Zyklonabscheider Vorauslegung.
Legen Sie einen Zyklon für Ihren Prozess aus, schätzen Sie den austretenden Staub ab und vergleichen Sie Bauformen bei gleichem Volumenstrom.
Vorläufige technische Berechnung.
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Sprache und Einstiegshilfe
Deutsch öffnet die vollständige deutsche Oberfläche und übernimmt Ihre aktuellen Eingaben.
Ein synthetischer Mineralstaub veranschaulicht den Ablauf. Die Eingaben dienen der Erläuterung; sie stammen weder aus Materialmessungen noch aus einem früheren Projekt.
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Ein Zyklon versetzt staubhaltiges Gas in eine Drehbewegung. Partikel, die die Wand erreichen, fallen zum Staubaustrag; der verbleibende Staub verlässt den Zyklon mit dem Gas. Dieses Werkzeug schätzt diese Aufteilung und den Druckverlust bei der Durchströmung des Zyklons.
- Sehen Sie sich zunächst das Anschauungsbeispiel an. Öffnen Sie Abscheidung und Austrittsstaub, um die Aufteilung des Staubs zu betrachten.
- Ermitteln Sie für Ihr Projekt den tatsächlichen Gasvolumenstrom, die Gaseigenschaften, die Partikeldichte und die Partikelgrößenverteilung am Eintritt. Ergänzen Sie die Staubbeladung am Eintritt, um Ergebnisse in kg/h und mg/m³ zu erhalten.
- Wählen Sie unter Geometrie eine Bauform und Größe aus und vergleichen Sie anschließend Austrittsstaub und Druckverlust. Mit Neuen Entwurf hinzufügen erstellen Sie eine weitere Variante. Mit Auswahl duplizieren können Sie anschließend eine einzelne Abmessung ändern.
Sie können jederzeit jeden Schritt öffnen. Ein Gedankenstrich bedeutet, dass ein Ergebnis nicht verfügbar ist; er bedeutet nicht null. Lassen Sie unbekannte Eigenschaften leer und ermitteln Sie diese durch Messungen, ein Labor oder Ihren Prozesslieferanten.
01 · Prozessbedingungen
Verwenden Sie den tatsächlichen Gasvolumenstrom unter den Bedingungen am Zykloneintritt. Rechnen Sie Norm- oder Standardvolumenströme vor der Eingabe um.
Welche Angaben werden benötigt?
Der Auslegungsvolumenstrom ist das Gasvolumen, das der Prozess pro Stunde bewältigen muss. Entnehmen Sie ihn Ihrer Luftbilanz, einer Volumenstrommessung oder den Angaben des Prozesslieferanten. Nm³/h bezieht sich auf Referenzbedingungen. Erfragen Sie vor der Eingabe den tatsächlichen Volumenstrom in m³/h am Zykloneintritt.
Die Gasdichte ist die Masse je Gasvolumen. Die Viskosität beschreibt die Zähigkeit des Gases. Ermitteln Sie beide Werte bei Ihrer Betriebstemperatur und Ihrem Betriebsdruck. Werte für Raumtemperatur verändern das Ergebnis, wenn Sie diese für heißes Gas verwenden.
Geben Sie Gasdichte und Viskosität für die angegebenen Bedingungen ein. Temperatur und Druck dokumentieren diese Grundlage; daraus werden keine Gaseigenschaften automatisch berechnet.
Staubbeladung am Eintritt und Zielwerte
Die Eintrittsbeladung beschreibt den Staub VOR dem Zyklon. 1.800 mg/m³ entsprechen beispielsweise 1,8 Gramm Staub pro Kubikmeter Eintrittsgas. Dies ist ein Beispielwert und keine Empfehlung.
Der Austrittszielwert ist die gewünschte maximale Staubkonzentration NACH dem Zyklon. Das Abscheideziel ist der gewünschte abgeschiedene Anteil des eintretenden Staubs. Der maximale Zyklondruckverlust ist der zulässige Druckabfall über den Zyklon, kein Staubverlust. Lassen Sie unbekannte Zielwerte leer.
