e n t - s t a u b e r , S t a u b - R e i n h a l t . L u f t 3 2 , 1 9 7 2 , s. 82 .[ i i C l l i b e r t i O . F . , L a n c a s t e r B . W . : P e r f o r m a n c e o f R o t a r y F l o w C y c l o n e s . A I C h E J o u r n a l 2 2 , 2, 2 9 7 6 , s. 3 9 4 .
[
4
"] C l l i b e r t i D . F . , L a n c a s t e r B . W . : A n I m p r o v e m e n t o f t h e S i m p l e M o d e l f o r R o t a r y F l o w C y c l o n e s , A I C h E J o u r n a l , 2 2 , 6 , 1 9 7 6 , s. 1 1 5 0 .[
5
] M a z u r M , : A n a l i z a t e o r e t y c z n o - e k e p e r y m e n t a l n a p a r a m e t r ó w k o n s t r u k c y j n y c h i e k s p l o a t a c y j n y c h p r z e c i w b i e ż n e g o o d p y l a c z a c y k l o n o w e g o . P r a c a d o k t o r s k a . P o l i t e c h n i k a W r o c ł a w s k a , W r o c ł a w 1 9 8 1 .f6l Mazur M . , T ei sseyre M . : Nowa technologia suchego odpylania gazów prze- myślowych - przeciw b ie żn y od pylacz cyklonowy. Ochrona Powietrza, 1, 1987, s. 13.
T E O P E T m E C K H E OCHO B H IIPOLIECCA CEIIAPAmffl IIHJffl B UPOTHBOXO^HOM HEHTPOEEHiHOM IBUIEO TKEJIHTEJIE
P e 3 » m e
IIpoTH B O zoA H H fi p e H T p o ô e H H H Ë i m j i e o T f l e M i e j i B n p H H a f la e z H T k h o b o h r e H e p a i i H n M e x a H H i e o K n x niuieoTAejffiTejiefi, b K o i o p a x H c n o i B 3 y e T o a s $ $ e K T EteHipofieaBOfi OHJia. Cenapamiii i ü :jih n p o H C X o A a x n y i e M A r a a m i H e c K o r o b o 3 a b ë c t b h h A By x n oio- k o b r a 3 a AHpicyjiHpyiratHX b K a u e p e ntuieoTAejiKTejiH: 3anHJieBHoro r a 3 a H a x o A a n e - r o o a b H u s H e S n a c r a nBmeoTAexHTejLa h rax H a 3 H B a e M o r o B c n o M a r a i e x B H o r o ra3a HaxoA-ffmeroca b B e p x H e Ë ero n a c r a .
IIpHM eBaeM HŚ a o c h x n o p M OA ejia n p o tS K a H H H r a 3 a b H H jie o iA e a H T e jie
vutu
n o i e - PUJIB CBOJ3 aK iy ajIB H O G T Ł H S - 3 a SBOJIIiąHE KOHOTpyKpHH (K.P. HlMHAi OPr, 1963) a a a n p aB O A flT k 3aK jnoneH H H M H e o o o iB e T C iB y œ m a M a K c n e p H M e H ra jib H ta i p e 3 y j i b r a T a M (£.0. K H A a 6 e p T H , B. J la H K a c T e p C M , 1976).IIpeAaoaeKHaa T eo p eran ecK aa
m o a b a bnporeK aH aa r a 3 a
bnnjieoTA ejraiejie a ypaBHftHae ABHseHaa 3epeH n u ra A e a a c i
b o 3 m o x h o ëT eoperanecK yK aH iepnpeiaiiH D
p o a h ,
KaKyjD
bn p o q e c e e o e n a p a n a a nHjra. a r p a e r BonoMaraieaBHufi r a 3 .
Conopofi Ha TeoperaneCKHfl aHaJiH3 n p o p e c c a 6 u n a npaH H ia oyneciB eH H aa
a a hnocaeAyjonax paooyameHafl n p e A n o cu raa o Hea3MeHH0cra ycnoBKË AeTepMHHapyœmHX
xoan p o n e c - c a c e n a p a p a a n u r a Ha Bce& B u co re K aitepu n u n e o T A e r a re ra . C noMonBœ axo2 npeA - nocHAKH
S h jioc$opMyaapoBaHO n o a a r a e npeAexBHoro 3epH a, npeAeaBHaa aixÿeKtaB-
h o c t b
oóecnfeHHBaHHa, c ip y K iy p a p a c n e r a o a MOAera, a
bKoHeiHOM p e 3 y a B ia ie fiHaa BBeASHa aaB^OHMOCTB MesAy e$$eKTOM AefiOTBaa n u n e o T A e ra re ra a e r o
o c h o b -HBttia KOHCipyKAaoHHLiMM a BKonjiyaiauaoHHBaiH n ap a n e ip a M a ,
T HE ORETICAL B ASIS OF DUST SEPARATION PROCESS IN A CYCLONE WIT H EXTRA BACKWARD CIRCULATION
S u m m a r y
Theoretical model of gas flow in a dust collector and eq uation of dust p ar ticles motion are suggested, owing to which theoretical interpretation of the part of auxiliary gas stream in a s ep a ra ti on process is possibile.
On the basis of the theoretical analysis of the process, it is assumed that the conditions that determine the process of dust s eparation are constant at the w h o l e height of the cyclone chamber. This as su m pt io n is then used to de rive a relation between the effect of the cyclone p e r f or m - mance and its basic construction a nd exp lo it at i on parameters.
