文丘里湿式除尘器的设计

问题：计算满足特定收集效率的文丘里喉管横截面积

给定条件：

工艺气流体积流量 = 11,040 acfm (在温度 68⁰F)

粉尘密度  = 187 lb/ft³

液气比 = 2 gal/1000 ft³

粉尘平均粒径 = 3.2 μm (1.05 x 10^-5 ft)

水滴直径 = 48 μm (1.575 x 10^-4 ft)

设备经验系数 k = 0.14

要求的收集效率 = 98%

气体粘度 = 1.23 x 10^-5 lb/ft-sec

库宁汉修正系数 = 1.0

计算方法：

步骤1. 从Johnstone方程计算撞击参数，ψ。 （Johnstone方程是描述文丘里除尘器收集效率的）

η = 1- exp[-k (QL/QG) (ψ)^1/2]

式中,

η = 分级效率

k =设备经验系数，它依赖于设备尺寸和操作条件，通常其值在0.1到0.2之间

QL/QG = 液气比 (gal/1000 acf)

ψ = C_f ρ_p v (d_p)² / (18d_dμ)  =撞击参数

ρ_p = 粉尘密度

v = 喉管处气体流速， ft/s

d_p = 尘粒直径， ft

d_d = 水滴直径， ft

μ = 气体粘度，lb/ft-sec

C_f =  库宁汉修正系数

步骤2. 先计算撞击参数ψ， 再倒算出喉管处气体流速 v

计算ψ，

                        0.98 = 1- Exp[-0.14 x 2 x (ψ)^1/2]

得到，

                        Ψ = 195.2

计算 v，

            ψ = C_f ρ_p v (d_p)² / (18d_dμ)  

            v = 18 ψ d_dμ / [C_f ρ_p (d_p)²]

              = 18 x 195.2 x (1.575 x 10^-4) x 1.23 x 10^-5) / [1 x 187 x (1.05 x 10^-5)²]

               = 330.2 ft/sec

步骤3，用喉管处的气体流速，计算出喉管处的横截面积

S = (体积流量)/(气体流速)

               = 11,040 / (60 x 330.2)

               = 0.557 ft²