ΜΑΘΗΜΑ: Αντιρρυπαντική Τεχνολογία Αιωρούμενων Σωματιδίων Ενότητα 5: Πλυντρίδες ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Αν. Καθ. Δρ Μαρία Α. Γούλα ΤΜΗΜΑ: Μηχανικών Περιβάλλοντος & Μηχανικών Αντιρρύπανσης 1
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.
ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ Άσκηση 1... 4 Άσκηση... 4 Άσκηση... 6 Άσκηση 4... 11 Άσκηση 5... 11 Άσκηση 6... 1
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 = 0.00018 oie, ρ = 0.001 /. Σωστή Απάντηση Άσκησης 1: Υπολογίζεται το αδιάστατο μήκος λαιμού: X lc 0 1. 0.001 t D 1 1.01 16 160.008 1 Υπολογίζεται την πτώση πίεσης: Q 4 P V 1 X X X Q 100 4 yne P 1 55 0.001 1.01.01.01, 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 = 71.79 yne/, ρ = 0.997 /, μ = 0.00896 oie, μ = 0.0001846 oie, f = 0.5. 4
Απάντηση Άσκησης : Υπολογίζεται τη μέση διάμετρο σταγονιδίου του Sauter: 0.45 1.5 0.5 58, 600 Q 597 1000 0.5 V Q 0.5 yne 71.79 58, 600 0.00896 oie 597 0.5 100 40 0.997 yne 1 71.79 0.997 0.45 1.5 0.001 10001. 165 1 Υπολογίζεται την αδρανειακή παράμετρο πρόσκρουσης: wv a, 9 90.0001846 oie0.0165 0.997 (0.000 ) 4000 5.8 Υπολογίζεται την κλασματική διείσδυση : Pt Q 0.7 V f 0.49 1 ex 0.7 f 1.4ln 55Q 0.7 0.7 f Pt 4000 0.997 0.0165 0.001 ex 55 0.0001846 oie 5
5.8 0.5 0.7 0.49 1 0.7 5.80.5 1.4ln 0.6 0.7 0.7 5.80.5 5.8 1 Pt 10.6 0.4 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 4 6.71 10, Μήκος λαιμού: lt 0., Εμπειρικός Μέγεθος σωματιδίων (μ) M % 0-15 -4 5 4-8 0 8-10 6 10-0 15 0+ 9 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
yne lb lb lb 71.7, 0.86 c, 6., 0.045, 0.074 ft h ft ft Σημείωση: Απαιτούνται οι κατάλληλες μετατροπές μονάδων για ένα συνεπές σύνολο. lb 1 ft 45.6 1 6. 0.9966 ft 0.08 1 lb 1, 000, 000 1 c 0.86 c 0.0086 100 oie oie lb 0.456 k 1 ft 1 h 10 oie 0.045 0.000186 h ft 1 lb 0.048 600 k 1 oie lb 1 ft 45.6 1 0.074 0.00118 ft 0.08 1 lb 1, 000, 000 71.7 yne Ταχύτητα αερίου: V 0.0 Q.79 A 4 6.7110 Λόγος υγρού/ αέριου: 7
0.001 1 in 0.6 Q in 1 60 0.00045 Q 0.0 Διάμετρος σταγονιδίου Sauter: 0.45 1.5 0.5 58, 600 Q 597 1000 0.5 V Q 0.5 yne 71.7 58, 600 0.0086 oie 597 0.5 78 0.9966 yne ec 71.7 0.9966 0.45 1.5 1000 0.00045 159.74 0.015974 Παράμετρος πρόσκρουσης: Παραδοχή: w και V, V (0) wv a, 9 90.000186 oie 0.015974 0.9966 (0.0001 ) 78 ec 1.17 4 0.9966 (0.000 ) 78 ec 11 90.000186 oie 0.015974 48 0.9966 (0.0006 ) 78 ec 44 90.000186 oie 0.015974 8
