Математическое моделирование процесса пылеулавливания в многосекционном циклоне

• Автор: Соболев, Андрей Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Теоретические параметры Введение
Глава 1. Анализ литературы по проблеме улавливания пыли в циклонах
1.1. Современные принципы очистки и применяемая для этого техника
1.2. Принцип действия существующего циклона. Его основные параметры
1.3. Математические методы оценки влияния геометрических параметров на эффективность циклона
1.4. Анализ математических моделей процесса пылеулавливания
1.5. Выводы по главе. Цель и задачи работы
Глава 2. Построение математической модели процесса
пылеулавливания в многосекционном циклоне
2.1. Основные положения математической модели процесса пылеулавливания
2.1.1. Основные допущения
2.2. Движение частицы пыли в циклоне
2.2.1. Силы, действующие на частицу
2.2.2. Определение радиальной скорости потока
2.2.3. Расчёт тангенциальной скорости потока
2.2.4. Определение скорости частицы
2.2.5. Движение частицы к конусной стенке
2.2.6. Связь между базовыми параметрами процесса пылеулавливания
2.2.7. Определение максимального времени движения частицы к стенке
2.3. Выводы по главе
Глава 3. Исследование математической модели процесса пылеулавливания
3.1. Анализ влияния параметров на эффективность процесса пылеулавливания

3.2. Влияние температуры запылённого воздуха на эффективность его очистки
3.3. Расчёт технических параметров циклона
3.4. Проверка адекватности математической модели
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Применение результатов моделирования
4.1. Методика автоматизированного расчёта параметров циклона и её программная реализация
4.1.1. Создание методики автоматизированного расчёта параметров циклона
4.1.2. Разработка программного обеспечения по расчёту параметров циклона
4.2. Выбор рациональных параметров циклона
4.3. Применение многосекционного циклона в условиях силикатного производства
4.4. Выводы по главе Заключение
Список литературы Приложение

124 126
Теоретические параметры
тч, с1ч— масса и диаметр частицы; а0 - угол наклона конуса;
Л» г0 - радиусы на входе и выходе частицы из межконусного пространства;
Ык = Л г - переменный радиус траектории частицы;
50— расстояние между конусными поверхностями; п5- коэффициент надёжности пылеосаждения; др— ширина входа запылённого потока в циклон;
количество секций в циклоне;
Но5, Ун— общая высота и общий объём циклона;
К Рв, Рч - плотности воздуха и частицы;
рв, ие - динамическая и кинематическая вязкости воздуха;
У„— радиальная скорость в сечении г потока;
Уч- скорость частицы относительно потока;
УТ— тангенциальная скорость потока;
У„— входная тангенциальная скорость потока; м>кор, м>ч — ускорение Кориолиса и ускорение частицы;
максимальное время движения частицы к стенке;
Qow Оо~ общий расход воздуха для циклона состоящего из нескольких секций и входной расход воздуха для одной секции;
Р'ц, центробежная сила и сила сопротивления;
Тв - температура запылённого воздуха.
Работа включает в себя 31 параметр (20 основных и 11 вспомогательных), определяющие процесс пылеулавливания в циклоне.

4 верхностями должно учитывать законы аэромеханики и теоретической механики, что значительно усложняет задачу. Для упрощения задачи в настоящей работе приняты следующие качественные допущения:
1) Поток воздуха в межконусном пространстве потенциальный, равномерный, осесимметричный и стационарный.
2) Движение частицы, относительно потока воздуха, равномерное Vi{ = const (т. е. ускорение w4 = 0 и сумма сил, действующих на частицу ZF = 0).
3) Частица есть шар малого диаметра d4.
4) Сила сопротивления определяется по формуле Стокса [89]
Fc=^ed4(Vn-V4).
Эта и центробежная силы определяют траекторию отдельных частиц в циклоне. (Силой тяжести пренебрегаем, т. к. отношение

FmKxcecrm/F центробежная ^ 0.004).
5) ПЛОТНОСТЬ частиц значительно больше ПЛОТНОСТИ газа рчаСтиць/Ргаза > 500 -г- 3000 (т. е. можно пренебречь силой Архимеда).
6) Концентрация пыли мала, т. е. можно не учитывать взаимодействие частиц.
7) Ускорение Кориолиса отсутствует (т. к. система координат неподвижна).

8) Частица, достигшая стенки конуса, движется вдоль неё и попадает в
область сбора пыли.
9) Скорость потока вдоль образующей больше скорости частицы создаваемой ОТ ЦеНТробеЖНОЙ СИЛЫ (Ут> Уцх).
Для некоторых параметров задачи введём количественные допущения:
1) У0 — входная тангенциальная скорость потока V,, = 30 м/с.
2) рв — динамическая вязкость воздуха рв= 2.22 • 10 Н-с/м“.
3) рч — плотность частицы рч = 2000 кГ/м3.