ΜΑΘΗΜΑ: Αντιρρυπαντική Τεχνολογία Αιωρούμενων Σωματιδίων

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ: Αντιρρυπαντική Τεχνολογία Αιωρούμενων Σωματιδίων Ενότητα 5: Πλυντρίδες 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 Coon. 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... 6 Άσκηση Άσκηση Άσκηση

4 Άσκηση 1 Εκφώνηση: Αν ο συντελεστής οπισθέλκουσας C D είναι ίσος με 1. υπολογίστε την πτώση πίεσης κατά μήκος μίας πλυντρίδας Venturi η οποία λειτουργεί στις παρακάτω συνθήκες: V = 55 / στην είσοδο του λαιμού και Q /Q = 1. /. Το μήκος του λαιμού είναι 0 και η μέση διάμετρος του σταγονιδίου του Sauter = 80 μ. Υποθέστε ατμοσφαιρική πίεση και 0 ο C. Δίνονται: ρ = 1 /, μ = oie, ρ = /. Σωστή Απάντηση Άσκησης 1: Υπολογίζεται το αδιάστατο μήκος λαιμού: X lc t D Υπολογίζεται την πτώση πίεσης: Q 4 P V 1 X X X Q yne P , 74 1 Άσκηση Εκφώνηση: Υπολογίστε το βαθμό απόδοσης συλλογής μίας πλυντρίδας Venturi για σωματίδια μ αν οι συνθήκες λειτουργίας είναι V = 40 / στην είσοδο του λαιμού και Q /Q = 1. /. Υποθέστε ατμοσφαιρική πίεση και 5 ο C. Δίνονται: σ = yne/, ρ = /, μ = oie, μ = oie, f =

5 Απάντηση Άσκησης : Υπολογίζεται τη μέση διάμετρο σταγονιδίου του Sauter: , 600 Q V Q 0.5 yne , oie yne Υπολογίζεται την αδρανειακή παράμετρο πρόσκρουσης: wv a, oie (0.000 ) Υπολογίζεται την κλασματική διείσδυση : Pt Q 0.7 V f ex 0.7 f 1.4ln 55Q f Pt ex oie 5

6 ln Pt ή 40% Άσκηση Εκφώνηση: Προσδιορίστε τον συνολικό βαθμό απόδοσης της απομάκρυνσης και την πτώση πίεσης μιας πλυντρίδας Venturi, για την κατανομή σωματιδίων που δίνεται πιο κάτω. Οι παράμετροι λειτουργίας είναι: Θερμοκρασία: T 80 o F, Παροχή αερίου: Επιφάνεια λαιμού: συντελεστής: f 0.5. A Q 0.0, Παροχή υγρού: Q 0.6, in , Μήκος λαιμού: lt 0., Εμπειρικός Μέγεθος σωματιδίων (μ) M % Απάντηση Άσκησης : Αφού ξέρουμε την θερμοκρασία (Τ = 80 o F) μπορούμε να βρούμε την πυκνότητα του υγρού, το ιξώδες του υγρού και την επιφανειακή τάση από το παράρτημα Β, πίνακα Β.9, ενώ το ιξώδες του αερίου και την πυκνότητα του αερίου από τον πίνακα Β. (Cooer & Alley). 6

7 yne lb lb lb 71.7, 0.86 c, 6., 0.045, ft h ft ft Σημείωση: Απαιτούνται οι κατάλληλες μετατροπές μονάδων για ένα συνεπές σύνολο. lb 1 ft ft lb 1, 000, c 0.86 c oie oie lb k 1 ft 1 h 10 oie h ft 1 lb k 1 oie lb 1 ft ft lb 1, 000, yne Ταχύτητα αερίου: V 0.0 Q.79 A Λόγος υγρού/ αέριου: 7

8 in 0.6 Q in Q 0.0 Διάμετρος σταγονιδίου Sauter: , 600 Q V Q 0.5 yne , oie yne ec Παράμετρος πρόσκρουσης: Παραδοχή: w και V, V (0) wv a, oie ( ) 78 ec (0.000 ) 78 ec oie ( ) 78 ec oie

