Файл: Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2024
Просмотров: 94
Скачиваний: 1
•bo |
d-0 |
|
где So — сжатое сечение потока в горловине |
трубы |
|
Вентур'и. |
|
|
Кроме того, |
|
|
|
|
(11.43) |
где m — коэффициент сужения. |
|
|
Подставив эти величины в уравнение (11.41), полу |
||
чим |
|
|
мх = И2 ЦУП. |
(11.44) |
|
Тогда уравнение (11.40) |
примет вид |
|
Рі — Ра = " J [ « 2 — ( ^ » г ) 2 ] , |
|
откуда теоретическая скорость потока в его сжатом
сечении будет |
равна |
|
|
|
«2 = |
- ^ = Ц = = і / 3 L ( P l - p 2 |
) . |
(П.45) |
|
В реальных условиях с учетом потерь на преодоле |
||||
ние сопротивлений |
|
|
|
|
|
и2р |
= и£. |
|
(11.46) |
Тогда формулу (11.41) можно представить |
в виде |
|||
|
uS0 «,p = |
lu2S2 = Q. |
|
(11.47) |
В реальных |
условиях |
принимаем |
ум2ѵ=и. |
|
В горловине трубы Вентури скорость потока и определяется скоростью движения частиц пыли, т. е. и = ѵ [34J, а последняя, в свою очередь равна
V = 3,464 |
, м/сек, |
(11.48) |
|
г I* р ч / 2 |
|
где а>кг — поверхностное |
натяжение воды на |
разделе |
воздуха; г — радиус частицы; р ч — массовая |
плот |
|
ность частицы пыли. |
|
|
51
Далее, зная расход воды Q, диаметр горловины трубы Вентури можно выразить как
d0 |
= 2 і / - 5 - » |
1,128 л/"Л., |
м. |
(11.49) |
|||||||
|
|
у ли |
|
|
|
у |
|
и |
|
|
|
Используя |
коэффициент |
сужения, диаметр |
конфу- |
||||||||
зора можно определить из уравнения |
|
|
|||||||||
|
|
|
= |
у m |
м. |
|
|
|
(11.50) |
||
Тогда длина |
конфузора |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2 tg |
а |
( |
£ |
- |
' |
) • |
•*• |
|
( " - 5 1 ) |
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
6 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр диффузора |
|
d3 |
при |
S i > S 3 |
или |
d|>rf3 , |
|||||
S 3 > 5 0 и —— = п выражается как |
|
|
|
|
|||||||
|
|
ds |
= |
|
, м. |
|
|
|
(11.52) |
||
Длина диффузора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
; |
~0 |
|
|
( ^ |
- |
1 |
) , |
м . |
|
(11.53) |
|
' д |
~ |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
На эффективность смачивания частиц пыли в тру |
|||||||||||
бе Вентури |
оказывает |
|
влияние |
равномерность рас |
пределения поля скоростей в ее горловине и диф фузоре.
