Интенсификация и моделирование процесса сепарации в прямоточном циклоне

Интенсификация и моделирование процесса сепарации в прямоточном циклоне

Автор: Ляпустин, Павел Константинович

Шифр специальности: 05.17.08

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2005

Место защиты: Ангарск

Количество страниц: 190 с. ил.

Артикул: 3299291

Автор: Ляпустин, Павел Константинович

Стоимость: 250 руб.

Интенсификация и моделирование процесса сепарации в прямоточном циклоне  Интенсификация и моделирование процесса сепарации в прямоточном циклоне 

Введение
ГГ7аеа
ЦИКЛОННЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
1.1. Преимущества прямоточных циклонов
1.2. Тенденции совершенствования прямоточных циклонов.
1.3. Выводы по главе и постановка задач исследования
Гпава
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЗАКРУЧЕННЫХ ГАЗОПЫЛЕВЫХ ПОТОКОВ В ЦИКЛОННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯХ
2.1. Модели движения закрученного газового потока.
2.2. Учет влияния броуновского движения на вязкость газопылевого потока и влияния эффекта Магнуса на движение частиц в закрученных потоках.
2.3. Численное моделирование процесса сепарации в прямоточном циклоне
2.4. Выводы и основные результаты по главе
ВЕРОЯТНОСТНО СТОХАСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ ПЫЛИ.
3.1. Расчет центробежного разделения с учетом
вторичного уноса.
3.2. Вероятностностатистическое моделирование эффективности сепарации частиц пыли в прямоточном циклоне
3.3. Выводы и основные результаты по главе.
ОПИСАНИЕ СТЕНДА И РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ИСПЫ
ТАНИЯ ПРЯМОТОЧНОГО ЦИКЛОНА
4.1. Выводы и основные результаты по главе.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЦИКЛОННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ.
5.1. Алгоритм расчета по предлагаемой методике
5.2. Пример расчета проектируемого циклона
5.3. Выводы и основные результаты по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
Основная используемая литература
Приложение 1. Листинг программы, реализующей алгоритм численного моделирования методом РунгеКутта 4го порядка.
Приложение 2. Листинг программы расчета эффективности и
фракционной эффективности сепарации частиц
Приложение 3. Акт о внедрении научнотехнических результатов диссертационной работы.
Приложение 4. Акт об использовании результатов диссертационной работы в учебном процессе.
Основные условные обозначения

Ч
р плотность пыли, кгм3 рг плотность газа, кгм
3 медианный диаметр частиц по массе, мкм диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью ,
рвх плотность входного газопылевого потока др гидравлическое сопротивление, к Па.
рч плотность твердой фазы частицы со угловая скорость вращения частицы, с
иср средняя скорость, мс и скорость броуновской частицы, мс
Гциркуляционная скорость по контуру частицы С0 условная скорость в плане циклона, мс
их .компоненты с гкорости потока для зоны потенциального движения, мс и, IV и Ктангенциальная, осевая и радиальная компоненты скорости частицы, мс
У У0 начальная осевая скорость частицы, мс скорость частицы относительно газа V и, мс
Свх входная скорость, мс м0, у0 известные скорости газа и частицы в момент времени 0, мс
Л С скорость частицы относительно газа, мс и лд начальная тангенциальная скорость частицы, мс
иг профиль тангенциальной скорости газа иэф эффективная скорость осаждения частиц на стенку, мс
уг 1 у мольная доля газа уг,у мольные объемные доли газа и пылевого газа
яумасса уловленной пыли Шщ масса фракции, поступившей в циклон
Мг молекулярный вес газа шгмасса фракции, уловленной в циклоне
тпмасса уносимой пыли М молекулярный вес пылевого газа
т масса частицы, кг г запыленность, гм
Я путь сепарации частицы, м 1 длина сепарационной зоны, м
А площадь проходного сечения, м
л динамическая вязкость, Пас г.пвязкость газопылевой среды, Пас
цп вязкость пылевого газа 1 длина сепарационной зоны, м
V кинематическая вязкость,м2с ув вихревая вязкость, м2с
Я Я0 начальный радиус входа частицы, м Я радиус центральной вставки вытеснителя, м
Я2 радиус сепарационной камеры циклона, м Ос диаметр сепаратора, м
г0 радиус входа частицы в сепарационную камеру, м 7н гн г безразмерный радиус границы ядра циклонного потока
г, текущий радиус частицы стах максимальный диаметр, м
с минимальный диаметр, м диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью ,мкм
с1г шаг интегрирования по радиусу к г0 О относительный радиус входа частицы в сепарационную зону
2,расход первичного потока, м3с 2 расход вторичного потока, м3с
гэ экспериментальная эффективность очистки Цфр и фрзкционный и полный коэффициент очистки
р, расчетная эффективность очистки, 7 эффективность сепарации, характерная данному типу циклона,
эффективность очистки, Ей критерий Эйлера
в сила тяжести ускорение свободного падения
п0 количество частиц в единице объема газа уг,упмольные объемные доли газа и пылевого газа
Рц центробежная сила Рж подъемная сила Жуковского
Ясредняя длина пробега частицы Т,у Тгу Тг силы сопротивления в газовой среде в тангенциальном, осевом и радиальном направлениях соответственно
вероятность события . г с, си г0 . с 0 ,1 1 с, с, 1 время
к постоянная Больцмана критерийй Стокса, рассчитанный ПО i
а угол наклона лопастей на выходе к радиальной плоскости, равный е 1у коэффициента турбулентного перемешивания частиц или процентный унос пыли
ДРп перепад полного давления давление на оси,кПа
ДРкрзатраты напора на создание вращательного движения в объеме циклона , , Кр К. коэффициенты уноса по параметрам А 5, р и
фо дифференциальная функция распределения вероятностей случайного радиуса входа частицы в циклон 7,, , 2 известная эффективность сепарации циклона, геометрически подобного данному, и коэффициенты уноса для исследованных условий работы, соответствующих параметрам I ,i,
рнс1 распределение вероятностей по массовой доле частиц определенных размеров счетное распределение вероятностей по счетной доле частиц определенного размера
г время релаксации частиц, с 2Ей коэффициент сопротивления
0 начальное время время пребывания аэрозоля в циклонном аппарате, с
р1. угол наклона лопастей у входной кромки ПЙГ угол закрутки потока, рад
р2. угол наклона лопастей у выходной кромки относительная площадь входа
кр коэффициент гидравлического сопротивления для циклонов коэффициент гидравлического сопротивления
Сах И .суммарные коэффициенты сопротивления по входной и среднерасходной скоростям. коэффициент гидравлического сопротивления на чистом воздухе модельного пылеуловителя данного типа
Н единица высоты циклона р комплекс из физических и геометрических характеристик
сг1Г параметр распределения фракционных коэффициентов очистки дчп безразмерная медиана распределения частиц пыли на входе в циклон
1па 1п I параметры логарифмического нормального распределения вероятностей по массовой доле частиц определенного диаметра
Введение


