Аспирация · Обновлено: 06.10.2026 · 9 мин чтения

Циклон ЦН-15: характеристики, эффективность, расчёт и подбор

Материал носит информационно-справочный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ст. 437 ГК РФ.

Формулы, цифры и примеры расчёта приведены как иллюстрация метода. Они могут содержать неточности и не учитывают условия конкретного объекта, поэтому не годятся для самостоятельного подбора оборудования.

Посчитаем под ваш объект и пришлём цену

«Циклон ЦН-15 отсеивает пыль от диаметра d₅₀ ≈ 4,5 мкм при условной скорости 3,5 м/с.»

Циклон ЦН-15 — самый универсальный тип возвратно-поточного циклона конструкции НИИОГАЗ (1952 год) для сухой центробежной очистки газов и аспирационного воздуха. Выпускается в 14 типоразмерах по диаметру корпуса D — от 200 до 2000 мм. Числовые характеристики приведены по справочнику Лазарева В.А. «Циклоны и вихревые пылеуловители» (ОЗОН-НН, 2006).

Кратко о главном
4,5 мкм
диаметр отсева d₅₀ (D 600 мм, скорость 3,5 м/с) — частицы крупнее улавливаются почти полностью
78–91 %
общая эффективность на полидисперсной пыли — от паспортной до промышленных испытаний Гипрогазоочистки
ζ₅₀₀ 147–182
коэффициент гидравлического сопротивления в зависимости от компоновки и раскручивателя

Как устроен и работает циклон ЦН-15

Циклон ЦН-15 работает на центробежной сепарации: запылённый газ входит в цилиндрический корпус через тангенциальный патрубок под наклоном 15° (отсюда индекс «15»), закручивается по спирали и опускается к конусу. Частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются к стенке, теряют скорость и ссыпаются в бункер, а очищенный газ разворачивается и выходит через центральную выхлопную трубу вверх. Никаких движущихся частей и фильтрующих элементов — очистка идёт только за счёт аэродинамики.

Схема циклона ЦН-15: корпус, выхлопная труба, входной патрубок и пылевыпуск в долях внутреннего диаметра D
Пропорции корпуса ЦН-15 в долях внутреннего диаметра D. Построено по справочнику Лазарева В.А. «Циклоны и вихревые пылеуловители», 2006. Характеристики и типоразмеры ЦН-15

Конструкцию разработал институт НИИОГАЗ в 1952 году, и ЦН-15 стал самым распространённым из семейства циклонов ЦН (наряду с ЦН-11 и ЦН-24). Наклон входного патрубка 15° — это компромисс между глубиной очистки и сопротивлением: у циклона ЦН-11 патрубок положе (11°), очистка тоньше, но сопротивление выше; у циклона ЦН-24 круче (24°), газа проходит больше, но улавливание грубее. Подробный разбор всех трёх — в статье «ЦН-11, ЦН-15 или ЦН-24: какой циклон выбрать».

Ключевые параметры циклона

Важное ограничение: в обычном исполнении ЦН-15 недопустим во взрывоопасных и токсичных средах и не рекомендуется для сильнослипающихся пылей, особенно на малых диаметрах, где узкий пылевыпуск быстро залипает. Для взрывоопасных производств с 1973 года выпускается отдельное взрывобезопасное исполнение ЦН-15 (диаметры от 1400 мм, предельная запылённость до 1500 г/м³, давление до 40 кПа).

Технические характеристики и типоразмерный ряд

Циклон ЦН-15 в обычном исполнении охватывает расходы газа от нескольких сотен до почти сорока тысяч кубометров в час. Все площади сечений выражены через диаметр корпуса: площадь сечения корпуса Fц = 0,785·D², входного патрубка Fвх = 0,172·D², выхлопной трубы Fвых = 0,273·D². Производительность в таблице ниже рассчитана для оптимальной условной скорости 3,5 м/с по формуле L = 3600 · Fц · Vц. Предельные концентрации пыли ниже зависят от слипаемости — как её оценить и учесть при выборе циклона, разобрано в статье подбор циклона по типу пыли.