Zusammenhang zwischen den Zielwerten prüfen
Die Staubbeladung beschreibt, wie viel Staub eintritt: kg/h ist die Staubmasse pro Stunde; mg/m³ ist die Staubmasse je Kubikmeter Gas. Verwenden Sie die Ihnen bekannte Konzentration oder den bekannten Massenstrom. Zielwerte sind Anforderungen Ihres Projekts; dieses Werkzeug gibt keine Grenzwerte vor.
Staubbeladung und Zielwerte sind optional. Ohne Staubbeladung kann das Werkzeug den austretenden Massenanteil schätzen, jedoch keine Werte in kg/h oder mg/m³ angeben.
02 · Material und Eintrittsverteilung
Beschreiben Sie den Staub vor dem Zykloneintritt
Die Partikeldichte beschreibt die Partikel selbst. Die Schüttdichte schließt die Luftzwischenräume einer Schüttung ein und kann die Partikeldichte nicht ersetzen. Fragen Sie den Materiallieferanten oder das Labor, auf welche Dichte sich der angegebene Wert bezieht.
PSD bedeutet Partikelgrößenverteilung: Sie beschreibt, wie sich die eintretende Staubmasse auf die Partikelgrößen verteilt. Geben Sie Massenprozente für einzelne Größenintervalle ein, keine Partikelanzahlen oder kumulierten Prozentwerte. Ein Siebanalyse- oder Partikelgrößenbericht eines Labors ist eine hilfreiche Grundlage.
Hilfe zu Größen, Prozentwerten und fehlenden Anteilen
Ein Mikrometer (µm) entspricht 0,001 mm. Beispielsweise sind 0,02 mm gleich 20 µm. Wählen Sie einen repräsentativen Durchmesser innerhalb jedes Intervalls. Verwenden Sie dafür einen gemessenen repräsentativen Wert, sofern verfügbar.
Wenn ein kumulierter Bericht 10 % unter 2 µm und 35 % unter 5 µm angibt, enthält das Intervall 2–5 µm einen Massenanteil von 25 %. Rechnen Sie jedes Intervall vor der Tabelleneingabe auf diese Weise um.
Wenn nur 90 % der Eintrittsmasse bekannt sind, tragen Sie die verbleibenden 10 % als nicht klassiert ein. Das Werkzeug kann nicht erkennen, ob der fehlende Staub fein oder grob ist. Für breite oder offene Intervalle benötigen Sie einen begründeten repräsentativen Durchmesser.
Das Staubmaterial ist ein von Ihnen eingegebener Name, keine Materialdatenbank. Das Ändern des Namens liefert keine Dichte oder Partikelgrößen. Beschaffen Sie für Bagassemark gemessene Materialeigenschaften; eine Schüttdichte wie 150 kg/m³ darf nicht als Partikeldichte verwendet werden.
Die Schüttdichte ist optional. Lassen Sie sie leer, wenn sie unbekannt ist; sie geht nicht in die Abscheideberechnung ein.
Wählen Sie Eintrittsstaub nur, wenn der Größenbericht den Staub VOR der Abscheidung als Massenprozente beschreibt. Abgeschiedener Staub beschreibt das aufgefangene Material und hat meist eine andere Verteilung. Noch nicht bestätigt lässt Austrittsprognosen nicht verfügbar, bis die Herkunft geprüft wurde.
Für die Abscheideberechnung ist die Partikeldichte erforderlich. Die Schüttdichte wird getrennt erfasst und ersetzt sie nicht. Die Partikelgrößenverteilung des abgeschiedenen Staubs kann ohne weitere Nachweise nicht als Eintrittsverteilung verwendet werden.
Massenverteilung am Eintritt
Die Beispiel-Größentabelle gehört zum synthetischen Beispiel. Ersetzen Sie sie durch Ihren Bericht zum Eintrittsstaub. Eine Zeile mit 20 % bedeutet, dass 20 % der eintretenden Staubmasse in dieser Größenfraktion liegen; nicht 20 % der Partikelanzahl.
