TOK OBLICZEŃ ODPYLACZA WSTĘPNEGO – KOMORY OSADCZEJ 

 
 

ZAŁOŻENIA I ZAKRES PARAMETRÓW 

  Ziarna mają kształt kulisty,  

  Ziarna nie zderzają się ze sobą ani ze ściankami komory, 

  Przepływ gazu jest jednorodny i jednakowy w całym przekroju komory, 

  Prędkość gazu w przewodach   

 

15-18 (20) m/s 

  Prędkość gazu w komorze osadczej   

0,5 – 1,5 m/s 

  Średnica ziarna granicznego   

 

60 lub 40 µm 

 

1.  Przeliczenie wszystkich parametrów na warunki rzeczywiste 

- temperatura   

 

 

 

 

T

rz

 = t + 273,   K 

 

gdzie: t – temperatura, 

o

C; 

 

- stężenie pyłu  

 

 

 

 

=

 

 
 

gdzie: 

− stężenie pyłu w warunkach normalnych, 

⁄

 lub 

⁄

 

 

 

 

 

 

    

 

 

- strumień objętości gazów    

 

 

̇

= ̇

 

 

 

gdzie:  ̇  – strumień objętości gazów w warunkach normalnych, 

/ℎ

 lub 

/

 

 

 

 

T

o

 = 273 K 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  (1 + x)  p 

 

- gęstość gazów w warunkach normalnych,  

/

    ρ

0

 =    

 

 

 

 

 

 

 

           

(0,622 + x) R

w

 T

o

 

  

 

gdzie:  p – ciśnienie atmosferyczne, p=1013 hPa  

x – zawartość wilgoci w gazach (podana w temacie), kg/kg

pow. suchego

 

 

 

 

R

w

 – stała gazowa pary wodnej, R

w

 = 461,5 

/(

∙ )

 

 

 

- gęstość gazów w warunkach rzeczywistych, 

/

 

  =  

 

 

- dynamiczny współczynnik lepkości 

 

=

   

   

,

 

 

 

gdzie: μ

o 

= 17,08 x 10

-6

 

/(

∙ )

 

 

 

 

C = 112 

- określenie składu granulometrycznego pyłu na wlocie do odpylacza (na podstawie  

           podanego w temacie udziału masowego skumulowanego). 

Tab. 1. Zestawienie parametrów frakcji pyłu 

Nr frakcji 

Rozmiar ziaren, µm 

Zakres 

Średnia średnica, 

µm 

Górna granica 

zakresu, µm 

Udział masowy 

skumulowany A

j

, % 

Udział masowy a

i

 

1 

<2 

0-2 

1 

2 

np. 6 

0,06 

2 

<5 

2-5 

3,5 

5 

np. 13 

0,07 

3 

<10 

5-10 

7,5 

10 

np. 24 

0,11 

4 

… 

… 

… 

… 

… 

… 

5 

… 

… 

… 

… 

… 

… 

6 

… 

… 

… 

… 

… 

… 

7 

… 

… 

… 

… 

… 

… 

8 

<150 

100-150 

125 

150 

np. 92 

0,13 

9 

>150 

>150 

>150 

>150 

100 

0,08 

 

 

 

 

 

 

∑ =   

 

2.  Obliczenie niezbędnej skuteczności odpylania całej instalacji 

  =   

−

 

 

gdzie: U, E – odpowiednio unos i emisja, g/s, obliczane ze wzorów: 

 

 

 

U = S

pw

  ̇

g

 

 

E = S

po

  ̇

g

 

 

gdzie: S

pw

 i S

po

 

– stężenie pyłu odpowiednio na wlocie i wylocie instalacji, g/m

3

 

 

 

 

̇

g

 – strumień objętości gazów, m

3

/s  

Uwaga: obie wielkości (U i E) podawane są w tych samych warunkach – albo normalnych 
albo  rzeczywistych,  co  oznacza,  że  strumień  objętości  gazów  i  stężenie  muszą  być  również 
podane w tych samych warunkach.  