На основе математической модели движения полидисперсного запыленного потока разработана модель фракционной эффективности прямоточного циклона. Предложена единая методика расчета эффективности сепарации, пригодная для всех видов циклонных пылеуловителей прямоточных, противоточных и вихревых. На основе выполненных исследований разработан и внедрен на Новомальтинском заводе стройматериалов групповой циклон из трех элементов общей производительностью 0 м3ч для очистки колошниковых газов из ваграночных печей. Эффективность очистки в циклоне при входной концентрации пыли гм3 составляет ,2 , а гидравлическое сопротивление не превышали 1,,7 кПа. Положительный эффект от внедрения оценивается с точки зрения большой социальной значимости охраны окружающей среды и здоровья людей. Результаты проведенных исследований и разработанная методика расчета эффективности сепарации циклонов использованы в учебном процессе АГТА кафедры МАХП, РИПР и ХТТ. Обоснованность основных научных результатов определяется тем, что они опираются на классические представления теорий газодинамики и регрессионного анализа. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научнотехнических конференциях Современные технологии и научнотехнический прогресс в Ангарской государственной технической академии , , , , г. Математические методы в технике и технологии г. По материалам диссертации опубликовано работ. Диссертационная работа включает введение, пять глав, основные результаты и выводы, список основной использованной литературы 3 наименования, условные обозначения и приложения. Основное содержание работы изложено на 6 страницах, содержит рисунка, 7 таблиц, 4 приложения. Глава 1. Интенсификация технологических процессов приводит к постоянному ухудшению экологии в промышленно развитых центрах, которое вызвано увеличивающими масштабами газовых выбросов, содержащих токсичные компоненты, и ставит задачу разработки высокоэффективных пылеуловителей, обладающих эксплуатационной надежностью, большой пропускной способностью и малой энергоемкостью, в разряд актуальных. На рис. Решение проблем очистки крупномасштабных газовых выбросов предприятий химической, нефтехимической и смежных отраслей промышленности, а так же энергетических установок, работающих на угле и мазуте, существенно осложняется тем, что традиционно применяемое пылеочистное оборудование изза его низкой пропускной способности по газу не может быть использовано в случае больших объемов газовых выбросов. Чтобы исключить унос жидкости, приводящий к захлебыванию аппаратов распылительного и насадочного типа, предельно допустимые скорости газа при атмосферном давлении не должны превышать 0,,8 мс, а в аппаратах барботажного типа 1,,5 мс 3. Повысить производительность таких аппаратов по газу возможно лишь при увеличении их диаметра примерно до м и более, что приводит не только к увеличению веса аппаратуры, стоимости ее транспортировки и монтажа, но и снизит эффективность очистки газа. Пылеосадительные камеры, ротационные пылеотделители, насадочные, пенные и полые скрубберы применяются в основном для улавливания крупнодисперсной пыли. Вентури. Электрофильтры, принцип действия которых основан на использовании зарядки частиц коронным разрядом и их осаждения на электродах, отличаются незначительным гидравлическим сопротивлением, достаточно эффективны и надежны, наиболее автоматизированы из известных устройств. Однако для обеспечения улавливания частиц размером менее 1 мкм в электрофильтрах необходимо поддерживать низкую скорость потока и тщательно подготавливать очищаемые газы увлажнять, охлаждать, проводить грубую очистку. Это значительно усложняет схемы очистки и увеличивает расходы на эксплуатацию. Кроме того, теория и практика электростатического пылеулавливания показывают, что электрофильтры не могут обеспечить полной очистки газов от пыли с очень низким или, наоборот, очень высоким удельным электрическим сопротивлением. Кроме того, их проблематично использовать на открытой площадке. Аппараты фильтрационного действия тканевые, волокнистые, бумажные и др. Осздит. I . Рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.225, запросов: 242