Partikelgrößenverteilung aus Excel oder CSV importieren
Kopieren Sie Zellen aus Excel und fügen Sie sie unten ein, oder öffnen Sie eine CSV- oder TSV-Datei. Kopieren Sie bei einer .xlsx-Arbeitsmappe die Tabelle oder exportieren Sie das Tabellenblatt als CSV. Die Dateien bleiben in diesem Browser.
Verwenden Sie Massenanteile in Prozent, keine Partikelanzahlen oder Volumenanteile. Ordnen Sie bei kumulierten Daten die Siebweite der Größenspalte zu. Nach unten offene Feinanteile und nach oben offene Grobanteile bleiben nicht klassiert. Wenn nur Intervallgrenzen vorliegen, berechnet die Vorschau repräsentative Größen; prüfen Sie deren Eignung für Ihr Material.
Geben Sie überschneidungsfreie Größenintervalle, jeweils einen repräsentativen Durchmesser innerhalb des Intervalls und die Massenanteile am Eintritt in Prozent ein. Liegen nur repräsentative Durchmesser vor, lassen Sie beide Intervallgrenzen leer. Berücksichtigen Sie Fein- und Grobanteile sowie nicht zugeordnete Masse.
Klassierte und nicht klassierte Masse müssen zusammen 100 % ergeben. Bei nicht klassierter Masse gibt das Werkzeug Gesamtgrenzen an; ein einzelner Austrittswert wird nicht ausgewiesen.
03 · Geometrie
Wählen Sie eine Bauform für den Ausgangsdurchmesser. Legen Sie anschließend ein praktikables Maß fest oder geben Sie einen vorhandenen Zyklon ein.
Wählen Sie die Art der Größenbestimmung
Beginnen Sie mit Aus Auslegungsvolumenstrom berechnen, um einen ersten Gehäusedurchmesser Dc zu erhalten. Wählen Sie Durchmesser festlegen, um eine praktisch herstellbare Größe zu prüfen. Verwenden Sie für einen vorhandenen Zyklon Vorhandener Zyklon und geben Sie die gemessenen Abmessungen unter Geometrieverhältnisse und gemessene Abmessungen ein.
Eine Bauform umfasst festgelegte Referenzproportionen und ein Auslegungskriterium. Bezeichnungen wie Hoher Abscheidegrad beschreiben die Bauform, garantieren aber keine Leistung für Ihren Staub. Vergleichen Sie vor der Auswahl den berechneten Staubaustritt und Druckverlust.
Was bedeuten die Symbole in der Zeichnung?
- Dc
- Gehäusedurchmesser
- a, b
- Höhe und Breite des rechteckigen Eintritts
- H, h
- Gesamthöhe des Gehäuses und Höhe des zylindrischen Teils
- De
- Durchmesser des Gasaustritts
- B
- Durchmesser des Staubaustrags
- S
- Eintauchtiefe des Gasaustrittsrohrs im Gehäuse
Die Zeichnung veranschaulicht die eingegebenen Abmessungen. Sie ist keine Fertigungszeichnung.
Eine Auslegung kann mehrere identische Zyklone parallel enthalten. Geben Sie unter Prozessdaten den GESAMTEN Prozessvolumenstrom ein. Jeder Zyklon erhält den Gesamtvolumenstrom geteilt durch die Anzahl. Alternativen im Vergleich sind konkurrierende Auslegungen, keine zusätzlichen Zyklone in der Anlage.
Anzahl anhand des verfügbaren Platzes vorschlagen
Der Vorschlag verwendet N = aufgerundet(Q / (CQ × maximaler Durchmesser²)) und legt jeden Zyklon bei Q/N aus. Dies ist ein erster Größenvorschlag; er optimiert den Abscheidegrad nicht und garantiert die Zielwerte nicht.
Es wird eine gleichmäßige Strömungsaufteilung angenommen. Der Druckverlust gilt für einen parallelen Zweig und wird nicht mit der Zyklonanzahl multipliziert. Ergänzen Sie Verteilerverluste unter Druck und Leistung. Ungleiche Strömung, Verstopfung und Reihenschaltungen benötigen eine gesonderte Bewertung.
