Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури
Предложен новый метод расчета эффективности улавливания в скруббере Вентури аэрозолей с неизвестными фізико-химическими параметрами. Запропоновано новий метод розрахунку ефективності вловлювання в скрубері Вентурі аерозолів з невідомими фізико-хімічними параметрами. A new method of calculation of th...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60306 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури / С.И. Приемов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 1. — С. 82-87. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859716811680907264 |
|---|---|
| author | Приемов, С.И. |
| author_facet | Приемов, С.И. |
| citation_txt | Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури / С.И. Приемов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 1. — С. 82-87. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Предложен новый метод расчета эффективности улавливания в скруббере Вентури аэрозолей с неизвестными фізико-химическими параметрами.
Запропоновано новий метод розрахунку ефективності вловлювання в скрубері Вентурі аерозолів з невідомими фізико-хімічними параметрами.
A new method of calculation of the efficiency of aerosols recovery in Venturi scrubbers with unknowns physical chemical parameters is proposed.
|
| first_indexed | 2025-12-01T08:12:37Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №182
ЭКОЛОГИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
УДК 621.928.9
Приемов С.И.
Институт технической теплофизики НАН Украины
НОВЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ УЛАВЛИВАНИЯ ПЫЛИ
В СКРУББЕРАХ ВЕНТУРИ
Запропоновано новий метод
розрахунку ефективності вловлю-
вання в скрубері Вентурі аерозолів
з невідомими фізико-хімічними
параметрами.
Предложен новый метод рас-
чета эффективности улавливания в
скруббере Вентури аэрозолей с не-
известными фізико-химическими
параметрами.
A new method of calculation of
the efficiency of aerosols recovery
in Venturi scrubbers with unknowns
physical chemical parameters is
proposed.
d – диаметр горловины;
d50 – медианный диаметр пыли;
Кт – расход энергии на очистку 1000 м3 газа,
(кДж);
l – длина горловины;
m – величина удельного орошения;
Reг, Re – критерии Рейнольдса, рассчитанные
соответственно по d и λ0;
t – температура;
uж– динамическая скорость;
V – скорость;
δ – величина «диффузионного пограничного
слоя»;
ε – скорость диссипации энергии турбулентно-
го движения на единицу массы, равная
(V 3/d);
η – эффективность очистки;
λ0 – внутренний колмогоровский микромас-
штаб турбулентности, равный
(νГ/VГ)
3/4(d)1/4;
ν – коэффициент кинематической вязкости;
ρ – плотность;
σ – стандартное отклонение распределения
частиц пыли по размерам.
Индексы верхние:
p – расчет;
э – эксперимент.
Индексы нижние:
г – газ;
п – пыль.
В технике пылеулавливания при оценке
эффективности очистки в скрубберах Вентури
особенности каждой пыли учитываются путем
экспериментального определения значений ко-
эффициентов (В, х) в уравнении
η = 1 − ехр(−ВКт
x ). (1)
Однако, в ряде случаев такие данные отсут-
ствуют и для их определения требуются значи-
тельные затраты времени и объемов исследова-
ний в конкретных производственных условиях.
В настоящей работе предлагается новый
метод расчета эффективности улавливания
пыли в скруббере Вентури, основанный на ис-
пользовании определяющего влияния на эф-
фективность улавливания пыли в механичес-
ких скрубберах и в скруббере Вентури величи-
ны (λ0) [2].
Так, в табл. 1–2 приведены данные ис-
пытаний скруббера Вентури на пыли талька
(d50 = 9 мкм; σn = 2,33; d = 0,076 м ; tг = 20 ºС)
[3] и П.А. Коузова по оценке эффективности
очистки в коагуляционном мокром пылеулови-
теле КМП (скруббере Вентури) на кварцевой
пыли (d50 = 8 мкм; σn = 3,75; d = 0,145 м) [4].
В табл. 3 приведены результаты оценок зна-
чений парных коэффициентов корреляции раз-
личных факторов с величиной «η».