|
Степень неравномерности потока может быть оце |
|||
нена качественно |
по диаграмме |
поля скоростей или |
||
по |
относительной |
величине максимальной |
скорости, |
|
а |
количественно |
по коэффициенту поля |
скоростей, |
|
т. е. по величине |
коэффициента |
количества движе |
||
ния, |
|
|
; |
|
|
М0 = - і - j " Çj^y |
dS |
(11.54) |
53
или по величине коэффициента кинетической энергии
dS. (11.55)
S0 J \ «о
Коэффициенты M0, N0 могут быть равны единице или могут быть -больше единицы. Чем значительнее ко эффициенты превышают единицу, тем поток неравно мерней. Значения М0, No ближе к единице при пере сечении линии образующих диффузора и ядра пото ка, выходящего из конфузора, на расстоянии Іо от начала горловины. Исходя из этих условий находим
t0 sin 180
cos •
(11.56)
a |
ß |
cos — sin — |
|
2 |
2 |
После некоторых преобразований получим
(11.57)
Тогда общая длина трубы Вентури
+ d0 ( Л - 0 -
S3
|
i _ Y п + Y n tg |
|
, M. |
|
l ^ t g f |
|
(11.58) |
Для |
обеспечения смачивания водой частиц пыли |
в трубе |
Вентури на последней стадии пылеулавлива |
ния геометрические параметры этой трубы в пылеуло
вителе |
конструкции |
КазПТИ, |
вычисленные |
по рас |
||||
четным |
формулам |
(11.43), |
(11.48), |
(11.49), |
(11.51], |
|||
(.1152), (11.53) и (11.57), составляют: |
|
|
||||||
Диаметр горловины d0, м . . . . |
|
0,12 |
||||||
Длина |
горловины /ц, м |
а . . |
|
0,2 |
||||
Угол |
конусности конфузора |
46°52і |
||||||
Диаметр конфузора dK, м . . . . |
|
0,25 |
||||||
Длина |
конфузора |
/ к , |
м . . . . . |
|
0,15 |
|||
Угол конусности диффузора ß . . |
|
100 |
||||||
Диаметр диффузора dM м . - |
. • |
|
0,22 |
|||||
Длина |
диффузора 1А, |
м . . . . . |
|
0,55 |
||||
Общая длина трубы |
Вентури І 0 , м |
|
0,9 |
Для |
расчета |
форсунок |
удельный |
расход |
воды |
||||
в зависимости от условий их |
'применения |
рекомен |
|||||||
дуется |
принимать от 0,1 до 1,5 дм 3 на 1 м3 |
воздуха. |
|||||||
При утяжелении частиц пыли в трубе Вентури кап |
|||||||||
лями воды диаметром |
dKœ30 |
|
мкм |
эффективность |
|||||
улавливания пыли при |
предусмотренных |
параметрах |
|||||||
циклона составляет: |
|
|
|
|
|
|
|
||
d4, |
мкм. . |
0,1 |
1,0 |
|
10 |
|
ПО |
|
|
т] |
|
0,9978 |
0,9978 |
0,9987 |
1,0 |
|
|||
Из |
расчетов |
видно, |
что предлагаемый |
|
пылеуло |
||||
витель |
обеспечивает |
высокую |
эффективность |
улав |
|||||
ливания пыли на стадии тонкой очистки. |
|
|
|
||||||
При |
опытно-промышленном |
испытании |
пылеуло |
||||||
вителя |
конструкции КазПТИ |
наряду |
с замерами за |
пыленности воздуха до и после очистки производился ситовый анализ фракционного состава уловленной •пыли по стадиям очистки (табл. 7).
Из табл. 7 видно, |
что фракции |
пыли |
размером бо |
лее 3 мм полностью |
осаждаются |
в |
пылеприемном |
зонте и пылеосадительной камере. |
На |
этих же ста- |
Т а б л и ц а 7
Стадии |
пылеулавливания |
Количество |
частиц, |
улавливаемых" на различных |
стадиях |
пылеочнстки, при |
размерах частиц, мм |
|||||||
10 |
7—10 |
5—7 |
3—5 |
1 - 3 |
0,5—1 |
0,25—0,5 |
0, 1—0.25 1 0 , 1 |
|
||||||
|
|
|
|
Итого |
||||||||||
Пылеприемный зонт . |
9,230 |
19,990 |
24,900 |
47,780 |
76,820 |
12,270 |
12,790 |
3,760 |
9,980 |
217,520 |
||||
93,0 |
85,5 |
59,4 |
60,318 |
42,80 |
27,320 |
17,61 |
8,85 |
3,278 |
27,4444 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||||
Пылеосадительная ка- |
0,720 |
3,430 |
10,896 |
31,378 |
100,380 |
28,962 |
49,301 |
29,500 |
124,537 |
379,146 |
||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
7,0 |
14,5 |
40,6 |
39,611 |