 

3.  Obliczenia komory osadczej (schemat komory na końcu instrukcji)  

 

3.1. Obliczenie prędkości opadania ziarna granicznego 

     Re

     

 μ

rz 

u

pg

 =  

 

     d

pg

       ρ

rz 

 

 

gdzie: d

pg

  - założona średnica ziarna granicznego, zwykle 60 μm lub 40 μm, 

μ

rz

,  ρ

rz

  –  dynamiczny  współczynnik  lepkości  i  gęstość  gazu,  

w warunkach rzeczywistych 

 

 

 

Re

pg   

- przybliżona liczba Reynoldsa dla ziarna granicznego, obliczana wg 

wzoru:  
 

 

 

 

 

 

 

Ar

pg

 

Re

pg

 =  

 

    18 + 0,6 (Ar

pg

)

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

Ar

pg

 – liczba Archimedesa dla ziarna granicznego obliczana z wzoru: 

 

 

 

 

 

 

   d

pg

3

 ρ

rz

 (ρ

p 

– ρ

rz

) g 

 

 

 

 

 

Ar

pg

 =  

 

 

 

 

 

 

 

μ

rz

2

 

 
 

 

 

ρ

p

 – gęstość pyłu, kg/m

3

, 

 

 

 

g – przyspieszenie ziemskie 

 

Ostateczną liczbę Reynoldsa określa się na podstawie przybliżonej liczby Reynoldsa dla 

ziarna granicznego Re

pg

: 

 
 

- dla ruchu laminarnego opadania ziarna  Re

pg 

 ≤ 2   

Re = Ar / 18 

 

- dla ruchu przejściowego                   2 < Re

pg

 ≤  500 

Re = 0,152 Ar

0,715

 

 

- dla ruchu burzliwego  

 

        Re

pg

 > 500 

Re = 1,74 Ar

0,5

 

 

Wartość Re obliczoną jak wyżej wstawia się do wzoru na prędkość opadania ziarna! 

 

Prędkości opadania ziaren frakcji pyłu o średnicach mniejszych od średnicy ziarna granicznego 
oblicza się analogicznie, wstawiając do wzoru średnią średnicę z Tab.1.  

 

3.2. Bilans masy pyłu dla komory osadczej, wyznaczenie skuteczności odpylania komory 
 

  Strumień masy pyłu i-tej frakcji na wlocie do komory 
 

̇

wi

 = 

̇

w

  a

wi

   

gdzie: 

̇

w

 ↔ U – całkowity strumień masy pyłu na 

     wlocie do komory 

  Strumień masy pyłu i-tej frakcji zatrzymany w komorze 
 

̇

zi

 = 

̇

wi

  η

i

               gdzie: η

i

 – skuteczność przedziałowa odpylania i-tej 

      frakcji obliczana ze wzoru   

η

i

 = 

pg

pi

u

u

    (stosunek prędkości opadania ziarna i-tej frakcji do prędkości opadania 

ziarna granicznego) 

 

  Strumień masy pyłu i-tej frakcji na wylocie komory (opuszczający komorę) 
 

̇

oi

 = 

̇

wi

 − 

̇

zi

 

   

 

  Udział masowy i-tej frakcji ziarnowej pyłu opuszczającego komorę 

 

 

  =

̇

∑ ̇

  

 

  Stężenie pyłu w gazie opuszczającym komorę 
 

  =  

̇

̇

 

 

  Całkowita skuteczność komory osadczej 
 

η

KO

 =  ∑ a

wi

 η

i

 

 
 

W  pracy  należy  zamieścić  przykład  obliczeń  dla  wybranej  frakcji  pyłu  (korzystnie  dla 
frakcji o średnicy ziarna poniżej granicznego), pozostałe wyniki zestawić w tabeli.

