Процесс сепарации в высокопроизводительных прямоточных циклонах и методы их расчета

• Автор: Асламова, Вера Сергеевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 377 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ИНДЕКСЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ГЛАВА 1. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ПРЯМОТОЧНЫХ ЦИКЛОНОВ И МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ
1.1. Преимущества прямоточных циклонов
1.2. Способы интенсификации процесса сепарации в прямоточных циклонах
1.3. Классификация методов расчета сепарации частиц и движения транспортирующей среды
1.3.1. Математическая модель сплошной фазы и силы, действующие на частицу в двухфазном потоке
1.3.2. Условия выполнимости закона Стокса:
1.4. Уравнения Навье-Стокса. Подходы к решению
Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 2. КРАЕВАЯ ЗАДАЧА ЗАКРУЧЕННОГО ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ТЕЧЕНИЯ ПОТОКА В ПРЯМОТОЧНОМ ЦИКЛОНЕ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ОТБОРОМ ПЫЛИ
2.1. Постановка разностной краевой задачи
2.2. Доказательство устойчивости и сходимости разностных схем
2.3. Определение прогон очных коэффициентов
2.4. Обсуждение результатов численного решения разностной краевой
задачи
Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ГАЗОПЫЛЕВОГО ПОТОКА В ПРЯМОТОЧНОМ ЦИКЛОНЕ
3.1. Учет влияния броуновского движения на вязкость газопылевого потока и эффекта Магнуса на движение частиц в закрученном потоке
3.2. Численное моделирование процесса сепарации в прямоточном циклоне
3.3. Вероятностно-статистическое моделирование эффективности
сепарации частиц пыли в прямоточном циклоне
Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 4. ХАРАКТЕР ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ ПЫЛИ В ПРЯМОТОЧНОМ ЦИКЛОНЕ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ОТБОРОМ ПЫЛИ
4.1. Одномерное движение частиц пыли в прямоточном циклоне
4.2. Скачкообразная модель движения частиц пыли
4.3. Оценка влияния эффекта Магнуса на эффективность пылеулавливания
прямоточного циклона
Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРЯМОТОЧНОГО ЦИКЛОНА С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ОТБОРОМ ПЫЛИ НА ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

5.1. Выбор рациональных конструктивных и режимных параметров ПЦПО
5.2. Влияние конструктивных и режимных параметров на
гидравлическое сопротивление прямоточного циклона
5.3. Сравнительные испытания ПЦПО с прямоточным циклоном НВГК и с пылеуловителем со встречными закрученными потоками ВЗП
5.4. Промышленные испытания прямоточного циклона с эжектированием газа из бункера
5.4.1. Прямоточный циклон для минераловатного производства
5.4.2. Групповой прямоточный циклон для минераловатного производства
5.5. Экспериментальные исследования вентилятора-пылеуловителя
5.5.1. Исследование вентилятора-пылеуловителя на чистом воздухе189
5.5.2. Исследование вентилятора-пылеуловителя на запыленном потоке
5.5.3. Сравнение технических характеристик ротационных пылеуловителей
5.6. Испытания комбинированного пылеуловителя
Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 6. СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ЦИКЛОНОВ
6.1. Сопоставление расчета эффективности по методам М.И. Шиляеву с экспериментом
6.2. Сравнение с вероятностно-энергетическим методом
6.3. Универсальный метод расчета эффективности циклонов
6.3.1. Методика расчета циклонов по универсальному методу
6.4. Эмпирический метод расчета эффективности очистки прямоточных
циклонов при масштабном переходе
Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 7. РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРЯМОТОЧНОГО ЦИКЛОНА С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ОТБОРОМ
7.1. Сопоставление расчетных формул
7.2. Метод расчета потерь давления в прямоточном циклоне с промежуточным отбором
7.2.1. Потери на входе в циклон ПЦПО
7.2.2. Расчет потерь в сепарациопной камере циклона
7.2.2.1. Расчет потерь в кольцевых диффузорах
1.222. Расчет по эквивалентным углам
7.2.2.3. Расчет по характеристикам пограничного слоя
7.2.2.4. Расчет потерь в кольцевом конфузоре
7.2.2.5. Расчет потерь в кольцевом канале
7.2.3. Расчет потерь в выхлопном патрубке
7.2.3.1. Расчет потерь при входе в конфузорный коллектор
Выводы и основные результаты по главе

ГЛАВА 8. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ЦИКЛОНОВ
8.1. Обзор существующего программного обеспечения для экологов
8.2. Методы расчета эффективности циклонных пылеуловителей
8.2.1. Эмпирический метод расчета циклонов
8.2.2. Методика НИИОГАЗ
8.3. Описание автоматизированной системы расчета циклонов
8.4. Технология «клиент-сервер»
8.5. Анализ языка программирования и выбор среды разработки
8.6. Выбор СУБД
8.7. Проектирование логической модели БД
8.7.1. Связи таблиц
8.8. Алгоритмы программы и расчетных модулей
8.9. Иерархия форм
8.10. Разработка базы данных
8.11. Создание клиентского приложения
8.11.1. Описание главной формы
8.11.2. Описания расчетных модулей
8.11.3. Описание вспомогательных форм
8.12. Системные требования
8.13. Руководство пользователя
Выводы и основные результаты по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. БЛОК-СХЕМА ПРОГРАММЫ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ ВТОРОГО ПОРЯДКА МЕТОДОМ РУНГЕ-КУТТА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРОЕКТИРУЕМОГО ЦИКЛОНА
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. БЛОК-СХЕМА ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ВНУТРЕННИХ И ПОЛНЫХ ПОТЕРЬ В КОЛЬЦЕВЫХ ДИФФУЗОРАХ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. АКТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ

1.2. Способы интенсификации процесса сепарации в прямоточных циклонах
Обзор конструкций прямоточных циклонов подробно освещен в работе [51]. Самый простой способ повысить эффективность сепарации -это отклонить запыленный поток газа как можно ближе к стенке циклона. Для этой цели кроме традиционного завихрения потока используют конусообразные входные патрубки [46, 276, 279, 367] или устанавливают внутри ПЦ дополнительные приспособления [28, 29]. Так, установка по оси циклона обтекателя конфузорно-диффузорной формы повышает эффективность сепарации за счет отклонения потока к стенке и затрудненного попадания в выхлопную трубу частиц пыли из-за рикошетов, а также снижает гидравлическое со-
Рис. 1.2. Прямоточный циклон с противление аппарата благодаря час-отражателем и зонтом
тичному восстановлению давления в
расширяющейся части ПЦ [28].
В конструкции, приведенной на рис. 1.2, для отклонения запыленного потока к стенке аппарата, используются полое тело 1 с отражателем 2, зонт 3 и установленный на выхлопном патрубке 4 конус 5 с вырезами 6 для вывода избыточного газа из бункера 7 [29].
Эта же задача оригинально решена в конструкции ПЦ (рис. 1.3), в кото-