Ранжировка по величине коэффициентов
корреляции между наиболее значимыми факто-
рами и эффективностью очистки в различных
по конструктивному выполнению скрубберах
Вентури показывает, что наибольшее влияние
на эффективность очистки от пыли оказывает
величина диффузионного пограничного слоя,
которая, как известно, прямо пропорциональ-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №1 83
ЭКОЛОГИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Табл. 1. Опыты по оценке эффективности очистки скруббера Вентури (d50 = 9 мкм; σn = 2,33;
l = 0,3 м; d = 0,076 м; tг = 20 ºС; пыль-тальк) [3]
Vг, м/сек 40 50 60 70 80
ε ,м2/сек 0,88·106 1,645·106 2,842·106 4,51·106 6,74·106
λ0·106, м 9,87 7,72 6,73 6,0 5,42
Reг·105 2,057 2,53 3,04 3,55 4,05
u*, м/с 1,81 2,19 2,58 2,97 3,35
Re 0,957 0,982 1,01 1,035 1,056
δ = 2,3λ0·106, м 18,1 15,4 13,5 12,0 10,9
η, % 81 92,7 95,6 97,2 98,2
Табл. 2. Опыты П.А. Коузова по оценке эффективности очистки в скруббере КМП (d50 = 8 мкм;
σn = 3,75; d = 0,145 м; tг = 20 ºС; пыль-кварц) [4]
Vг, м/сек 20 30 40 50 60 70 80
ε ,м2/сек 55172 186206 441380 862000 1490650 2365000 3530000
λ0·106, м 16,9 11,7 9,1 7,36 6,23 5,41 4,79
Reг·105 1,93 2,9 3,87 4,88 5,8 6,77 7,73
u*, м/с 0,887 1,28 1,66 2,04 2,408 2,77 3,13
Re 0,96 1,01 1,0 1,098 1,134 1,12 1,192
δ = 2,3λ0·106, м 39,0 26,8 20,9 17,0 14,3 12,5 11,0
η, % 78,0 85,0 92,0 95,0 96,8 97,8 98,0
Табл. 3. Значения парных коэффициентов
корреляции
Коэффи-
циенты
корреля-
ции
Скруббер
Вентури
КМП Средние
значения
r, ε, η
0,7648 0,756 0,76
rRe , η
0,862 0,918 0,89
r
u , η
0,866 0,924 0,895
r Re , η
0,898 0,867 0,883
r δ, η
0,955 0,993 0,974
ная величине «λ0» [3].
На этом основании в данной работе пред-
лагается новый метод оценки эффективности
очистки в скрубберах Вентури от различных
аэрозолей с неизвестными значениями коэф-
фициентов в уравнении (1).
В основе такого метода лежит возможность
прогнозирования эффективности очистки в
скрубберах Вентури при различных значениях
энергозатрат по результату всего лишь одного
испытания на конкретной пыли, то есть при
одном уровне энергозатрат и при известном
значении величины «λ0
э».
Последнее возможно в связи с тем, что от-
ношения величин «проскоков» пыли проведен-
λ0
λ0
г
n
λ0
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №184
ЭКОЛОГИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Оптимальное значение показателя степе-
ни при отношении величин «λ0» для данных
табл. 4 составило величину 4,2; при этом сред-
няя ошибка расчетов величины «ε p» по предла-
гаемому новому методу, составила 11,8 %, что
вполне удовлетворительно, поскольку не пре-
вышает рекомендуемых 15 % [6].
В табл. 5 приведены данные П.А. Коузо-
ва по исследованию эффективности улавли-
вания кварцевой пыли в скруббере Вентури
(d = 0,145 м; tг = 20 °С; d50= 8 мкм; tг = 20 °С ;
ρn = 2650 кг/м3) [4].