Geometrieverhältnisse und gemessene Abmessungen
Jedes Maß ergibt sich aus Verhältnis × Dc, sofern kein abweichendes Maß eingegeben wird. Löschen Sie das abweichende Maß, um wieder das Verhältnis zu verwenden.
Zyklonabmessungen · m
04 · Betriebsuntersuchung
Der Grundfall verwendet immer den Auslegungsvolumenstrom. Aktivieren Sie einen Betriebsversuch, um einen anderen Volumenstrom bei unveränderter Geometrie zu untersuchen.
Optional: Änderung des Prozessvolumenstroms prüfen
Überspringen Sie diesen Schritt für einen ersten Entwurf. Untersuchen Sie mit einem Betriebsversuch mehr oder weniger Gas durch denselben Zyklon. Um einen größeren und einen kleineren Zyklon bei gleichem erforderlichem Volumenstrom zu vergleichen, duplizieren Sie den Entwurf und ändern Sie seinen Durchmesser unter Geometrie.
Eine Änderung des Volumenstroms kann sowohl Abscheidung als auch Druckverlust verändern. Ein Versuchsergebnis legt keinen zulässigen Betriebsbereich fest und ersetzt keine gemessenen Leistungsdaten.
Volumenstrom und Eintrittsgeschwindigkeit sind über Q = 3600 × a × b × vi verknüpft. Ein Betriebsversuch verändert weder den Gehäusedurchmesser noch den Eintritt.
Die gewählte Bezugsgröße der Staubbeladung bleibt im Betriebsversuch konstant: Im Konzentrationsmodus bleibt die Konzentration gleich, im Massenstrommodus der Wert in kg/h.
Einen Betriebsvolumenstrombereich untersuchen
Untersuchen Sie, wie der ausgewählte Zyklon auf mehr oder weniger Gas reagiert. Seine Abmessungen und die Gaseigenschaften bleiben unverändert. Im Konzentrationsmodus bleibt die Konzentration konstant; im Massenstrommodus bleibt der Staubmassenstrom in kg/h konstant.
Dies ist eine Sensitivitätsuntersuchung und kein freigegebener Betriebsbereich. Gestrichelte Kurven zeigen die Grenzen aufgrund nicht klassierten Staubs. Die Anlagenleistung wird nicht angegeben, da die übrigen Verluste bei jedem Volumenstrom bekannt sein müssen.
Werte des Volumenstrombereichs anzeigen
05 · Abscheidung und Austrittsstaub
Schätzwerte für den Grundfall aus der Barth-Trennkurve und der Massenverteilung am Eintritt.
Diese Ergebnisse zuerst ansehen
Austretender Staub ist die Masse, die den Zyklon pro Stunde mit dem Gas verlässt. Die Austrittskonzentration ist diese Staubmasse je Kubikmeter Gas. Der Gesamtabscheidegrad ist der Anteil der gesamten eintretenden Staubmasse, den der Zyklon zurückhält.
Ein hoher Gesamtabscheidegrad kann eine geringe Abscheidung feiner Partikel verdecken, wenn der Eintrittsstaub überwiegend grob ist. Betrachten Sie neben dem Gesamtergebnis auch das Diagramm für die einzelnen Partikelgrößen.
Wohin gelangt der eintretende Staub?
Der vollständige Balken entspricht 100 % der ursprünglichen Staubmasse am Eintritt. Grau dargestellte Masse ist nicht klassiert; ihre Abscheidung ist unbekannt.
Trenngrad
Diese Kurve zeigt, welcher Anteil des Staubs einer bestimmten Partikelgröße abgeschieden wird. Nach rechts nimmt die Partikelgröße zu, nach oben der abgeschiedene Anteil. Die waagerechte Skala ist logarithmisch: Gleiche Abstände entsprechen gleichen Größenverhältnissen.
d50 ist die Partikelgröße, bei der dieses Modell eine Abscheidung von 50 % vorhersagt. Es ist weder der Gesamtabscheidegrad noch die kleinste abscheidbare Partikelgröße.
