Размещено на http://www.allbest.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ» (МГТУ ГА)

Кафедра: «Безопасность полетов и жизнедеятельности»

РАСЧЕТНО - ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

«Экобиозащитная техника и технологии на транспорте»

на тему: «Очистка газов от аэрозольных загрязняющих веществ»



Содержание

• 1. Цель и задачи курсовой работы
• 2. Задание на курсовой проект
• 3. Условные обозначения для расчетов
• 4. Условные обозначения для исходных данных
• 5. Справочные данные
• 6. Условные обозначения для данного варианта
• 7. Основная часть. Теоретическая часть
• 8. Основные характеристики современных электрофильтров
• 9. Основные преимущества электрической очистки газов следующие
• 10. Расчетная часть
• 11. Заключение. Полученный результат
• Вывод
• Список использованной литературы


1. Цель и задачи курсовой работы

Курсовая работа - вид аттестационной работы, являющейся важной частью обучения по курсу рассматриваемой дисциплины.

Целью курсовой работы является приобретение навыков студентами в решении практических задач дисциплины в рамках заданной темы.

Для достижения поставленной цели в процессе выполнение курсовой работы решаются следующие задачи:

- систематизация и расширение теоретических и практических знаний студента по дисциплине;

- обучение студента:

- самостоятельной работе с учебно-методической и нормативно-технической литературой;

- использованию вычислительной техники в процессе проведения расчетов и при проектировании:

- оформлению принятых решений в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

2. Задание на курсовой проект

1. Изучить конструкции современных аппаратов (в том числе электро-фильтров) для очистки газов от аэрозольных загрязняющих веществ.

2. Привести примеры (в форме графиков, таблиц и иллюстраций), характеризующие современные электрофильтры.;

3. Выполнить расчет двухпольного горизонтального электрофильтра по заданным исходным данным

Цель - определить общую степень очистки газа от аэрозольных загрязняющих веществ заданного состава в электрофильтре с заданными параметрами.



3. Условные обозначения для расчетов

Б - абсолютное атмосферное давление при НУ(1,013 *105(кН/ м);

в - относительная плотность газов;

E0 - критическая напряженность электрического поля (В/м);

U0 - критическая напряженность короны (В);

i0 - линейная плотность тока короны (мА/м);

н - коэффициент, зависящий от взаиморасположения электродов;

E - напряженность электрического поля (В/м);

е 0 - константа (1/ 4р *9 *109);

Т - температура по Кельвину (Т = 273 + t);

С - константа вязкости газа (при 00 С и 0,101мН/м2);

щn - скорость движения частиц (скорость дрейфа) (м/сек);

м0 - константа газа, (вязкость газа при 00 С и 0,101Мн/м2);

мn - вязкость газа [(Н.сек)/м2];

M - относительная молекулярная масса газа (кг/н моль);

з - степень очистки газа;

f - удельная поверхность осаждения [м2/(м3/сек)]

А - константа (0,815 - 1,63);

SM - средняя длина побега молекулы(м), для газов SM = 10-7(м).

4. Условные обозначения для исходных данных

а - содержание компонента газа, поступающего в электрофильтр, (в объемных %);

t - температура газов (0С);

pr - разряжение в системе (кН/ м2 или 200 мм вод. ст.)

z -содержание пыли в газах (г/ м3 н.у.);

rср - фракционный состав пыли, средний радиус частиц (мкм);

Фп - фракционный состав пыли, содержание массовой доли (%);

Vr - скорость газов в электрофильтре (м/сек);

R1 - радиус коронирующего электрода (м);

dк - расстояние между коронирующими электродами в ряду (м);

Lк - активная длина коронирующих электродов (м);

n - количество осадительных электродов (шт.);

Sэл.ос - площадь осадительных электродов (м2);

H - расстояние между плоскостями осадительных и коронирующих электродов (м);

L - длина активной зоны электрофильтра (м);

Uср - напряжение (среднее) значение) (В);

Fак. эл. - активная площадь сечения электрофильтра (м2).