Типоразмерный ряд одиночных циклонов ЦН-15 и производительность при Vц = 3,5 м/с (по данным справочника Лазарева В.А., 2006)
Диаметр D, мм Сечение Fц, м² Производительность L, м³/ч Типичное применение
2000,031≈ 400малые отсосы, лаборатории
4000,126≈ 1 580станочная аспирация
5000,196≈ 2 470участок, один станок
6000,283≈ 3 560малый цех
8000,503≈ 6 330деревообработка, зерно
10000,785≈ 9 890цеховая аспирация
14001,539≈ 19 390крупная установка
20003,142≈ 39 560предел одиночного; далее — группа
Предельные условия эксплуатации ЦН-15 в обычном и взрывобезопасном исполнении (ГОСТ и справочные данные, ред. по Лазареву В.А., 2006)
Параметр Обычное исполнение Взрывобезопасное (с 1973 г.)
Диаметры D, мм200–2000от 1400
Запылённость на входе, г/м³до 1000 (слабослип.) / 250 (среднеслип.)до 1500
Температура газа, °Cдо 400до 250 (угольная пыль)
Давление / разрежение, кПадо 5до 40
Оптимальная скорость Vц, м/с3,5 (2,5 для абразива)3,3
Пыль тоньше 10 мкм — частый повод завысить ожидания от одиночного циклона: при d₅₀ ≈ 4,5 мкм фракционная эффективность ЦН-15 на частицах 2,5 мкм — всего 24 % (по справочнику Лазарева В.А., D 600 мм). Экономически вернее сразу закладывать вторую ступень (циклон + рукавный фильтр), чем менять недостаточный циклон после запуска, — это типовая ошибка проектирования «под цену».

Эффективность и гидравлическое сопротивление

Эффективность циклона ЦН-15 описывают двумя величинами: диаметром отсева d₅₀ (частицы этого размера улавливаются на 50 %) и фракционной кривой — долей улавливания по размерам частиц. Для эталонного циклона D 600 мм при скорости 3,5 м/с справочник Лазарева даёт d₅₀ ≈ 4,5 мкм и перепад Δp ≈ 940 Па. Это значит: пыль крупнее 25 мкм ЦН-15 снимает почти нацело, а на частицах 2–3 мкм эффективность падает до четверти.

Фракционная эффективность циклона ЦН-15 D 600 мм по размеру частиц (по справочнику Лазарева В.А., 2006)
Размер частиц δ, мкм 2,5 7,5 12,5 17,5 25 35 50
Эффективность η, % 24 79 91 96 98 99 99,2

Гидравлическое сопротивление считают через КГС ζ₅₀₀ и скоростной напор: Δp = ζ₅₀₀ · ρ · Vц² / 2, где ρ — плотность газа. Значение ζ₅₀₀ зависит от того, как циклон включён в сеть и есть ли на выходе раскручиватель. Установка раскручивателя (лопастного или кольцевого диффузора) снижает сопротивление на 15–25 %, возвращая часть энергии закрученного потока.

КГС ζ₅₀₀ циклона ЦН-15 по схеме включения и раскручивателю, формат «по корпусу (по входу)» (по Лазареву В.А., 2006)
Схема включения / раскручиватель ζ₅₀₀ по корпусу ζ₅₀₀ по входу
Работа в сети, без раскручивателя1557,4
Работа в сети, лопастной раскручиватель1155,5
Работа в сети, кольцевой диффузор1326,3
Работа на выхлоп, без раскручивателя1637,8
Одиночный, обобщённое значение1477,1
Группа с общей улиткой1758,4
Группа со сборником1828,7

Ключевой инженерный вывод: сопротивление растёт с квадратом скорости. Попытка «уплотнить» установку, задрав Vц до 4,5–5 м/с ради меньшего диаметра, поднимает Δp почти вдвое и ускоряет абразивный износ корпуса, а d₅₀ улучшает лишь на доли микрона. Поэтому оптимум для ЦН-15 держат на 3,5 м/с, а не гонятся за компактностью.

Расчёт и подбор циклона ЦН-15

Подбор ЦН-15 идёт в четыре шага — от расхода газа и свойств пыли к диаметру корпуса и проверке очистки. Формулы ниже используют условную скорость и площадь сечения корпуса; общую методику расчёта циклонов любого типа НИИОГАЗ (не только ЦН-15) см. в статье расчёт циклона: методика подбора и формулы.

Нужен подбор циклона ЦН-15 по вашей пыли и расходу?

Пришлите расход газа, концентрацию и тип пыли — инженер подберёт типоразмер, схему очистки и тягодутьевую машину за 1 день. В каталоге — циклоны ЦН-15, пылевые вентиляторы ВЦП 7-40 и тягодутьевые машины для работы с циклоном.

Пылевые вентиляторы для аспирации — каталог Аквент

Типичные ошибки при выборе и эксплуатации

Ошибка 1

Ждут от циклона очистки тонкой пыли: закладывают одиночный ЦН-15 под пыль 2–5 мкм и удивляются, что на выходе дым. При d₅₀ ≈ 4,5 мкм частицы 2,5 мкм улавливаются лишь на 24 %.