Для приведенных в табл. 5 данных опти-
мальное значение показателя степени при от-
ношении величин «λ0» составило величину 4;
при этом средняя ошибка расчетов величи-
ны «проскока» по предлагаемому методу со-
ставила 3 %, что вполне удовлетворительно,
ного одного испытания к величине «проскоков»
пыли в любых других режимах работы скруб-
бера Вентури на этой пыли (при отличающихся
значениях величин энергозатрат от испытанно-
го одного режима ее работы) может быть рас-
считано по зависимости:
ε p = ε э(λ0/λ0
э)n, (2)
где показатель степени «n» определен в функ-
ции от величины «d50» и ниже приведены необ-
ходимые для его оценки данные по результатам
обработки наиболее достоверных эксперимен-
тальных исследований.
В табл. 4 приведены данные исследования
эффективности улавливания пыли в скруб-
бере Вентури кварцевой пыли (d = 0,145 м;
d50 = 5 мкм ; tг = 20 ºС) [5].
Vг, м/с 40 50 60 70 80
λ0·106, м 9,35 7,91 6,9 6,146 5,56
m, л/м3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
ηэ, % 87 93 96 97,7 98,8
«Проскок» пыли, εэ = (100-ηэ), % 13 7 4 2,3 1,2
(λ0/9,35·10-6)4,2 1 0,495 0,279 0,172 0,113
« Проскок » пыли, ε р = 13(λ0/9,35·10-6)4,2 13 6,43 3,63 2,23 1,46
Табл. 4. Результаты исследования эффективности улавливания кварцевой пыли в скруббере
Вентури [5] и расчетов значений «ε p»
Табл. 5. Результаты исследования эффективности улавливания пыли в скруббере Вентури [4] и
расчетов значений «ε p»
Vг, м/с 40 50 60 70
λ0·106, м 9,35 7,91 6,9 6,146
m, л/м3 0,5 0,5 0,5 0,5
ηэ, % 93,5 96,5 98,0 98,8
«Проскок» пыли, εэ = (100-ηэ), % 6,5 3,5 2,0 1,2
(λ0/9,35·10-6)4 1 0,495 0,279 0,172
« Проскок » пыли, ε р = 6,5(λ0/9,35·10-6)4 6,5 3,33 1,93 1,21
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №1 85
ЭКОЛОГИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
поскольку также не превышает рекомендуемых
15 % [6].
В табл. 6 приведены данные Л.И. Ещен-
ко по исследованию эффективности улавли-
вания в скруббере Вентури каолиновой пыли
(d = 0,066 м; d50 = 1,85 мкм; σn = 3; ρn = 2550 кг/м3;
tг = 102…133 °С) [7].
Для приведенных в табл. 6 данных опти-
мальное значение показателя степени при от-
ношении величин «λ0» составило величину 5,0;
при этом средняя ошибка расчетов величины
«проскока» пыли составила 10,2 %, что не пре-
вышает рекомендуемых 15 % [6].
В табл. 7 приведены данные по исследо-
ванию эффективности улавливания в скруб-
бере Вентури тальковой пыли (d = 0,076 м;
d50 = 9,0 мкм; σn = 2,33; ρn = 2275 кг/м3;
tг= 70…100 °С) [3].
Для приведенных в табл. 7 данных опти-
мальное значение показателя степени при от-
ношении величин λ0 составило величину 4;
при этом средняя ошибка расчетов величи-
ны «проскока» пыли составила 2,8 %, что не
превышает рекомендуемых 15 % [6].
