CC BY
8
DOI - 10.32 743/UniTech.2022.98.5.13658 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПЫЛИ
Мадаминова Гулмирахон Икромалиевна
ассистент, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: gmadaminova_8 7@mail.ru
RESEARCH ON THE DETERMINATION OF CONTACT SURFACES OF DUST
Gulmirakhon Madaminova
Assistant, Fergana Polytechnic Institute, The Republic of Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
В статье проанализирован дисперсионный состав пыли, выбрасываемой в атмосферу промышленными предприятиями, и определены медианные размеры. В результате теоретических исследований предложена формула для определения удельных контактных поверхностей пыли. В зависимости от количества пыли в газе определены удельные контактные поверхности. Через эти поверхности пыль контактирует с каплями жидкости, распыляемой на рабочую камеру аппарата, и играет важную роль в оценке эффективности очистки. Расход жидкости, подаваемой в аппарат, также определяется в зависимости от удельных поверхностей контакта пыли и эффективности очистки.
ABSTRACT
The article analyzes the dispersion composition of dust emitted into the atmosphere by industrial enterprises and determines the median sizes. As a result of theoretical studies, a formula was proposed for determining the specific contact surfaces of dust. Specific contact surfaces were determined depending on the amount of dust in the gas. Through these surfaces, dust comes into contact with drops of liquid sprayed onto the working chamber of the apparatus, and plays an important role in evaluating the effectiveness of cleaning. The flow rate of the liquid supplied to the apparatus is also determined depending on the specific dust contact surfaces and the cleaning efficiency.
Ключевые слова: порошок, средний размер, фракционный состав, контактная поверхность, монодимер, фракция, площадь поверхности, плотность.
Keywords: powder, average size, fractional composition, contact surface, monodimer, fraction, surface area, density.
Введение
В состав пылевых частиц воздуха и газов, выбрасываемых в атмосферу промышленными предприятиями, входят полидисперсные частицы, т.е. частицы разного размера. Монодимерных порошков, т.е. составов, содержащих частицы одинакового размера, практически не существует [1; 8].
Таким образом, для анализа полидисперсных частиц пыли необходимо иметь информацию об общем количестве пылевых частиц, соотношении частиц разного размера, среднем размере частиц (медианный размер).
Определение дисперсионного состава пыли имеет важное значение при определении эффективности очистки и определении оптимального значения барабанного пылеулавливающего аппарата мокрого способа [2; 10; 11; 9; 5].
Объект исследования
Для определения дисперсионного состава пыли были проанализированы пробы пыли в цехах
крупнейших химических и строительных предприятий страны на дисперсионный состав. Отобраны пыли селитры и карбамидных минеральных удобрений ОАО «Ферганаазот» и пыли аммофосного удобрения ОАО «АММОФОС-МАКСАМ», пыли кварцевого песка и доломита ОАО «Кувасойкварц», пыли почвы и цемента ООО «ТУРОН ЭКО СЕМЕНТ ГРУПП».
Полученные результаты
Распределение отобранных пылей по дисперсионному составу и крупности проводили в два этапа: лабораторный анализ с использованием 1 -го сита и 2-й микроскопии [3; 4; 6; 7]. По результатам анализов определяли процентное содержание и медианные размеры пылей dн (табл. 1).
Пыль бывает разной формы, в вычислительной работе мы предполагаем, что она шарообразной формы, и используем значения dн для определения удельных контактных поверхностей отдельных пылей.
Библиографическое описание: Мадаминова Г.И. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПЫЛИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13658
Таблица 1.
Фракционный состав и медианный размер пыли
1. Пыль аммиачной селитры
Размер пыли, ^ мкм 0<1 1-3 3-5 5-10 10-20 20-40 40-60 60< dH, мкм
Процентное содержание, % 5 8 10 24 34 14 5 0 11,4
2. Пыль карбамида
Размер пыли, ^ мкм 0<1 1-3 3-5 5-10 10-20 20-40 40-60 60< 5,75
Процентное содержание, % 10 15 20 21 30 4 0 0
3. Пыль аммофоса
Размер пыли, ^ мкм 0<1 1-3 3-5 5-10 10-20 20-40 40-60 60< 23
Процентное содержание, % 3 5 13 13 13 37 16 0
4. Пыль доломита
Размер пыли, ^ мкм 0<1 1-3 3-5 5-10 10-20 20-40 40-60 60< 9,5
Процентное содержание, % 7 8 13 26 34 10 2 0
5. Пыль кварцевого песка
Размер пыли, ^ мкм 0<1 1-3 3-5 5-10 10-20 20-40 40-60 60< 6,8
Процентное содержание, % 1 2 7 80 7 1 2 0
6. Пыль почвы
Размер пыли, ^ мкм 0<1 1-3 3-5 5-10 10-20 20-60 60< 4,5
Процентное содержание, % 13 35 25 17 18 2 0
7. Пыль цемента
Размер пыли, ^ мкм 0<1 1-3 3-5 5-10 10-20 20-40 40-60 60< 7,21
Процентное содержание, % 11 12 14 24 19 12 8 0
В результате вышеизложенных экспериментальных исследований были определены медианные диаметры образцов пыли. Следующей задачей было определение удельных контактных поверхностей этих пылевых образцов. В результате теоретических исследований была разработана формула для определения удельных контактных поверхностей пылевых частиц на основе известных закономерностей.
