Оптимизация конструкций рукавных фильтров с учетом движения пылевых частиц

• Автор: Чан Ви Ланг, 0
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ у

1. ОБЗОР РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ РУКАВНЫХ ФИЛЬТРОВ .

1.1. Классификация пылей и основных аппаратов для их улавливания

1.2. Классификация рукавных фильтров. Применяемые материалы .

1.3. Способы регенерации рукавных фильтров .

1.4. Изменение гидравлического сопротивления ткани

при фильтрации через нее запыленного газа

1.5. Особенности работы прямоточных рукавных фильтров и движение частиц в рукаве

1.6. Анализ методов аэродинамического расчета каналов с изменением расхода жидкости вдоль пути

В ы в о д ы .

2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ ПОТОКА ВОЗДУХА И ДВИЖЕНИЯ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ В РУКАВЕ
2.1. Аэродинамика рукава при движении чистого воздуха
2.1.1. Расчет аэродинамических характеристик потока
воздуха в рукаве .
2.1.2. Закономерности изменения аэродинамических характеристик потока воздуха в рукаве
2.1.3. Определение расхода воздуха через кольцо в поперечном сечении рукава
2.1.4. Метод определения статического давления на основе баланса сил
2.2. Движение пылевых частиц в рукаве фильтра .
2.2.1, Решение системы дифференциальных уравнений
движения пылевых частиц
2.2.2. Зависимости и значения, принятые при решении
2.2.3. Определение траекторий пылевых частиц в рукаве .
2.2.4. Распределение массы пыли по длине рукава .
2.2.5. Определение радиуса эффективного кругового сечения
2.2.6. Оценка влияния седиментационного эффекта на параметры работы рукавных фильтров .
Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ РУКАВА
ФИЛЬТРА .
3.1. Описание экспериментального стенда .
3.2. Методика экспериментального исследования
3.2.1. Контроль расходов воздуха, вытекающего из отсеков и входящего в рукав
3.2.2. Измерение давления и расхода воздуха в сечениях рукава
В ы в о д ы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И СОПОСТАВЛЕНИЕ С АНАЛИТИЧЕСКИМИ РАСЧЕТАМИ . ЮО
4.1. Работа рукава при движении чистого воздуха .
4.1.1. Проверка точности измерения полного давления ЮО
4.1.2. Изменение полного и статического давления по длине рукава
4.1.3. Изменение расходов воздуха вдоль рукава . НО
4.1.4. Определение истинных экспериментальных значений статического давления .
4.1.5. Расчет статического давления на основе баланса сил .
4.2. Работа рукава в нестационарном режиме .
В ы в о д ы
5. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ РУКАВНЫХ ФИЛЬТРОВ .
Основные выводы
Приложение I .
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6
Приложение 7
Приложение 8
Приложение 9 Г
П р и л о ж е н и е
П р и л о ж е н и е II .
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Д,и показатели степени
С концентрация пыли в потоке, кгм
3. Я диаметр и радиус рукава, м
Я, площадь, м
.ф ускорение свободного падения, мс
Н показание микроманометра, мм
число расчетных точек, шт.
У поток количества движения, Н
К коэффициент поля
Клр коэффициент прибора
объемный расход воздуха, м3с
длина рукава, м
длина образующей конуса, м
М массовый расход пыли, кгс
масса пылевой частицы, кг жг массовый расход газа, кгс
р давление, Па
Ъ текущий радиус, м
II, и вектор скорости и абсолютная величина скорости
движения пылевых частиц, мс
вектор скорости и абсолютная величина скорости движения воздуха, мс
5цр. заданная область точности расчета, м
УУ скорость фильтрации, мс
время, о , и время релаксации, с
удельная поверхностная масса пыли, кгм
СС, у оси координата, м
х коэффициент пропорциональности
с коэффициент Кориолиса
6 коэффициент Буссинеска
V коэффициент аэродинамического сопротивления
ь диаметр пылевых частиц, м
е погрешность расчета,
пористость пылевого слоя
со пористость ткани рукава
л коэффициент сопротивления трения
Iй коэффициент динамической вязкости воздуха, ПаС
9 коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2с
плотность, кгм
1 коэффициент сопротивления выхода
Ке число Рейнольдса.
ИНДЕКСЫ
ср средний, н наружный, в внутренний, п пыль, г газ вх входной, ос осевой, кол. кольцо, кон. конус, э эффективный, т ткань, ст статический, дин. динамический, пт патрубок, тр трубка, лем лемниската.
ВВЕДЕНИЕ