Обработка данных, приведенных выше
таблиц, позволила оценить величину показате-
ля степени «n» в уравнении (2) в виде зависи-
мости:
n = 1,9/d50 + 3,8. (3)
Таким образом, расчет величины «проско-
ка» пыли (ε p) в различных по энергозатратам
режимах работы скруббера Вентури на пылях
с известным дисперсным составом может осу-
Табл. 5. Результаты исследования эффективности улавливания пыли в скруббере Вентури [4] и
расчетов значений «ε р»
Vг, м/с 40 50 60 70
λ0·106, м 9,35 7,91 6,9 6,146
m, л/м3 0,5 0,5 0,5 0,5
ηэ, % 93,5 96,5 98,0 98,8
«Проскок» пыли, εэ = (100-ηэ), % 6,5 3,5 2,0 1,2
(λ0/9,35·10-6)4 1 0,495 0,279 0,172
« Проскок » пыли, ε р = 6,5(λ0/9,35·10-6)4 6,5 3,33 1,93 1,21
Табл. 6. Результаты исследования эффективности улавливания каолиновой пыли в скруббере
Вентури [7] и расчетов значений «ε р»
Vг, м/с 50 60 70 80
λ0·106, м 8,062 7,106 6,26 5,67
m, л/м3 0,8 0,8 0,8 0,8
ηэ, % 75 88 92,5 95
«Проскок» пыли, εэ = (100-ηэ), % 25 12 7,5 5
(λ0/8,062·10-6)5 1 0,532 0,282 0,172
« Проскок » пыли, ε р = 25(λ0/8,062·10-6)5 1 13,3 7,06 4,3
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №186
ЭКОЛОГИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Табл. 7. Результаты исследования эффективности улавливания тальковой пыли в скруббере
Вентури [3] и расчетов значений «ε р»
Vг, м/с 40 50 60 70 80
λ0·106, м 9,87 7,72 6,73 6,0 5,42
m, л/м3 0,4 04 0,4 0,4 0,4
ηэ, % 81 92,7 95,5 97,5 98,2
«Проскок» пыли, εэ = (100-ηэ), % 19 7,3 4,5 2,5 1,8
(λ0/9,87·10-6)4 1 0,374 0,216 0,136 0,091
« Проскок » пыли, ε р = 19(λ0/9,87·10-6)4 19 7,1 4,1 2,59 1,73
ществляться по зависимости:
ε p = εэ (λ0/ λ0
э) . (4)
Одним из первых применений приведен-
ного выше метода было внедрение 10 устано-
вок мокрого коагулятора Вентури (МКВ−15)
единичной производительностью по очи-
щаемому газу по 15 тыс. м3/ч на Фастовском
заводе химического и нефтяного машино-
строения «Красный Октябрь» при очистке
аспирационных выбросов из дробеструйных
камер (№ 860, 861) и мест шликерования
участка № 2 эмалировочного цеха, а также
ряда установок мокрого коагулятора Вентури
(МКВ−15) на Киевском редукторном заводе.
Так, в связи с отсутствием данных об эф-
фективности очистки скрубберами Вентури
таких аэрозолей, на Фастовском заводе перво-
начально было проведено исследование сте-
пени очистки аспирационных выбросов из
дробеструйных камер в модельном скруббере
Вентури (с d = 0,076 м) при одном уровне энер-
гозатрат. Затем, используя результаты испы-
таний в модельном скруббере Вентури, были
разработаны, внедрены и исследованы про-
мышленные скрубберы «МКВ-15» на Фастов-
ском заводе химического и нефтяного маши-
ностроения «Красный Октябрь» при очистке
аспирационных выбросов из дробеструйных
камер.
В табл. 8 приведены результаты испыта-
ний в производственных условиях модельного
скруббера Вентури и промышленных устано-
вок «МКВ−15», а также расчетов по приведен-
ной выше методике .
Средняя ошибка расчетных величин «прос-
кока» (ε p) по предлагаемому методу состави-
ла для данных таблицы 1,93 %, что вполне
удовлетворительно, поскольку не превышает
рекомендуемых 15 % [6].