Jede Fraktion wird mit ihrem repräsentativen Durchmesser berechnet. Breite Intervalle können eine feinere Unterteilung erfordern, um eine belastbare massengewichtete Schätzung zu erhalten.
Staubbilanz nach Partikelgröße
Jeder Balken zeigt eine Größenfraktion der ursprünglichen Eintrittsmasse, aufgeteilt in abgeschiedenen und austretenden Staub. Ein langer Abschnitt für austretenden Staub kennzeichnet einen Größenbereich, der stark zu den Emissionen beiträgt.
Detailwerte ansehen
Die Austrittsverteilung beschreibt die Zusammensetzung des verbleibenden Staubs: Ihre Prozentwerte ergeben zusammen 100 % des austretenden Staubs. Austritt in % der Eintrittsmasse bezieht sich dagegen auf die ursprüngliche Eintrittsmasse. Diese Prozentwerte haben unterschiedliche Bezugsgrößen.
Barth liefert eine empirische Vorschätzung unter der Annahme von Partikelbewegung im Stokes-Bereich und einer gegenüber der Partikeldichte geringen Gasdichte. Faseriges Mark, Feuchtigkeit und Agglomeration erfordern eine Validierung durch Messungen.
06 · Druckverlust und Leistung
Abscheidung und Ventilatorbedarf zusammen betrachten
Der Druckverlust ist der Widerstand, den der Ventilator überwinden muss. Bei gleichem Volumenstrom und gleichen Wirkungsgraden bedeutet ein geringerer Gesamtdruckverlust eine geringere erforderliche Ventilatorwellenleistung. Vergleichen Sie ihn zusammen mit dem Staubaustritt.
Geben Sie Wirkungsgrade als Anteile ein: 65 % entsprechen 0,65. Die Ventilatorwellenleistung ist die mechanische Leistung, die dem Ventilator zugeführt wird. Die elektrische Leistungsaufnahme berücksichtigt zusätzlich die Motorverluste. Die angegebene Motornennleistung ist ein vorläufiger Referenzwert für die Wellenleistung.
Beginnen Sie mit SL, um die verfügbare Druckverlustschätzung zu betrachten. RAM bietet eine weitere Korrelation innerhalb ihres angegebenen Anwendungsbereichs. Die Werte stammen aus unterschiedlichen empirischen Modellen und sind keine zugesicherten Ober- und Untergrenzen.
Geben Sie die Gesamtverluste entlang des kritischen Strömungswegs ohne Zyklon ein. Für eine Berechnung allein des Zyklons geben Sie null ein. Das Werkzeug löst weder ein Kanalnetz noch eine Ventilatorkennlinie.
Diese Druckverlustkorrelationen gelten für staubfreies Gas. RAM schließt Halbspiraleintritte und unbestätigte Eintrittsbauarten aus. CB ist wegen Widersprüchen zwischen Quelle und Rechenbeispiel nicht verfügbar.
Die Motornennleistung ist ein Referenzwert für die Wellenleistung bei Direktantrieb ohne Betriebszuschlag. Prüfen Sie vor der Geräteauswahl den gesamten Betriebsbereich.
07 · Vergleichen und auswählen
Vergleichen Sie alle Varianten beim gemeinsamen Auslegungsvolumenstrom. Wählen Sie eine Variante aus, um ihre Abmessungen und detaillierte Staubbilanz zu prüfen.
Einen aussagekräftigen Vergleich erstellen
- Mit Neuen Entwurf hinzufügen wählen Sie eine weitere Bauform. Mit Auswahl duplizieren können Sie anschließend gezielt eine einzelne Abmessung ändern.
- Geben Sie den Varianten eindeutige Namen, zum Beispiel Versuchsdurchmesser 1,2 m und Versuchsdurchmesser 1,4 m. Verwenden Sie für alle denselben erforderlichen Prozessvolumenstrom und dieselben Staubdaten.