810 0.9966 (0.0009 ) 78 ec 98.96 90.000186 oie 0.015974 100 0.9966 (0.0015 ) 78 ec 74.88 90.000186 oie 0.015974 0 0.9966 (0.00 ) 78 ec 488.68 90.000186 oie 0.015974 Κλασματική διείσδυση : Pt 0 Q 0.7 V f 0.49 1 ex 0.7 f 1.4ln 55Q 0.7 0.7 f 78 0.9966 0.015974 0.00045 ex ec 55 0.000186 oie 1.17 0.5 0.7 0.49 1 0.7 1.17 0.5 1.4ln 0.7 0.7 1.17 0.5 1.17 Pt 0.8955 0 Ομοίως για τα υπόλοιπα εύρη μεγέθους. Δημιουργούμε τον ακόλουθο πίνακα: 9
Μέγεθος σωματιδίων (μ) j, μ P t M, % Pt M 0 1 1.17 0.8955 15 0.14 4 11 0.57 5 0.118 4 8 6 44 0.949 0 0.1185 8-10 9 98.96 0.588 6 0.015 10-0 15 74.88 0.56 15 0.050 0+ 0 488.68 0.87 9 0.096 Pto Pt M 0.486 Απόδοση συλλογής 1 Pt 10.486 0.514 ή 51.4% Πτώση πίεσης: Αριθμός Reynol: V 0.015974 78 0.00118 Re. 0.000186 oie Συντελεστής οπισθέλκουσας: 4 4 4 4 CD 0.65 1/ 1/ Re. Re. Αδιάστατο μήκος λαιμού: X lc 0 0.65 0.00118 t D 1 1 1.7 16 160.015974 0.9966 Q 4 P V 1 X X X Q 10
4 yne 0.9966 78 0.00045 11.7 1.7 1.7 675.5 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 0.001 1 in 0.6 Q in 1000 60 0.015 4 A 6.7110 V. V, V V.79 0.015.78 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: 0.00018 oie, Συνολική απόδοση: 99% Απάντηση Άσκησης 5: Εφόσον και οι τρεις πλυντρίδες έχουν την ίδια απόδοση τότε: 11
o Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt 1 o 1 1 0.99 0.15 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 0.49 1 0.7 f 1.4ln 55Q 0.7 0.7 f Q 0.7 V f 0.49 1 0.7 f 1.4ln ln( Pt) 55Q 0.7 0.7 f Q lnpt 55 1 Q f 0.7 V 0.49 0.7 f 1.4 ln 0.7 0.7 f Q ln(0.15) 55 0.00018 oie 4. Q 7000 1 0.074 ec 1 4.0.5 0.7 0.49 0.7 4.0.5 1.4ln 0.7 0.7 4.0.5 Q 1000 0.00048 0.48 Q 1 Άσκηση 6 Εκφώνηση: Εταιρεία συμβούλων ζητά να υπολογίσετε την επιφάνεια εισόδου των απαερίων σε μια πλυντρίδα Venturi για συγκεκριμένη απόδοση συλλογής. 1
Δίνονται: Μέση διάμετρο σταγονιδίου του Sauter ( ) = 74 μ, Παράμετρος αδρανειακής πρόσκρουσης () = 4., Εμπειρικός συντελεστής (f) = 0.5, Πυκνότητα υγρού (ρ ) = 1 /, Ιξώδες αερίου (μ ) = 0.00018 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: 0.001 1 in 0.6 Q in 1 60 0.00048 Q 0.0 Υπολογίζεται η ταχύτητα του αερίου με χρήση της εξίσωση του Calvert: Pt e Q 0.7 V f 0.49 1 0.7 f 1.4ln 55Q 0.7 0.7 f Q 0.7 V f 0.49 1 ln( Pt) 0.7 f 1.4ln 55Q 0.7 0.7 f V V lnpt 55 1 Q f 0.7 0.49 0.7 f 1.4 ln Q 0.7 0.7 f ln(0.15) 55 0.00018 oie 4. 0.00048 1 0.074 1
1 4. 0.5 0.7 0.49 0.7 4. 0.5 1.4ln 0.7 0.7 4. 0.5 V 6977 Υπολογίζεται η επιφάνεια εισόδου των απαερίων: 6 10 0.0 Q 1 A.15 V 6977 14