5. Справочные данные

Б - абсолютное атмосферное давление при НУ(1,013 *105(кН/ м2);

н - коэффициент, зависящий от взаиморасположения электродов;

е 0 - константа (1/ 4р *9 *109);

Т - температура по Кельвину (Т = 273 + t);

С - константа вязкости газа (при 00 С и 0,1013мН/м2);

м0 - константа газа, (вязкость газа при 00 С и 0,101Мн/м2);

А - константа (0,815 - 1,63);

SM - средняя длина побега молекулы(м), для газов SM = 10-7(м).

6. Условные обозначения для данного варианта

Таблица 6.1 Условные обозначения для данного варианта

Условные обозначения	Вариант №6,9
а (СО2)(%)	2,5
а (Н2О)(%)	7,8
а (О2)(%)	16,2
а (N2) %)	73,5
t (0С)	30
pr (кН/ м2)	1,6
z (г/ м3 н.у.)	43
Vr (м/сек)	0,9
R1 *10-3(м)	1,25
dк (м)	0,24
Lк (м)	920
N (шт.)	16
Sэл.ос (м2)	242
H (м)	0,150
L (м)	4,6
Uср*103 (В)	48
Fак. эл. (м2)	7,5
rср(мкм)	0,5	2,5	5,0	10	15	20	25
Фп (%)	15,0	15,0	15,0	15,0	10,0	20,0	10,0

7. Основная часть. Теоретическая часть

Электрофильтр - пылеуловитель, в котором улавливание частиц пыли или жидкости осуществляется с помощью электрических сил. Частицы пыли получают (как правило) отрицательный электрический заряд в поле коронного разряда и движутся под действием электрического поля к заземленным электродам, оседают на них и после регенерации электродов собираются в бункерах. Небольшая часть пыли, примерно 0,5-1 % от общего количества, приобретает положительный заряд и осаждается на коронирующих электродах и также периодически удаляется.

Механическая очистка газов включает сухие и мокрые методы. К сухим относится:

1) гравитационное осаждение;

2) инерционное и центробежное пылеулавливание;

3) фильтрация.

В соответствии с направлением движения газового потока фильтры подразделяют на горизонтальные и вертикальные. По форме осадительных электродов различают электрофильтры пластинчатые, трубчатые и иногда шестигранные. В зависимости от числа последовательно расположенных полей электрофильтры бывают однопольные и многопольные, а в зависимости от числа параллельно работающих секций -- односекционные и многосекционные.

Вывод уловленной пыли из электрофильтра может осуществляться в сухом виде посредством встряхивания электродов и в мокром виде смывом водой. В соответствии с этим различают сухие и мокрые электрофильтры.

Основными элементами электрофильтров являются: газоплотный корпус с размещенными в нем коронирующими электродами, к которым подводится выпрямленный ток высокого напряжения, и осадительными заземленными электродами, изоляторы электродов, устройства для равномерного распределения потока по сечению электрофильтра, бункера для сбора уловленных частиц, системы регенерации электродов и электропитания

8. Основные характеристики современных электрофильтров

Таблица 8.1

Тип золоуловителя	Скорость газов, м/с	Эффективность улавливания, %	Размеры улавливаемых частиц, мкм	Гидравлическое сопротивление, Па	Верхний предел температур, 0С
Осадительная камера	1,0…1,5	< 80	> 50	50…150	350…550
Инерционные	1,0…1,5	<80	> 20	100…400	350…550
Одиночный циклон	10…15	< 80	> 10	750…1500	350…550
Батарейный циклон	3,5…5,0	< 92	> 5	500…700	350…550
Рукавный фильтр	< 0,1…0,2	< 99,9	> 0,0025	750…1500	До 350
Динамические	-	< 90	> 2	-	До 400



9. Основные преимущества электрической очистки газов следующие

- степень очистки газов - до 99,9 % и выше;

- гидравлическое сопротивление - не более 0,2 кПа (является основной причиной низких эксплуатационных затрат);

- электрофильтры могут улавливать сухие частицы, капли жидкости и частицы тумана;

- в электрофильтрах улавливаются частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков микрон.

