Влияние на конструктивните параметри на циклон върху неговите характеристики.

а) Циклонна форма на тялото

Когато се разработват нови дизайни на циклони, човек трябва да избере формата му. Най-широко разпространени са циклоните с цилиндрично-конични и конични форми на тялото. Известни също циклони с обратен конус и цилиндрични (14)
Разнообразието на формата на корпуса показва липсата на правилно решение за избора на неговата форма. Във връзка с това обстоятелство бяха проведени тестове на циклон с диаметър D = 300 mm с различна форма на тялото от конична до цилиндрично-конична. В същото време общата височина на циклона остана постоянна, равна на 3.2D, само отношението на дължината на цилиндричния участък към височината на циклона се промени - Ncyl/D. Фигура: 2.30.

При по-нататъшно увеличаване на цилиндричния участък се наблюдава спад в степента на почистване поради незадоволително отстраняване на уловения прах в бункера поради увеличаване на ъгъла на циклоновия конус.
Вакуумът в бункера (Фигура 2.32) в присъствието на цилиндричен участък намалява, което намалява вероятността за засмукване в бункера чрез хлабави връзки.

Заключения относно формата на тялото на циклона

1. Оптималната форма на циклонното тяло трябва да се счита за цилиндрично-конична с развита дължина на цилиндричния участък.
2. Коничната форма на корпуса на циклона има високо хидравлично съпротивление, повишен вакуум в бункера и е по-малко устойчива на абразивно износване.
3. Циклоните с обратен конус и цилиндрична форма на тялото са по-ниски от ефективността на улавяне на циклони съгласно претенции 1 и 2. Циклони с обратен конус се използват за улавяне на влакнести и абразивни прахове.

б) Диаметър на циклона

Според теорията за центробежното разделяне, с увеличаване на диаметъра на циклона, степента на пречистване намалява.
За да се оцени ефектът от диаметъра на циклона върху степента на пречистване и хидравличното съпротивление, беше тестван циклон с винтов вход за газ от типа TsN-24 в диапазона на вариация на диаметъра 100 mm - 1000 mm върху груби - d50= 90 микрона - и земята d50= = 24 μm - пепел.
Резултатите от теста, показани на фиг. 2.33 показват, че когато се улавя груба пепел, степента на пречистване не зависи от диаметъра на циклона в диапазона 100-600 mm, за диаметър над 600 mm, степента на пречистване намалява (15).

Липсата на увеличаване на степента на почистване за циклони с малък диаметър се обяснява с ефекта на рикошет от големи прахови частици върху стените на циклона, както и тяхното унищожаване при триене върху стените на циклона.
При събиране на фина пепел степента на почистване рязко се увеличава в циклони с малък диаметър - по-малко от 200 mm.
Започвайки с диаметри от 300 mm и повече, намаляването на степента на почистване се забавя. Зависимостта на промяната в степента на почистване на циклон с винтов вход на смляна пепел от диаметъра на циклона е задоволителна.се апроксимира от уравнението:

(2.21)
където: h1> h2 - коефициенти за почистване на циклон, съответно, с диаметри D1 и D2
н- експонента. За малки диаметри TsN-24, TsN-15 по-малко от 300 mm н = 0,6, за диаметри над 300 mm н = 0,25. За циклон STsN-40 n =0,18

Коефициентът на съпротивление на циклон с винтов вход от типа TsN-24 се променя незначително с увеличаване на диаметъра, в рамките на 65-75.
Влияние на диаметъра върху степента на почистване за циклони със спиралав по-малка степен, отколкото при циклони с винтов капак.
На фиг. 2.34 показва характеристиката на промените в степента на почистване и хидравличното съпротивление на циклон със спирален вход в зависимост от диаметъра в диапазона 300-1600 mm.
Пунктираната линия показва теоретичното изчисление на намаляването на степента на пречистване (16). Както можете да видите, теоретичното изчисление дава ясно подценени стойности на степента на почистване за циклони с големи диаметри. Грешката при пренасяне достига 40%.

За да се открият причините за отклонението на действителните стойности на степента на пречистване от теоретичните изчисления, бяха извършени измервания на допиранални компоненти на скоростта Vt в циклони с диаметър 300, 1200, 1600 мм. Измерванията бяха извършени с 3-канална цилиндрична сонда. Показани са резултатите от измерването. На фиг. 2.35. Извита площ Vt, определя количеството циркулация в циклона, от което зависи отделянето на прах в циклона. (2.22)

Циркулацията е мярка за въртеливото движение на газ. От получените резултати се вижда, че с увеличаване на диаметъра на циклона се увеличава циркулацията на потока в циклона, което предотвратява рязко намаляване на степента на почистване с увеличаване на диаметъра на циклона.
Познавайки величината на относителната промяна в циркулацията на потока с увеличаване на диаметъра на циклона, е възможно да се определи величината на увеличението на коефициента на съпротивление на циклона от съотношението:
(2.23)

Където: G1, G2 - циркулация на потока в циклони с диаметри D1 и D2, измерено съгласно графиката на фиг. 2.35
zn1; zn2 -коефициенти на устойчивост на циклони с диаметри D1иD 2

Резултатите от изчисляването на коефициента на съпротивление са показани на фигура 2.36. Коефициентът на съпротивление е посочен в относителни единици към циклон с диаметър 300 mm (zn = 950).

в) Циклон изпускателна тръба

Проведени бяха изследвания на ефекта на изпускателната тръба върху характеристиките на циклона върху кварцов прах d50 = 14 μm, съдържание на прах 5 g/m 3, скорост на входа Вин = 22 m/s, в план Vpl= 1,75 m/s. Циклон - със спирален вход, диаметър - 400 mm, Н = 3.6 D.
Фигура 2.37 показва промени в коефициента на почистване и хидравличното съпротивление в зависимост от диаметъра на изпускателната тръба.

Влиянието на задълбочаването на изпускателната тръба в циклона е показано на фиг. 2.38. Оптималната дълбочина на изпускателната тръба е 1,1-1,25а, където и - височина на входа.
При липса на изпускателна тръба ефективността на циклонното почистване е намалена от 95% на 93,5%.
Влиянието на формата на изпускателната тръба беше оценено за конусна тръба. Монтирането на конусна тръба с диаметър на устието 0,4D, на изхода - 0,5D, води до намаляване на степента на почистване и хидравлично съпротивление. Използването на такива тръби също е нерационално поради увеличените разходи за производство.