9 ( ) 78 ec oie ( ) 78 ec oie (0.00 ) 78 ec oie Κλασματική διείσδυση : Pt 0 Q 0.7 V f ex 0.7 f 1.4ln 55Q f ex ec oie ln Pt Ομοίως για τα υπόλοιπα εύρη μεγέθους. Δημιουργούμε τον ακόλουθο πίνακα: 9

10 Μέγεθος σωματιδίων (μ) j, μ P t M, % Pt M Pto Pt M Απόδοση συλλογής 1 Pt ή 51.4% Πτώση πίεσης: Αριθμός Reynol: V Re oie Συντελεστής οπισθέλκουσας: CD / 1/ Re. Re. Αδιάστατο μήκος λαιμού: X lc t D Q 4 P V 1 X X X Q 10

11 4 yne Άσκηση 4 Εκφώνηση: Κάνοντας χρήση των δεδομένων του παραπάνω προβλήματς, να αιτιολογήσετε γιατί η παραδοχή V, V είναι ρεαλιστική. Απάντηση Άσκησης 4: Από το παραπάνω ερώτημα: V.79 V in 0.6 Q in A V. V, V V V.79 Άσκηση 5 Εκφώνηση: Τρεις () πανομοιότυπες πλυντρίδες Venturi είναι τοποθετημένες σε σειρά. Αν οι πλυντρίδες λειτουργούν με την ίδια απόδοση και τον ίδιο λόγο Q /Q, να υπολογίσετε τον λόγο Q /Q κάνοντας χρήση της εξίσωσης του Calvert. Δίνονται: Μέση διάμετρο σταγονιδίου του Sauter: 74, Παράμετρος αδρανειακής πρόσκρουσης: 4., Επιφανειακή ταχύτητα αερίου: V 70, Εμπειρικός συντελεστής: f 0.5, Πυκνότητα υγρού: 1, Ιξώδες αερίου: oie, Συνολική απόδοση: 99% Απάντηση Άσκησης 5: Εφόσον και οι τρεις πλυντρίδες έχουν την ίδια απόδοση τότε: 11

12 o Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt 1 o Χρησιμοποιώντας της εξίσωση του Calvert, επιλύστε ως προς το λόγο της παροχής του υγρού προς του αέριου Q /Q : Pt e Q 0.7 V f f 1.4ln 55Q f Q 0.7 V f f 1.4ln ln( Pt) 55Q f Q lnpt 55 1 Q f 0.7 V f 1.4 ln f Q ln(0.15) oie 4. Q ec ln Q Q 1 Άσκηση 6 Εκφώνηση: Εταιρεία συμβούλων ζητά να υπολογίσετε την επιφάνεια εισόδου των απαερίων σε μια πλυντρίδα Venturi για συγκεκριμένη απόδοση συλλογής. 1

13 Δίνονται: Μέση διάμετρο σταγονιδίου του Sauter ( ) = 74 μ, Παράμετρος αδρανειακής πρόσκρουσης () = 4., Εμπειρικός συντελεστής (f) = 0.5, Πυκνότητα υγρού (ρ ) = 1 /, Ιξώδες αερίου (μ ) = oie, Απόδοση συλλογής πλυντρίδας (η) = 78.5 %, Παροχή αερίου (Q ) = 0.0 /, Παροχή υγρού (Q ) = 0.6 /in.. Απάντηση Άσκησης 6: Υπολογίζεται ο λόγος της παροχής του υγρού προς τη παροχή του αερίου: in 0.6 Q in Q 0.0 Υπολογίζεται η ταχύτητα του αερίου με χρήση της εξίσωση του Calvert: Pt e Q 0.7 V f f 1.4ln 55Q f Q 0.7 V f ln( Pt) 0.7 f 1.4ln 55Q f V V lnpt 55 1 Q f f 1.4 ln Q f ln(0.15) oie

14 ln V 6977 Υπολογίζεται η επιφάνεια εισόδου των απαερίων: Q 1 A.15 V