ΜΑΘΗΜΑ: Αντιρρυπαντική Τεχνολογία Αιωρούμενων Σωματιδίων

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ: Αντιρρυπαντική Τεχνολογία Αιωρούμενων Σωματιδίων Ενότητα 4: Σακόφιλτρα ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Αν. Καθ. Δρ Μαρία Α. Γούλα ΤΜΗΜΑ: Μηχανικών Περιβάλλοντος & Μηχανικών Αντιρρύπανσης 1

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Coons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

3 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ Άσκηση Άσκηση... 4 Άσκηση... 5 Άσκηση Άσκηση Άσκηση

4 Άσκηση 1 Εκφώνηση: Υπολογίστε το χρόνο λειτουργίας ενός σακόφιλτρου αντιθέτου ροής και με μηχανική δόνηση 5 διαμερισμάτων, με δεδομένο ότι το κάθε διαμέρισμα μπορεί να καθαριστεί και να επιστρέψει σε λειτουργία σε 5 λεπτά. Το διάστημα διήθησης ορίζεται στα 40 λεπτά.. Σωστή Απάντηση Άσκησης 1: tf tc 40 in 5 in t f N tr tc tc tr tc 5 in 4 in N 5 in Άσκηση Εκφώνηση: Υπολογίστε την πτώση πίεσης σε ένα σακόφιλτρο μετά από 60 λεπτά λειτουργίας με φόρτιση σε σκόνη ίση με 6 g/ και ταχύτητα διήθησης 1.1 /in. Υποθέστε ότι το μοντέλο της αντίστασης του φίλτρου ισχύει με Κ e = 450 Pa-in/ και Κ S =.508 Pa-in-/g. Απάντηση Άσκησης : Υπολογίζεται την τοπική πυκνότητα σκόνης: g g W LV t in 96 in Υπολογίζεται την αντίσταση του φίλτρου: Pa in Pa in g Pa in S Ke KsW g Υπολογίζεται την πτώση πίεσης: 4

5 Pa in S V in Pa Άσκηση Εκφώνηση: Υπολογίστε τον αριθμό των απαιτούμενων σάκων σε ένα σακόφιλτρο μηχανικής δόνησης με αέρα υπό πίεση που πρέπει να φιλτράρει 0,000 cf αέρα με σκόνη χαλαζία. Κάθε σάκος είναι μήκους 8 και διαμέτρου 0.5. Απάντηση Άσκησης : Προσδιορίζεται η συνιστώμενη μέγιστη ταχύτητα διήθησης για σκόνη χαλαζία από τον πίνακα 6.5 (Cooper & lley): V 10 in Υπολογίζεται τη συνολική επιφάνεια υφάσματος του σακόφιλτρου: Q V 0,000 in in G. Υπολογίζεται την επιφάνεια υφάσματος για κάθε σάκο: ά l d / ά Υπολογίζεται το συνολικό αριθμό σάκων: 000. ά 8 ά ά 1.6 5

6 Άσκηση 4 Εκφώνηση: Υπολογίστε το χρόνο λειτουργίας ενός σακόφιλτρου με πτώση πίεσης ίση με 1600 Pa, φόρτιση σε σκόνη ίση με 5.5 g/ και ταχύτητα διήθησης ίση με 1. /in. Υποθέστε ότι το μοντέλο της αντίστασης του φίλτρου ισχύει με K e = 40 Pa-in/ και Κ s =.49 Pa-in-/g. Απάντηση Άσκησης 4(i): Υπολογίζεται την αντίσταση του φίλτρου: 1600 Pa Pa in S V S 14 V 1. in Υπολογίζεται την τοπική πυκνότητα σκόνης: Pa in Pa in S Ke g S K e K W W 66.8 S K Pa in S.49 g Υπολογίζεται τον χρόνο λειτουργίας: g 66.8 W W L V t t 55.6 in LV g in Άσκηση 5 Εκφώνηση: Για Ke = in. HO-in/ και Ks = in HO-in-/gr, σχεδιάστε ένα σακόφιλτρο με ρεύμα αντιθέτου ροής για να φιλτράρει 0,000 cf αέρα με.5 gr/ αλευριού. Υποθέστε ένα χρόνο καθαρισμού λεπτά ( in) και ένα χρόνο φιλτραρίσματος 60 λεπτά (60 in). Στο σχεδιασμό σας καθορίστε τον αριθμό των διαμερισμάτων, την ταχύτητα διήθησης, την επιφάνεια του υφάσματος ανά διαμέρισμα και το συνολικό απαιτούμενο αριθμό σάκων, εάν κάθε σάκος είναι μήκους 10 πόδια (10 ), με διάμετρο 1 6