 

 

Nr 

frakcji 

Rozmiar 

ziaren 

µm 

d

śri

, 

µm 

Ar

i

 

Re

pi 

Re

i

 

u

pi

, 

m/s 

η

i

 

a

wi 

η

i

a

wi

 

m

wi

, 

g/s 

m

zi

, 

g/s 

m

oi

, 

g/s 

a

oi

 

1 
2 
3 
4 
5 

… 

n 

0 – 2 
2 – 5 

 

 

 

 

 

 

0 
0 

 

0 
0 

 

0 
0 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑=1 

∑=

η

KO

  ∑=U  ∑=m

z 

∑=E

 

∑=1 

 
Prędkości opadania ziaren < 5

 

µm są na tyle małe, że można założyć skuteczność przedziałową 

odpylania tych frakcji ziarnowych równą 0. 
 

W zaznaczonych kolumnach należy zsumować obliczone wartości. 

 

3.3. Obliczenie wymiarów komory osadczej 

  Obliczenie szerokości i wysokości komory. Założenie – przekrój kwadratowy 

  =     =

̇

     gdzie:  ̇

grz

 – rzeczywisty strumień objętości gazu, m

3

/s 

 

 

      

  w

g

 

– założona prędkość przepływu gazu przez komorę, m/s

 

  

  Obliczenie długości komory bez półek  

L = 

pg

g

u

w

H 

    gdzie: u

pg

 – prędkość opadania ziarna granicznego, m/s 

Komorę  dzieli  się  półkami  na  mniejsze  przestrzenie  –  pozwala  to  zmniejszyć  długość  aparatu. 
Liczba przestrzeni między półkami: 

 

n = L / H       jest to wielkość obliczeniowa, wyznaczana do 2 miejsc po 

          przecinku, teoretyczna liczba półek w komorze = (n − 1) 

  Obliczenie wysokości przestrzeni międzypółkowej  

h = H / n 

 
Wysokość przestrzeni między półkami h musi być zachowana, aby ziarna zostały zatrzymane 
– stąd półki „szczątkowe”. 
 

  Wyznaczenie skorygowanych rzeczywistych wymiarów komory: 

L

rz

 = (1,1 – 1,15) L / n   

dolicza się 10-15% rezerwy 

H

rz

 = H + (n − 1) 0,002        zwiększa się o grubość blachy półek (2 mm każda) 

B

rz

 = B + ∑przestrzeni zsypowych       szerokość pojedynczej przestrzeni  

   zsypowej  40 lub 50 mm. 

 
Jeśli B>1200 mm, należy zaprojektować dwa rzędy półek. Wówczas zwiększa się również ilość 
przestrzeni zsypowych. 
 
 
 

3.4. Obliczenie wymiarów dyfuzora i konfuzora komory 

 

3.5. Obliczenie  wymiarów  zasobnika  pyłu  pod  komorą  i  wyznaczenie  czasu  gromadzenia 

pyłu 

- strumień objętości pyłu zatrzymanego w komorze   

̇   =

̇

    gdzie: ρ

 us

 – gęstość usypowa pyłu  = 1/3 gęstości właściwej pyłu 

 

- czas gromadzenia pyłu w zasobniku 

 

 

  =

̇

       gdzie: V

zas 

– objętość

 

czynna zasobnika (przestrzeni, w której może  

 

 

 

 

 

    być gromadzony pył. 

 
Pomiędzy  usypanym  pyłem  a  dnem  komory  należy  zachować  0,5  m  odległości,  w  celu 
zabezpieczenia  przed  porywaniem  pyłu.  Aby  zwiększyć  objętość  czynną  zasobnika,  można 
zastosować prostokątną nadstawkę. 
 

4.  Wyznaczenie niezbędnej skuteczności odpylacza w drugim stopniu 

- wzór na skuteczność odpylaczy połączonych szeregowo 

 

 

η

c

 = 1 − (1 −  η

I

)  (1 − η

II

) 

 

gdzie: η

c

 – skuteczność całkowita odpylania wyliczana z wartości unosu i emisji 

 

 

η

I

 – skuteczność odpylania odpylacza w I stopniu (komory osadczej) 

 

5.  Dobór odpylacza II stopnia 

  

W zależności od wymaganej skuteczności będzie to bateria cyklonów (η

II 

< 89%) 

multicyklony (η

II 

= 90-95%) lub filtr włókninowy pulsacyjny (dla η

II 

> 95%).  