Правильно: ЦН-15 — первая ступень «грубой» очистки. Для мелкой пыли ставить вторую ступень — рукавный фильтр или электрофильтр.

Ошибка 2

Завышают скорость ради компактности: берут циклон меньшего диаметра и гонят Vц 4,5–5 м/с. Сопротивление растёт с квадратом скорости — перепад почти удваивается, корпус изнашивается абразивом быстрее, а очистка почти не улучшается.

Правильно: держать Vц = 3,5 м/с (2,5 м/с для абразивной пыли) и подбирать диаметр под расход, а не наоборот.

Ошибка 3

Негерметичный бункер и пылевыпуск: подсос воздуха снизу через неплотный затвор или переполненный бункер срывает уловленную пыль обратно в поток. Эффективность падает на 10–20 % при формально исправном циклоне.

Правильно: герметичный пылевой затвор (шлюзовой питатель или мигалка), регулярная разгрузка бункера, высота свободного пространства над пылью не менее 0,5·D.

Часто задаваемые вопросы

Общая эффективность ЦН-15 на полидисперсной пыли — 78–81 % по паспортным данным (циклон D 1000 мм) и 87–91 % по промышленным испытаниям Гипрогазоочистки (циклон D 600 мм, запылённость 26–37 г/м³). Диаметр отсева d₅₀ ≈ 4,5 мкм для D 600 мм: частицы крупнее улавливаются почти полностью, для частиц мельче 5 мкм эффективность резко падает. По справочнику Лазарева В.А. (2006) фракционная кривая ЦН-15 (D 600 мм): 24 % для 2,5 мкм, 79 % для 7,5 мкм, 96 % для 17,5 мкм.

Одиночные циклоны ЦН-15 выпускаются в 14 типоразмерах по диаметру корпуса D: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 и 2000 мм. Производительность при оптимальной скорости 3,5 м/с — от ≈ 400 м³/ч (D 200) до ≈ 39 600 м³/ч (D 2000). Для больших расходов циклоны объединяют в группы по 2–8 штук.

Разница — в угле наклона входного патрубка (11°, 15°, 24°) и балансе «очистка / сопротивление». ЦН-11 очищает тоньше (d₅₀ ≈ 3,65 мкм), но имеет более высокое сопротивление. ЦН-24 пропускает больше газа при низком сопротивлении, но улавливает грубее (d₅₀ ≈ 8,5 мкм). ЦН-15 — универсальный компромисс (d₅₀ ≈ 4,5 мкм), поэтому применяется чаще всего.

Производительность L (м³/ч) = 3600 × Fц × Vц, где площадь сечения корпуса Fц = 0,785 × D² (м²), а Vц — условная скорость, для ЦН-15 оптимально 3,5 м/с. Пример: для D = 0,6 м L = 3600 × 0,785 × 0,36 × 3,5 ≈ 3560 м³/ч. Для абразивной пыли скорость снижают до 2,5 м/с — производительность падает пропорционально.

Сопротивление считают через коэффициент КГС ζ₅₀₀. Для одиночного ЦН-15 обобщённое значение ζ₅₀₀ = 147; при работе на выхлоп — 163; для групповой компоновки — 175 (с улиткой) и 182 (со сборником) (по справочнику Лазарева В.А., 2006). Реальный перепад Δp = ζ × ρ × Vц² / 2. При D 600 мм и 3,5 м/с Δp ≈ 940 Па. Раскручиватель или диффузор на выходе снижает ζ на 15–25 %.

ЦН-15 применяют для сухой, слабо- и среднеслипающейся пыли: сушка, обжиг, агломерация, сжигание топлива, аспирационный воздух в металлургии, химии, стройматериалах, деревообработке. Предельная запылённость на входе — до 1000 г/м³ для слабослипающейся и 250 г/м³ для среднеслипающейся пыли. Не подходит для сильнослипающихся и волокнистых пылей и в обычном исполнении — для взрывоопасных сред.

Да, если требуется очистка до ПДК по мелкой пыли (менее 5–10 мкм). Циклон ЦН-15 экономично снимает основную массу пыли, но для тонких фракций его 78–91 % недостаточно под нормы СанПиН 1.2.3685-21. В этом случае ЦН-15 ставят первой ступенью перед рукавным фильтром или электрофильтром — это снижает нагрузку и износ фильтра в разы.

Похожие статьи

ЗА
Зарипов А.
Руководитель ООО «Аквент»

Подберём циклон ЦН-15 под вашу пыль и расход

Укажите расход газа, концентрацию и тип пыли, требуемую степень очистки — инженер рассчитает типоразмер, схему очистки и тягодутьевую машину бесплатно за 1 день.