함진가스 유속 10 m/sec 사이클론 유입 직경 10 μm 입자 분리속도

함진가스 유속 10 m/sec 사이클론 유입 직경 10 μm 입자 분리속도

 

 

120℃의 함진가스가 유속 10 m/sec로

사이클론에 유입되고 있을 때

직경이 10 μm인 입자의 분리속도를 구하시오.

단, 함진가스 중의 입자의 밀도는 2.4 g/cm3이고,

점도는 1.02×10^(-5) poise이며,

원추부의 직경은 20 cm이다.

(단, 공기의 밀도 = 1.29 kg/m3)

 

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> 유입 유속(v): 10 m/sec

> 입자 직경(d_p): 10 μm = 10×10^(-6) m

> 입자 밀도(ρ_p): 2.4 g/cm3 = 2400 kg/m3

> 가스 점도(μ): 1.02×10^(-5) poise = 1.02×10^(-6) Pa•s

( 1 Pa•s = 1 kg/m•s = 10 poise )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4187 )

> 원추부 직경: 20 cm = 0.2 m (반경, r = 0.1 m)

> 공기 밀도(ρ_g): 1.29 kg/m3

 

 

 

사이클론에서는 원심력이 작용하므로

원심가속도(a_c)를 계산하면,

a_c = v^2 / r

= (10 m/s)^2 / 0.1 m

= 1000 m/s2

 

 

 

[중력집진장치] 종말 침강속도

v_t = [(ρ_p – ρ_g) • (d_p)^2 • g] / [18 • μ]

( 참고 https://ywpop.tistory.com/22621 )

 

[사이클론] 입자 분리속도

v_t = [(ρ_p – ρ_g) • (d_p)^2 • a_c] / [18 • μ]

= [(2400 – 1.29) × (10×10^(-6))^2 × 1000] / [18 × 1.02×10^(-6)]

= 13.0649 m/s

= 1.30649 cm/s

 

 

 

답: 13.06 m/s 또는 1.306 cm/s

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/471047 ]

사이클론의 직경이 56 cm, 유입가스의 속도가 5.5 m/s일 때 분리계수는?

 

 

 

[키워드] 사이클론 기준, 싸이클론 기준, 원심력 기준, 원심가속도 기준, 원심력 집진장치 기준, 입자의 분리속도 기준, centrifugal dust collector cyclone