Шерстяные ткани обеспечивают надежную очистку и легкость регенерации, но не могут работать в кислой среде и при температурах выше ЮОС стоимость их значительно выше, чем хлопчатобумажных и синтетических тканей. Натуральные волокна по механическим свойствам, химической стойкости и термостойкости уступают синтетическим. Кроме того, применение натуральных волокон для технических тканей ограничено ввиду их дефицитности. Химические волокна получают из органических и синтетических полимеров или неорганических соединений стекла, кварца, углерода, металла. При температуре очищаемых газов до 0С до недавнего времени широко использовались фильтровальные материалы из полиакрилонитрильных волокон нитрон. В настоящее время большое распространение получают материалы из полиэфирных волокон лавсан. Они обладают лучшими механическими свойствами и способны длительно работать при температуре до 0С в среде с повышенной кислотностью. Прочность лавсановых тканей в ,5 раза выше, чем у шерстяных, они устойчивы к истиранию, поэтому их можно использовать для улавливания абразивных пылейя. В последние годы разработаны новые виды тканей, обладающие высокими химическими и термическими свойствами . Для очистки горячих до 0С газов в Советском Союзе и за рубежом широко используются фильтровальные ткани из стеклянных волокон. Главным недостатком стеклотканей является низкая изгибоустойчивость. Фильтровальные свойства стеклотканей также несколько хуже, чем у тканей из лавсановых и натуральных волокон 9 ,. Эффективность улавливания пыли ткаными материалами в значительной степени зависит от структуры переплетения нитей. Для фильтровальных тканей используют три вида переплетения полотняное, саржевое и сатиновое в некоторых случаях для получения особо прочных тканей с повышенными фильтровальными свойствами прибегают к сложным двойным переплетениямЗб. Дли обеспечения высокой степени очистки размер пор в ткани не должен превышать 0 мкм и поры должны быть равномерно расположены по всей площади ткани . За последние годы наряду с тканевыми материалами начали применяться нетканые материалы. Фетры или войлоки представляют собой плотные слои беспорядочно перепутанных волокон, равномерно распределенных в объеме и потому обладающих высокой устойчивостью к многократным изгибам и обеспечивающих высокую степень очистки при относительно низком гидравлическом сопротивлении з,. Для изготовления нетканых материалов используются натуральные шерсть и синтетические волокна. Фильтровальные фетры используются в основном в фильтрах с обратной струйной продувкой или при импульсном методе регенерации. Гидравлические свойства чистых фильтровальных тканей характеризуются воздухопроницаемостью расходом воздуха при определенном перепаде давления, обычно равным Па. Воздухопроницаемость измеряется в м3м2мин. Численно воздухопроницаемость равна скорости фильтрации при ДР Па. Сопротивление незапыленных тканей др при обычных нагрузках по газу 0, мДмМИн составляет 5 Па я, . В последующем наблюдается процесс соосаждения частиц, на лобовой стороне фильтра начинает формироваться сплошной слой пыли, который сам становится второй фильтрующей средой. Поскольку поры, образующиеся между частицами лобового слоя и сами улавливаемые частицы имеют близкие размеры, значительную роль начинает играть ситовый эффект, что хорошо объясняет обычно очень высокую степень очистки газов в тканевых фильтрах . По мере накопления слоя пыли увеличивается эффективность осаждения, возрастает сопротивление движению газа через фильтр и уменьшается пропускная способность аппарата. Чтобы восстановить пропускную способность, часть слоя пыли периодически удаляют регенерируют тем или иным способом. В большинстве фильтров сочетаются два типа регенерации. Механическое встряхивание наиболее эффективно в продольном направлении, но при этом сильно изнашиваются нижние части рукавов. Этот способ регенерации в сочетании с обратной продувкой весьма эффективен и применяется для тяжелых ворсованных тканей. Колебания рукавов в поперечном направлении чаще используются для тонких тканей с гладкой поверхностью, при этом снижается износ рукавов, но и процесс регенерации протекает менее интенсивно 9ф.