- Wählen Sie mit Einbeziehen die Entwürfe für die Diagramme aus. Vergleichen Sie Abscheidung, Austrittsstaub und Druckverlust mit Ihren Zielwerten. Das Werkzeug bestimmt nicht automatisch einen besten Entwurf.
Die Auswahl eines Entwurfs ändert die Detailergebnisse und die Zeichnung. Die gemeinsamen Prozess- und Staubdaten bleiben dabei erhalten.
Fehlende Referenzbauformen hinzufügen ergänzt die verfügbaren Bauformen, die Sie noch nicht angelegt haben. Ihre Größen werden aus dem gemeinsamen Auslegungsvolumenstrom berechnet. Ihre vorhandenen Entwürfe bleiben erhalten.
Welche Partikelgrößen scheidet jeder Entwurf ab?
Höher liegende Kurven sagen bei gleicher Partikelgröße eine höhere Abscheidung voraus. Jede Kurve verwendet denselben Auslegungsvolumenstrom. Die Wirkung auf den Gesamtabscheidegrad hängt davon ab, wie viel Staub in den einzelnen Größenklassen vorliegt.
Vergleich der Gesamtabscheidegrade
Eine höhere Abscheidung bedeutet eine geringere austretende Masse. Ein umrandetes Intervall zeigt den möglichen Bereich aufgrund nicht klassierter Eintrittsmasse.
Vergleich der Zyklondruckverluste
Ein geringerer Druckverlust reduziert den Anteil des Zyklons am Ventilatorbedarf. Weitere Anlagenverluste sind in diesem Diagramm nicht enthalten.
Vergleich des Austrittsstaubs
Eine geringere Austrittskonzentration bedeutet weniger Staub je Kubikmeter Gas. Geben Sie die Staubbeladung am Eintritt an, um dieses Diagramm zu berechnen.
Was unterscheidet die Entwürfe?
Der ausgewählte Entwurf ist die Referenz. Hervorgehobene Zellen weichen davon ab. Numerische Abweichungen werden als Variante minus Referenz berechnet; die Geometriewerte sind die tatsächlich verwendeten Abmessungen einschließlich abweichend vorgegebener Maße.
Unterschiede bei Abmessungen und Einstellungen anzeigen
Mit gemessenen Betriebswerten vergleichen
Geben Sie einen Versuchsdatensatz für den ausgewählten Entwurf ein. Die Vorhersagen verwenden seine aktuelle Geometrie sowie den unten angegebenen Versuchsvolumenstrom und die Gaseigenschaften. Bestätigen Sie vor dem Abscheidevergleich, dass die gemeinsame Partikeldichte und Partikelgrößenverteilung am Eintritt dem geprüften Material entsprechen. Geometrieänderungen ändern die Vorhersage im Vergleich mit demselben Datensatz.
Verwenden Sie nur den Druckverlust des Zyklons und dieselbe Betriebsvolumenbasis für Eintritts- und Austrittskonzentration. Lassen Sie nicht gemessene Größen leer. Eine Abweichung belegt weder die Messgenauigkeit noch die Gültigkeit des Modells.
Abweichungen des Abscheidegrades sind Prozentpunkte. Relative Abweichungen sind bei einem Messwert von null nicht verfügbar. Für einen Vorhersagebereich gibt es keine einzelne Abweichung.
Methoden und Bericht
Der Berechnungsbericht dokumentiert alle Eingaben, festgelegten Abmessungen, Grundfall- und Versuchsergebnisse, Austrittsmassenbilanzen, Zielwertprüfungen, Annahmen und die Methodenversion. Speichern Sie das Projekt, um die Bearbeitung später fortzusetzen.
Coury, Pisani & Hung (2004) · Cyclones
Bauformauslegung: Tabelle 1. Barth-Abscheidung: Gl. 1–7. Druckverlust: Gl. 31, 32 und 34. Massenbilanz: Gl. 39–42. Beispieldaten, Oberflächentexte und Zeichnung wurden eigenständig erstellt.
Vor der endgültigen Geräteauslegung sind eine projektspezifische Validierung und die Prüfung durch eine verantwortliche Fachperson erforderlich.