7 πόδι (1 ). Επίσης καθορίστε τη μέγιστη πτώση πίεσης κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του. Απάντηση Άσκησης 5: Προσδιορίστε τη συνιστώμενη μέγιστη ταχύτητα διήθησης για αλεύρι από τον πίνακα 6.1 (Cooper & lley): V.5 in Υπολογίστε την καθαρή επιφάνεια υφάσματος: 0,000 Q in 8000 V.5 in Προσδιορίστε τον αριθμό διαμερισμάτων από τον πίνακα 6. (Cooper & lley). Οπότε, Ν = διαμερίσματα. Υπολογίστε την επιφάνεια υφάσματος ανά διαμέρισμα: N 1 Υπολογίστε την συνολική επιφάνεια υφάσματος στο σακόφιλτρο: N ,000 Υπολογίστε την επιφάνεια υφάσματος για κάθε σάκο: ά l d / ά 7

8 Υπολογίστε τον συνολικό αριθμός σάκων: 1, 000 ά 8 ά 1.4 ά Για να υπολογίσετε την πτώση πίεσης στο σακόφιλτρο, υπολογίστε την ταχύτητα διήθησης V N : V N 0,000 Q in , 000 in Υπολογίστε την ταχύτητα διήθησης VN 1: 0,000 Q in V N 1.5 8, 000 in (Σημειώστε ότι είναι η ταχύτητα διήθησης που επιλέξατε από τον πίνακα 6.1) Υπολογίστε το χρόνο λειτουργίας: tf tc 60 in in t f N( tr tc ) tc tr tc tr 18 in N Υπολογίστε την τοπική πυκνότητα σκόνης: W j gr gr gr ( 1)( in.5.5 in) in in Γνωρίζοντας τις τιμές των K e, και K s, υπολογίστε την αντίσταση του φίλτρου: S j in. HO in in. HO in gr in. HO in gr 8

9 Από το πίνακα 6.4 (Cooper & lley) προσδιορίστε την τιμή του συντελεστή διόρθωσης: fn 0.87 Υπολογίστε την πραγματική ταχύτητα διήθησης διάστημα t j : Vj fn VN 1 Vj Vj.175 in in V j για το διαμέρισμα j στο χρονικό Συνεπώς η μέγιστη πτώση πίεσης θα είναι: in. HO in P S j Vj P P 4.1 in. HO in Άσκηση 6 Εκφώνηση: Υποθέστε ότι για να φιλτράρετε τον αέρα της Ερώτησης 1, θα χρησιμοποιούσατε ένα σακόφιλτρο δόνησης με αέρα υπό πίεση, Υπολογίστε μόνο τον αριθμό των απαιτούμενων σάκων, εάν κάθε σάκος είναι 8 πόδια μήκος (8 ) και 6 ίντσες (6 in) σε διάμετρο. Υπολογίστε την ισχύ του συμπιεστή. Υποθέστε ότι ο λόγος του πεπιεσμένου αέρα προς τον αέρα φιλτραρίσματος είναι 0.6%. Υπολογίστε την ισχύ του ανεμιστήρα για αυτό το σακόφιλτρο, υποθέτοντας μια μέση ΔP ίση με 4.0 in HO και ένα βαθμό απόδοσης του ανεμιστήρα ίσο με 60%. Απάντηση Άσκησης 6: Σε σακόφιλτρο δόνησης με αέρα υπό πίεση η συνιστώμενη μέγιστη ταχύτητα διήθησης για αλεύρι προσδιορίζεται από τον πίνακα 6.5 (Cooper & lley): V 1 in Υπολογίστε την απαιτούμενη επιφάνεια υφάσματος: 9

10 0,000 Q in V 1 in Υπολογίστε την επιφάνεια υφάσματος για κάθε σάκο: 0.08 ά l d in in Υπολογίστε τον συνολικό αριθμό σάκων: ά 1 ά 1.6 ά Ισχύ συμπιεστή: Υπολογίστε την αρχική πίεση σε Pa (σε ΚΣ): 101,00 Pa P1 1 at 101,00 Pa 1 at Υπολογίστε την τελική πίεση σε Pa: 49 Pa P P P1 P P P1 P 4 in. HO 101,00 Pa 10, 96 Pa 1 in. H O Υπολογίστε την ογκομετρική παροχή στο συμπιεστή στις συνθήκες εισόδου: in Q 0, in 1 60 s s Υπολογίστε την ισχύ του συμπιεστή: 10

11 1 1 P , s w PQ 1 1 Pa P , 96 Pa W 101,00 Pa Ισχύ ανεμιστήρα: Υπολογίστε την ισχύ του ανεμιστήρα: in in 1 60 s W QP 0, Pa W Υπολογίστε την πραγματική ισχύ του ανεμιστήρα: W Pa 15, W