Циклоны

Циклоны различных типов получили широкое применение для сухой очистки газов. Это механические обеспыливающие устройства, в которых очистка газа основана на использовании инерционных свойств частиц пыли. Циклоны являются наиболее характерными представителями сухих инерционных пылеуловителей. Они, как правило, имеют простую конструкцию, обладают большой пропускной способностью и несложны в эксплуатации. Общая схема одной из конструкций циклона представлена на рис.3. Запыленный воздух вводится тангенциально в верхнюю часть циклона. Здесь формируется вращающийся поток, который затем опускается по кольцевому пространству, образованному цилиндрической частью циклона и выхлопной трубой. Продолжая вращаться, воздушный поток выходит из циклона через выхлопную трубу. Отделение загрязнений происходит следующим образом. При входе в циклон частицы дисперсной фазы по инерции движутся прямолинейно. Затем центробежные силы искривляют траекторию их движения. Те из частиц, масса которых достаточно велика, достигают стенок циклона, под действием силы тяжести опускаются в нижнюю часть аппарата, далее через пылевыпускное отверстие проходят в бункер, где и оседают.

Для очистки больших объемов воздуха циклоны могут компоноваться в группы, объединенные общим пылесборником и коллектором очищенного воздуха.

Величина центробежной силы измеряется в ньютонах и определяется формулой:
кг м/сек²
где: m – масса частицы, кг
V_ц – скорость вращения запыленного потока, м/сек
R – радиус вращения, м
Осаждение пыли в центробежном поле циклона происходит в сотни раз эффективнее по сравнению с гравитационным полем, обусловленным земным ускорением силы тяжести.
Известную зависимость осаждения частиц в гравитационном поле можно использовать для центробежного поля, заменив при этом земное ускорение – g (м/сек²) на центробежное [м/сек²]
Тогда скорость осаждения частиц в центробежном поле будет иметь вид:
м/сек
Критический размер улавливаемых частиц находится из выражения:
м
где: m - динамическая вязкость газа, Н сек/м²
Q - объем очищаемого газа, м³/сек
R - радиус вращения потока газа, м
S - площадь осаждения, определяется поверхностью корпуса циклона, м²
r _{n -} плотность частицы пыли, кг/м³
V_ц - скорость вращения запыленного газа, принимается равной скорости газа на входе в циклон, м/сек. Из приведенной зависимости следует, что эффективность циклона зависит не только от скорости вращения радиуса циклона, вязкости газовой среды, плотности частицы пыли, а также от отно­шения газовой нагрузки к поверхности циклона
При увеличении поверхности осаждения (поверхность цилиндрической и конической частей циклона)повышается степень очистки циклона, при условии сохранения остальных параметров вихревого потока одинаковыми.