 

Multicyklony i filtry dobiera się w zależności od strumienia odpylanych gazów. 
 
Dobór cyklonów na podstawie materiałów dostarczonych przez prowadzących. 
 
Aby dobrać baterię cyklonów należy znać: 
- strumień objętości gazów, 
- temperaturę, 
- stężenie zapylenia, 
- gęstość i skład ziarnowy pyłu, 
- prędkość gazów w urządzeniu założyć ≤ 12 m/s.   
 
Należy przeanalizować 6 wariantów według tabel 
 
 
 
 

Frakcja 

d

pś

 

a

wi

 

Wariant 

1 

2 

3 

4 

i



 

a

wi

i



 

i



 

a

wi

i



 

i



 

a

wi

i



 

i



 

a

wi

i



 

0-2 

1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-5 

3,5 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-10 

7,5 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-20 

15 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20-40 

30 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40-60 

50 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sprawność baterii cyklonów  = 

 

= 

 

= 

 

= 

 

Nr 

wariantu 

Liczba 

cyklonów n 

Średnica 

nominalna D, m 

Prędkość gazu 

w

g

, m/s 

Skuteczność 

η

cyk

 

Opory 

przepływu 

Δp, Pa 

1 

 

 

 

 

 

2 

 

 

 

 

 

3 

 

 

 

 

 

4 

 

 

 

 

 

5 

 

 

 

 

 

6 

 

 

 

 

 

 

Skuteczność  baterii  cyklonów  (η

cyk

)  oblicza  się  dla  każdego  wariantu  analogicznie  jak  dla 

komory  osadczej:  η

cyk

    =    ∑  a

wi

  η

i

.  Skuteczności  przedziałowe  odpylania  η

i

  odczytuje  się  

z nomogramu.  
 

6.  Wyznaczenie wymiarów komina 

 

  Średnice  komina dobiera  się tak aby prędkość przepływu gazów  mieściła się  w 

zakresie 10-12 m/s, 

  Wysokość  komina  –  przyjmuje  się  o  5  m  większą  od  najwyższego  punktu 

instalacji (komora osadcza lub urządzenie w II st. odpylania). 

 

7.  Dobór wentylatora 
 
Przed doborem wentylatora należy wykonać schematy (rzut z góry i widoki boczne, tak aby 
pokazać każdy element instalacji), w celu wyznaczenia oporów przepływu. Całkowite opory 
przepływu (Δp

c

) oblicza się wg wzoru: 

 
 

 

Δp

c

  =  ∑ Δp

m 

 +  ∑ Δp

l

  +  ∑ Z  −  Δp

kom

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gdzie: 

 

 

  

∑ Δp

m

 – suma oporów miejscowych   

 

∆

=

 

 

 

 

 

∑ Δp

l

 – suma oporów liniowych    

∆

=

 

  

 

 

λ – współczynnik tarcia  λ = 0,0032  +  

237

,

0

Re

221

,

0

 

  Re = 

rz

rz

z

g

d

w





 

 

 

d

z

 – średnica zastępcza przewodu,  

 

=

4

 

 
 

 

l – długość odcinka przewodu (można sumować długości przewodów o takich 

samych wymiarach)    

 

∑ Z – suma oporów na urządzeniach; 

dla komory osadczej z dyfuzorem i konfuzorem 

przyjąć 100 Pa 

 

Δp

kom

 – ciąg kominowy wspomagający pracę wentylatora obliczany z wzoru: 

  

 

 

Δp

kom

  = h · g (ρ

pow 

 –  ρ

g

) 

 

 

gdzie:  h – geometryczna wysokość komina, 

 

g – przyspieszenie ziemskie, 

 

 

(ρ

pow 

 –  ρ

g

) – różnica gęstości powietrza na wylocie komina (można przyjąć 

1,25 kg/m

3

) i gęstości gazów odlotowych. 

 

Wentylator  dobiera  się  wg  katalogu  na  obliczone  opory  przepływu  (zwiększone  o  10%) 
oraz rzeczywisty strumień spalin.