Плотность пылевых газов определяется по следующей формуле:
Рем = Рг + (рП -г) , КГ/М3, (1)
где рп - плотность пыли, кг/м3; рг - плотность газа, кг/м3; у - количество пыли в газе, кг/м3 [1; 2]. Значение запыленности получено для всех проб пыли в диапазоне у = 250-400 мг/м3 (шаг интервала -50 мг/м3). Мы предполагаем, что образцы пыли имеют шарообразную форму, и мы знаем, что объем шарообразной пыли определяется следующим образом:
4
Уп = 4 л Я 3; м3, (2).
где Яд - радиус частицы пыли, м.
Если умножить плотность образцов пыли в формуле (2), то получится вес образца пыли:
°П = Уп ■ Р; кг. (3)
Если разделить вес пыли в объШе 1 м3 на вес одной пыли, получится количество пыли:
V
п =-; штук. (4)
СП
Если умножить площадь поверхности одной пыли на количество образцов пыли, можно найти удельные контактные поверхности. Мы знаем, что площадь поверхности пыли находится по следующей формуле:
5 = 4лЯп2; м2. (5)
Умножая формулу (4) на формулу (5), получаем формулу, определяющую удельные контактные поверхности пыли при выполнении необходимых математических операций:
« 4лЯп2; м2. (6)
Фактическая плотность образцов пыли следующая. Плотность аммиачной селитры р = 1720 кг/м3, плотность минерального удобрения карбамида р = 1320 кг/м3, плотность минерального удобрения аммофоса р = 1800 кг/м3, плотность доломита р = 2800 кг/м3, плотность кварцевого песка р = 2500 кг/м3, плотность почв г = 1250 кг/м3, плотность цемента г = 3000 кг/м3.
Рассчитаем плотности пылевоздушной смеси. Плотность пылевой смеси аммиачной селитры.
Количество пыли в воздухе у = 250 мг. Рал = Рг+(Рп. у) = 1,29(1720 • 0,00025) = 1,72кг / м3
Количество пыли в воздухе у = 300 мг. рсм= рг+Рпу) = 1,29(1720 • 0,0003) = 1,806кг / м3
Количество пыли в воздухе у = 350 мг. рсм = р + (р • у) = 1,29(1720 • 0,00035) = 1,892кг / м3
Количество пыли в воздухе у = 400 мг. Р = р +рпу') = 1,29(1720 • 0,0004) = 1,978кг / м3
Таким образом определялись плотности газовоздушной смеси для отобранных образцов пыли.
По приведенной выше последовательности формул были выполнены расчеты и определены удельные контактные поверхности. Результаты расчетов представлены в табл. 2.
Определяем удельные контактные поверхности пыли аммиачной селитры по медианным размерам. Определяем объем пыли по формуле (1):
4
V = - nR3 = 1,333 • 3,14 3
11,4
= 1,85 •Ю-13 м3
2 • 100000,
Определяем вес образца пыли по формуле (2):
О = уп р = 1,85• 10-13 • 1750 = 3,2•Ю-10кг Определяем количество пыли по формуле (3):
у _ 0,00025
G 3,2-10"
= 781250штук
Находим площадь поверхности образца пыли по формуле (4):
S = 4nR2 = 4 • 3,14 •
11,4
2 -1000000
= 4,
М0"8 м2
Определяем удельные контактные поверхности пылинок по формуле (5):
а = У • 4яЯ2 = п • Б = 781250 • 4,08 • 10-10 = 0,0032м2
' О ' '
Удельные контактные поверхности по долям отобранных образцов пыли были определены таким образом и приведены в табл. 2.
Таблица 2.
Удельные контактные поверхности образцов пыли
10
2
№ Название пыли р, кг/м3 dH, мкм Количество пыли, у кг/м3
Удельные контактные поверхности, as, м2
Плотность смеси, рсм кг/м3
1 Пыль аммиачной селитри 1720 11,4 0,00025 0,0003 0,00035 0,0004
0,0032 0,00383 0,00445 0,00508
1,72 1,806 1,892 1,978
2 Пыль карбамида чанги 1320 5,75 0,00025 0,0003 0,0035 0,004
0,0068 0,00816 0,00952 0,0188
1,62 1,686 1,752 1,818
3 Пыль аммофоса 1800 23 0,00025 0,0003 0,00035 0,0004
0,00361 0,00433 0,00505 0,00577
1,74 1,83 1,92 2,01
4 Пыль доломита 2840 9,5 0,00025 0,0003 0,00035 0,0004
0,00545 0,00653 0,00762 0,00871
2 2,142 2,284 2,426
5 Пыль кварцевого песка 2500 6,8 0,00025 0,0003 0,00035 0,0004
0,00908 0,01088 0,01269 0,0145
1,915 2,04 1,165 2,29
6 Пыль почвы 1250 4,5 0,00025 0,0003 0,00035 0,0004
Количество пыли, у кг/м3
№ Название пыли р, кг/м3 мкм Удельные контактные поверхности, ая, м2
Плотность смеси, рсм кг/м3
0,02667 0,0322 0,0375 0,04326
1,6 1,665 1,727 1,79
0,00025 0,0003 0,00035 0,0004
7 Цемент чанги 3000 7,21 0,0068 0,00815 0,00951 0,0187
2,04 2,19 2,34 2,49
Результаты экспериментального исследования обработаны на ЭВМ на базе программы НАЯ1Ъ1-4 и построен график (рис. 1).
