О применении вероятностного подхода для оценки эффективности многоступенчатых систем пылеулавливания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья по теме:

О применении вероятностного подхода для оценки эффективности многоступенчатых систем пылеулавливания

Н.М. Сергина

При оценке эффективности систем обеспыливания, скомпонованной из n аппаратов с эффективностью , применяются известные зависимости: при последовательной установке пылеуловителей - (1), при параллельной - (2)

, (1)

(2)

В работе [1] степень очистки воздуха от пыли предлагается оценивать по величине фракционного проскока, который для системы из последовательно соединенных пылеуловителей при известной дифференциальной функции распределения частиц по размерам выражается интегралом

(3)

где - постоянные, характеризующие пылеулавливающие способности -го аппарата; - число Стокса для -го аппарата.

Методика расчета эффективности многоступенчатых установок пылеулавливания, основанная на уравнениях воздушного и пылевого балансов с использованием понятия коэффициента замкнутости, приводится в [2].

Зависимости (1)-(3) справедливы для случая компоновки пылеулавливающих систем по традиционным схемам. Однако в настоящее время все большее распространение получают установки, в которых организуется отсос пылевоздушной смеси из бункерной зоны одного из аппаратов [2-6], простейшие варианты которых приведены на рис. 1 [2].

В этом случае оценка эффективности пылеулавливания проводится на основе решения систем уравнений воздушного и пылевого балансов. Для первого варианта компоновки системы (рис. 1, а) система уравнений имеет вид

(4)

где - массовый расход пыли в воздухе, поступающем на очистку из системы аспирации, кг/ч; - массовый расход пыли в воздухе, поступающем на очистку из системы аспирации, кг/ч; , - массовый расход пыли, уловленной в пылеуловителях первой и второй ступени соответственно, кг/ч; - массовый расход пыли в воздухе, выходящей из пылеуловителей первой и второй ступени соответственно, кг/ч; - коэффициент, характеризующий долю пыли, возвращающейся в систему, и изменяющийся от 0 при отсутствии отсоса воздуха из бункера аппарата до 1 при полной рециркуляции уловленного продукта,

и общая эффективность установки составит

(5)

пылеулавливание баланс вихревой аппарат

Аналогично для второго варианта (рис. 1, б)

(6)

где , - запылённость воздуха, поступающего на верхний и нижний вводы пылеуловителя первой ступени из системы аспирации и из бункера пылеуловителя второй ступени соответственно, мг/м3; , - расход воздуха, поступающего на верхний и нижний вводы пылеуловителя первой ступени из системы аспирации и из бункера пылеуловителя второй ступени соответственно, м3/ч; - общий расход воздуха, проходящего через установку пылеулавливания, м3/ч; - объем воздуха, подсасываемого через шлюзовой затвор пылеуловителя первой ступени, м3/ч; - расход воздуха, выбрасываемого в атмосферу, м3/ч; - запыленность воздуха, выбрасываемого в атмосферу, мг/м3.

Пренебрегая величиной подсосов , получим

(7)

Во всех перечисленных методиках определения суммарной эффективности пылеулавливающих систем степень очистки отдельного аппарата рассматривается как постоянная заданная величина. Однако результаты многочисленных исследований показали [7, 8], что вследствие изменений в технологических процессах, при прохождении пылегазовых потоков через пылеуловители, при наличии перетоков и организованного отсоса из бункерной зоны происходят многочисленные изменения дисперсного состава пыли, расхода воздуха, подаваемого на очистку, запыленности пылевоздушных потоков на входе в пылеуловители. В реальных условиях эксплуатации пылеулавливающих систем перечисленные параметры являются случайными величинами, и, следовательно, степень очистки каждого аппарата системы - также случайная величина. Для примера на рис. 2 приведены экспериментальные зависимости эффективности пылеуловителя ВЗП с отсосом из бункерной зоны при изменении размеров частиц [7].

Рис. 2 - Зависимость эффективности аппарата ВЗП с отсосом из бункера от размера частиц пыли : 1,2.3 - эффективность при = 0,1, = 0,2, = 0,3 соответственно; 4 - вероятностный коридор значений эффективности (- объем воздуха, отсасываемого из бункера, отнесенный к расходу воздуха, поступающего на очистку в аппарат)

Таким образом, процесс очистки пылевоздушной смеси в многоступенчатых установках пылеулавливания применительно к конкретному виду пыли и конкретным условиям функционирования - процесс стохастический. Поэтому для достоверной оценки следует рассматривать эффективность системы как случайную величину, зависящую от случайных факторов (расход воздуха, подаваемый на очистку, концентрация пыли на входе в систему, дисперсный состав материала и пр.).

Литература

1. Шиляев М.И., Дорохов А.П. Методы расчета и принципы компоновки пылеулавливающего оборудования [Текст]. - Томск, 1999. - 212 с.

2. Сергина, Н.М. Совершенствование схем компоновки многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами [Текст]: дис. канд. техн. наук: 05.14.16: защищена 31.03.00: утв. 07.07.00 / Сергина Наталия Михайловна. - Волгоград, 2000. - 171 с. - Библиогр.: С. 137-149.

3. Сергина Н.М., Азаров Д.В., Гладков Е.В. Системы инерционного пылеулавливания в промышленности строительных материалов [Текст] // Строительные материалы, 2013. - №2. - С. 86-88.

4. Азаров В.Н., Донченко Б.Т. Системы аспирации дымовых и леточных газов производства карбида кальция [Текст] // Строительные материалы, 2002. - №11. - С. 20-21.

5. Семенова, Е.А. Совершенствование схем компоновки систем обеспыливания для локализующей вентиляции в производстве извести [Текст]: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.26.01, 05.23.19: защищена 21.06.13: утв. 19.09.13 / Семенова Елена Анатольевна - Волгоград, 2013.

6. Сергина Н.М., Боровков Д.П., Семенова Е.А. Совершенствование методов очистки воздуха рабочей зоны от пыли известкового щебня, выделяющейся при разгрузке железнодорожных вагонов [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №4. Ч.2. - Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n1y2009/250 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

7. Азаров, В.Н. Комплексная оценка пылевой обстановки и разработка мер по снижению запылённости воздушной среды промышленных предприятий [Текст]: автореф. дис. д-ра техн. наук: 05.26.01, 03.00.16: защищена 09.02.04 / Азаров Валерий Николаевич - Ростов н/Д, 2004.

8. Омельченко, Е.В. Оптимизация выбора конструкции пылеулавливающего аппарата для предприятий дорожных и строительных производств [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №4. Ч.2. - Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n1y2009/250 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

9. Davies C.N. Lubrication theory for micropolar fluids // Proc. Phys. Soc. B. 1950. Vol. 63. P. 288.

10. Soo S. L. Fluid Dynamics of Multi-Phase Systems, Blaisdell Pub. Co., 1967 - 524 pages.

Размещено на Allbest.ru