56,00 |
64,48 |
67,91 |
69,54 |
40,906 |
47,8586 |
|
Циклон с обратным ко |
|
|
|
0,038 |
0,860 |
1,756 |
5,061 |
5,041 |
84,182 |
96,938 |
||||
нусом № 1 . . . . |
|
|
|
0,047 |
0,48 |
3,90 |
6,97 |
12,11 |
27,650 |
12,3933 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Циклон |
с |
|
обратным |
|
|
|
0,019 |
1,461 |
1,811 |
4,990 |
.3,678 |
83,641 |
95,60 |
|
конусом № 2 . . . |
|
|
|
0,024 |
0,71 |
4,03 |
6,87 |
8,65 |
27,470 |
11,9110 |
||||
Циклоны-каплеулови- |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
0,024 |
0,123 |
0,465 |
0,359 |
2,129 |
3,099 |
|||||
На выходе |
|
из пыле- |
|
|
|
|
0,01 |
0,27 |
0,64 |
0,85 |
0,6918 |
0,3911 |
||
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
0,0129 |
0,0129 |
||||
|
|
|
|
0,0042 |
0,0016 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Итого . |
|
. |
9,992 |
23,420 |
36,796 |
79,215 |
179,2545 |
44,922 |
72,607 |
42,338 |
304,472 |
792,317 |
||
|
100 |
|
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
||||
Отношение |
отдельной |
100 |
|
|||||||||||
фракции |
к |
общему- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
количеству |
. . . . |
0,0126 |
0,0295 |
0,0440 |
0,1000 |
0,2260 |
0,0566 |
0,0912 |
0,0545 |
0,3856 |
1,0 |
8Я |
П р и м е ч а н и е . В числителе приведены данные в килограммах, в - з н а м е н а т е л е — в процентах |
днях очистки осаждаются и более мелкие частицы пыли. От всей пыли, выдуваемой из скважины, 27,5% оседает в пылеприемнолі зонте, 47,86% улавливается пылеосадительной камерой, 24,3% —циклонами, 0,39%—на стадии тонкой очистки и 0,0016% пыли выбрасывается в атмосферу.
Исходя из данных, приведенных в табл. 7, оп ределена фактическая эффективность работы пылеосадительиой камеры и циклонов с обратными кону
сами в зависимости от крупности осаждаемой |
пыли. |
|||||||||||
Эффективность |
работы |
пылеосадительной |
камеры |
|||||||||
при размерах |
полндпсперсных |
частиц |
|
меньше |
||||||||
100 мкм составляет 42,6%, при d 4 = 100-^250 |
мкм — |
|||||||||||
76,72%, |
с?ч = 250-т-500 |
мкм — 82,39%, |
d„ = 500-b |
|||||||||
Ч-1000 |
мкм —98,87% |
и при |
гіч=1000ч-3000 |
м к м — |
||||||||
около 99%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективность |
работы |
циклонов с обратными ко |
||||||||||
нусами |
при |
d4 <100 |
мкм |
составляет |
98,7%, |
а при |
||||||
d n = 1000-^3000 мкм — 99%. |
|
эффективности |
работы |
|||||||||
Расхождение |
фактической |
|||||||||||
пылеосадительной |
|
камеры |
и циклонов с |
обратными |
||||||||
конусами от |
теоретической |
объясняется |
тем, что |
|||||||||
в расчетных |
формулах |
(11.10) |
и |
(11.38) |
не |
учтено |
||||||
влияние турбулентности |
потока. |
|
|
|
|
|||||||
Эффективность |
работы пылеуловителя |
на |
стадии |
|||||||||
тонкой |
очистки, как видно |
из |
табл. |
7, |
составляет |
|||||||
99,39%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 3. ПРИМЕНЕНИЕ ВОДОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПЫЛИ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН
В настоящее время для подавления пыли при шарошечном бурении скважин все более широкое при менение находит водовоздушная смесь. Следует от метить, что на некоторых карьерах (Оленегорском, Магнитогорском, Ждановеком, Аксайском и др.) при менение водовоздушиой смеси привело к снижению производительности бурения и стойкости долот [10, 35, 36], в то время как на многих других карьерах про изводительность бурения при этом не снижалась. Противоречивость показателей бурения с подачей во довоздушиой смеси объясняется различными свойства-
56