По форме циклоны разделяют на цилиндрические (Н
ц
> H
к
) и кониче-
ские (
Н
к
> Н
ц
), где Н
ц
и Н
к
соответственно высота цилиндрической и кониче-
ской части циклона. Строение конической части определяет особенности
движения пылевоздушного потока в этой части циклона и оказывает сущест-
венное влияние на процесс сепарации, а также коагуляцию некоторых видов
пыли в аппарате, на устойчивость его работы при улавливании данных видов
пыли.
Улавливание частиц аэрозоля в циклонных аппаратах основано на ис-
пользовании центробежных сил. Рассмотрим общепринятую схему движения
потока аэрозоля и сепарации его частиц в циклоне. Поток аэрозоля с боль-
шой скоростью по касательной поступает в цилиндрическую часть корпуса
циклона и совершает движение по нисходящей спирали вначале в кольцевом
пространстве между корпусом и выхлопной трубой и продолжает это движе-
ние в конической части корпуса, делая несколько витков (рис. 2.4). Под дей-
ствием центробежной силы, возникающей при вращательном движении по-
тока, аэрозольные частицы перемещаются радиально к стенкам циклона.
Взвешенные частицы отделяются от воздуха в основном при переходе потока
в восходящий, что происходит в конической части корпуса. Поток, продол-
жая движение в корпусе циклона, поворачивая на 180°, входит в выхлопную
трубу и, совершая в ней движение по восходящей спирали, выходит из ци-
клона. Частицы, выделившиеся из потока, поступают через нижнее выпуск-
ное отверстие в бункер.
В циклоне создаются два вихревых потока: внешний - загрязненного
воздуха от входного патрубка в нижнюю часть конуса и внутренний - отно-
сительно очищенного воздуха из нижней части конуса во внутреннюю трубу.
Процессы, происходящие в циклоне, весьма сложны и зависят от многих
факторов, поэтому при теоретических расчетах приходится делать много до-
пущений и упрощений. Так, принимают, что частицы аэрозоля, поступающие
с воздушным потоком в циклон, имеют сферическую форму, при входе за-
грязненного потока в аппарат равномерно распределены по сечению, части-
цы, которые при перемещении достигли стенок, осаждаются, хотя в действи-
тельности часть этих частиц будет выброшена в выхлопную трубу вследст-
вие турбулизации потока и т. д. Кроме того, не учитывается такой фактор,
как коагуляция частиц, происходящая в циклоне.
Рассмотрим силы, действующие на частицу, движущуюся в кольцевом
пространстве между цилиндрической частью корпуса циклона и выхлопной
трубой.
Центробежная сила, действующая на частицу, может быть определена из
выражения
F
ц
= m
ч
w
т
2
/R, (3.17)
Силу сопротивления среды определяем из формулы Стокса
F
с
= 3 π w
р
d
ч
μ
0
, (3.18)
где
w
т
- тангенциальная скорость пылевой частицы, принимаемая равной
скорости газового потока при входе в циклон, м/с;
w
p
- скорость движения
частицы в радиальном направлении, м/с;
R - расстояние от центра вращения
110