Выводы
3,8+1,9/d50
Табл. 8. Результаты исследования эффективности улавливания пыли в модельном и
промышленном скрубберах Вентури [3] и расчетов значений «ε p»
Тип
скрубера
d,
м
Vг,
м/с
d50,
мкм
λ0·10-6,
м (λ0/6,73·10-6)4 «Проскок»пыли
(100 - ηэ). %
«Проскок »пыли,
ε p = 0,506·(λ0/6,73·10-6)4,0
Модель 0,076 60 12,3 6,73 1 0,506 −
МКВ−15 0,3 60 12,3 9,49 3,95 1,99 2,0
МКВ−15 0,3 52 12,3 10,56 6,07 2,97 3,07
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №1 87
ЭКОЛОГИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Предложен новый метод расчета эффек-
тивности улавливания различных аэрозолей
с неизвестными физико-химическими свой-
ствами в скруббере Вентури по результатам
его испытаний при одном значении уровня
энергозатрат, основанный на использовании
определяющего влияния на эффективность
улавливания пыли величины внутреннего кол-
могоровского масштаба турбулентности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вальдберг А.Ю. К расчету эффективности
мокрых пылеуловителей // ТОХТ.−1987.−№3.−
С. 407-411.
2. Колмогоров А.Н. Локальная структура
турбулентности в несжимаемой вязкой жидко-
сти при очень больших числах Рейнольдса //
Докл. АН СССР.−1941.−30.−№4.− С. 299-303.
3. Приемов С.И. Улавливание и рекуперация
кормовых и пищевых аэрозолей мокрым коагу-
ляционным методом. // Автореф….докт. техн.
наук.− Л.− 1990.− 33 с.
4. Коузов П.А., Мыльников С.И. Сравнитель-
ная оценка и рекомендации по унификации
мокрых пылеуловителей // Научные работы ин-
ститутов охраны труда ВЦСПС.−1971, вып.74
− С. 17-23.
5. Мыльников С.И., Мамкин П.П. Исследо-
вание коагуляционного мокрого пылеуловите-
ля КМП конструкции «Ленинградский Пром-
стройпроект» // Научные работы институтов
охраны труда ВЦСПС.− 1970.− вып.71.− С. 25-
30.
6. Коузов П.А., Мальгин А.Д., Скрябин Г.М.
Очистка от пыли газов и воздуха в химической
промышленности.− Л.: Химия, 1982.− 256 с.
7. Брыляков В.Е., Ещенко Л.И., Шагарова
Б.А. и др. Оптимизация турбулентных промы-
вателей при обеспыливании тонкодисперсных
каолиновых аэрозолей. // Тр. НИПИОТСТРОМ.
− 1974.− вып. 8.− С. 38-44.
Получено 27.01.2009 г.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60306 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T08:12:37Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Приемов, С.И. 2014-04-13T20:36:04Z 2014-04-13T20:36:04Z 2011 Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури / С.И. Приемов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 1. — С. 82-87. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60306 621.928.9 Предложен новый метод расчета эффективности улавливания в скруббере Вентури аэрозолей с неизвестными фізико-химическими параметрами. Запропоновано новий метод розрахунку ефективності вловлювання в скрубері Вентурі аерозолів з невідомими фізико-хімічними параметрами. A new method of calculation of the efficiency of aerosols recovery in Venturi scrubbers with unknowns physical chemical parameters is proposed. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Экология теплоэнергетических объектов Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури A new method of calculation of efficiency of catching airashes in Venturi scrubbers Article published earlier |
| spellingShingle | Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури Приемов, С.И. Экология теплоэнергетических объектов |
| title | Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури |
| title_alt | A new method of calculation of efficiency of catching airashes in Venturi scrubbers |
| title_full | Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури |
| title_fullStr | Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури |
| title_full_unstemmed | Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури |
| title_short | Новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах Вентури |
| title_sort | новый метод расчета эффективности улавливания пыли в скрубберах вентури |
| topic | Экология теплоэнергетических объектов |
| topic_facet | Экология теплоэнергетических объектов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60306 |
| work_keys_str_mv | AT priemovsi novyimetodrasčetaéffektivnostiulavlivaniâpylivskrubberahventuri AT priemovsi anewmethodofcalculationofefficiencyofcatchingairashesinventuriscrubbers |