1 - пыль аммиачной селитры ^ы = 11,4 мкм); 2 - пыль аммофоса ^ы = 23 мкм); 3 - пъть доломита ^ы = 9,5 мкм); 4 - пыль карбамида ^ы = 5,75 мкм); 5 - пъгль цемента ^ = 7,21 мкм); 6 - пыль кварцевого песка (dы = 6,8 мкм); 7 - пыгль почвы ^ы = 4,5 мкм)
Рисунок 1. График изменения удельной поверхности пылевой частиц в зависимости от количества пыли у Полученные уравнения регрессии следующие:
32
у = 3е+07х - 26000х + 20,833х - 0,0008 у = -0,0004х3 + 3е-07х2 + 14,4х + 1е-05
32
у = -1е+07х + 14000х + 16,933х + 0,0006
32
у = -1е+08х + 96000х - 1,3333х + 0,0028
32
у = 1е+08х - 106000х + 58х - 0,0019
2
у = 1000х + 35,49х + 0,0001 у = 110,14х - 0,0009
Я2 = 0,978 Я2 = 0,9897
Я2 = 0,9785 Я2 = 0,9945 Я2 = 0,9879 Я2 = 0,9956 Я2 = 0,9998
Вывод
Проанализирован дисперсионный состав пыли, выбрасываемой в атмосферу предприятиями химической промышленности и промышленности строительных материалов, и определены медианные размеры. В результате теоретических исследований предложено уравнение, определяющее удельные
контактные поверхности пыли. В зависимости от количества пыли в газе определялись удельные контактные поверхности. Через эти поверхности пыль контактирует с каплями жидкости, распыляемой на рабочую камеру аппарата, и играет важную роль в оценке эффективности очистки. Расход жидкости, подаваемой в аппарат, также определяется в зависимости от удельной поверхности контакта пыли и эффективности очистки.
Список литературы:
1. Бретшнайдер С. Свойства жидкостей и газов. - Л. : Химия, - 1969. - 650 с.
2. Домуладжанов И.Х., Мадаминова Г.И. Вредные вещества после сухой очистки в циклонах и фильтрах // Universum: технические науки. - 2021. - № 6-1 (87). - С. 5-10.
3. Исомидинов А.С. Создание эффективных методов и устройств для очистки газов от пыли химической промышленности : дис. ... канд. техн. наук. -Ташкент, 2020. - 136 с.
4. Исомидинов А.С., Тожиев Р.Ж., Каримов И.Т. Роторное устройство для мокрой пылеочистки // Научно-технический журнал ФерПИ. - Фергана, 2018. - № 1. - Б. 195-198.
5. Мадаминова Г.И., Тожиев Р.Ж., Каримов И.Т. Барабанное устройство для мокрой очистки запыленного газа и воздуха // Universum: технические науки. - М. : МЦНО, 2021. - № 5 (86). - Ч. 4. - С. 45-49.
6. Раманков П.Г., Носков А.А. Сборник расчетных диаграмм по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - М. : Химия, 1977. - 456 с.
7. Шамшидинов И. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. - Ташкент : Экономика и финансы, 2014. - 332 с.
8. Эргащев Н.А. Научно-технические основы использования в промышленности аппарата для мокрого пылеулавливания и газоочистки : дис. ... канд. техн. наук. - Ташкент, 2021. - 116 с.
9. Hydrodynamics of wet dush powder black drum equipment / I. Karimov, R. Tojiyev, G. Madaminova, Q. Ibroximov [et al.] // Научный онлайн-журнал исследований в области устойчивого развития и управления. - 2021. - № 1 (5). - С. 49-56.
10. Studying the Effect of Interior Scrubber Hydraulic Resistance on Cleaning Efficiency / A. Isomidinov, G. Madaminova, D. Qodirov, M. Ahmadaliyeva // International Journal of Innovative Analyses and Emerging Technology. - 2021. - № 1 (5). - P. 87-93.
11. Wet мethod dust remover dlack drum device / I. Karimov, R. Tojiyev, G. Madaminova, Q. Ibroximov [et al.] // Баркарорлик ва Етакчи Тадкикотлар онлайн илмий журнали. - 2021. - № 1 (5). - Б. 57-63.
