Условие задачи
Рассчитать сажевый фильтр (сажеуловитель) для дизельного двигателя мощностью N = 200 л.с. с массовым расходом отработанных газов (ОГ), m = 1000 кг/ч при массовой концентрации частиц сажи C = 0,1…1,0 г/м3. Фрикционный состав частиц сажи различных размеров в ОГ следующий:
Объемная доля, ri, ‚%, ОГ: H20 (пары) – до 4; CO2 – 1,0...10,0; N2 – 76…78; O2 – 2…18.
Молекулярная масса, Mi, кг/кмоль: H20 (пары) – 18; CO2 – 44; N2 – 28; O2 – 32.
Температура газов Т= 20....500 °С, требуемая эффективность улавливания частиц сажи η≥0,9.
В процессе работы фильтр периодически через τ ≥ 60 мин подвергается термической регенерации с кратковременным повышением температуры газов до Тmax = 800°C . Предельно допустимый перепад давления на фильтре ΔРmax = 6,0 кПа при температуре отработавших газов Т =450 °С. Предельные размеры фильтра DxL = 300 x 800 мм.
Исходные данные
Ответ
1. Определение параметров отработавших газов для смеси осредненного состава (объемные доли, %): H2О (пары) 3, CО2 8, О2 12, N2 77 (остальными компонентами в расчете пренебрегаем).
1.1. Молекулярная масса смеси
где Mi, ri молекулярная масса и объемная доля і-го компонента смеси.
1.2. Массовые доли компонентов