- верхний предел температуры выше, чем у не электрофильтров

10. Расчетная часть

1.Определение относительной плотности газов.

2. Определение критической напряженности электрического поля (В/м).

3. Определение критической напряженности короны (В).



4. Определение линейной плотности тока короны (а/м).

где k - подвижность ионов, принимаем k = 2.1 *10-4 (м/сек)/(В/м) или м2/(Всек)

х - коэффициент, зависящий от взаиморасположения электродов в пластинчатом электрофильтре (H/d) (см таб. 3.1)

Таблица 9.1 Взаиморасположение электродов в пластинчатом электрофильтре

H/d	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
х	0.08	0.068	0.045	0.035	0.027	0.022	0.0175	0.015	0.013	0.0115

5. Определение напряженности электрического поля (В/м).



6. Определение скорости дрейфа частиц в электрическом поле (м/сек).

Скорость движения частиц (скорость дрейфа) для частиц диаметром от 2 до 50 мкм определяется по формуле:

Скорость движения частиц (скорость дрейфа) для частиц диаметром от 0,1 до 2 мкм определяется по формуле:

При А = 0,815 - 1,63, принимаем А= 1, и SM для газов = 10-7(м)

Определяем вязкость газов по формуле:

где Т = 273 + t=303 К;

м0(н *сек)/м2 - вязкость газа при стандартных условиях (при температуре = 00 С и давлении = 0,101мН/м2);

С - константа вязкости газа при стандартных условиях.



Таблица 9.2 Вязкость, молекулярная масса и константа газов

Наименование газа	СО2	Н2О	О2	N2
м0(н *сек)/м2 -вязкость газа (при 00 С и 0,101мН/м2)	0,137 * 10-4	0,09 * 10-4	0,2 * 10-4	0,17 * 10-4
Сn константа (при 00 С и 0,101мН/м2)	254	673	131	114
Мn (кг/кмоль)- относительная молекулярная масса газа	44	18	32	28

Находим вязкости всех компонентов газа, поступающего на электрофильтр:

Определяем относительную молекулярную массу газов, поступающих на электрофильтр (кг/кмоль):

Тогда вязкость газа, поступающих на очистку м (нсек/м2), определятся из пропорции:



где а - содержание компонента газа поступающего в электрофильтр в долях единицы.

7. Расчет общей степени очистки газов.

Степень очистки газов определяется по формуле:



где удельная поверхность осаждения f [м2/(м3/сек)]:

Определяем фракционную степень очистки газа:



Таблица 9.3 Радиус частиц, скорость дрейфа, фракционная степень очистки газа

Радиус частиц	0,5	2,5	5,0	10	15	20	25
Скорость дрейфа()	0,8714	4,3571	8,7143	17,4288	26,1431	34,8575	43,5719
щn f 2	0,1562	0,781	1,562	3,1242	4,6863	6,2484	7,8105
зФn	0,1446	0,542	0,7903	0,956	0,9908	0,9981	0,9996

Определяем общую степень очистки газа:

11. Заключение. Полученный результат

Общую степень очистки газа от загрязняющих аэрозолей заданного состава в электрофильтре с заданными параметрами равняется з=0,7636. Степень очистки газа зависит от зависит скорости дрейфа частиц, радиуса этих частиц, удельной поверхности осаждения и фракционной степени очистки самого газа.



Вывод

Очистка газов с помощью электрофильтров эффективна, ведь улавливаются как твердые, так и жидкие частицы. Эти частицы способны иметь электрический заряд, а значит они могут осаждать в электрическом поле. В зависимости от условий могут понадобится различные виды и типы электрофильтров.

электрофильтр очистка газ аэрозольный



Список использованной литературы

1. Санаев Ю.И. Обеспыливание газов электрофильтрами / Ю. И. Санаев. - М: Кондор-Эко, 2009. - 163 с.

2. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами / В.Н. Ужов. - М: Химия, 1967. - 344 с.

3. Курс лекций и практических занятий по дисциплине: Экобиозащитная техника и технологии на транспорте./Николайкин Н.И., Старков Е.Ю.

Размещено на Allbest.ru

...