Противоточный циклон с направляющим устройством выходного патрубка

• Автор: Чалов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 185 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные направления и перспективы снижения пылевыбросов предприятиями строительной индустрии

1.2 Тенденции развития современной техники и технологии очистки газов от пыли

1.2.1 Гравитационное осаждение

1.2.2 Инерционное осаждение

1.2.2.1 Жалюзийные пылеуловители

1.2.2.2 Одиночные возвратнопоточные циклоны

1.2.2.3 Прямоточные циклоны

1.2.2.4 Ротационные аппараты

1.2.3 Электростатическое осаждение пыли
1.2.4 Мокрое пылеулавливание
1.2.5 Фильтрация через пористые материалы
1.2.6 Использование сочетаний различных механизмов разделения в комбинированных аппаратах
1.3 Анализ теорий центробежного осаждения пыли
1.4 Направления совершенствования конструкций циклонных аппаратов и процессов
1.4.1 Разработка устройства дополнительной закрутки пылегазового потока
1.5 Выводы
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ЦИКЛОНА С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЗАКРУТКОЙ ПЫЛЕГАЗОВОГО ПОТОКА
2.1 Обоснование конструкции разработанного циклона
2.2. Математическое описание процесса течения газа в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока
2.2.1. Численное описание турбулентного вихревого потока газа в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока

2.2.2. Основные положения математического описания поля скоростей газа в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока
2.2.3. Моделирование распределения скоростей закрученного потока газа в различных частях циклона
2.3. Математическое описание процесса центробежного осаждения частиц и прогнозирование эффективности циклона с дополнительной
закруткой пылегазового потока
2.4 Расчет гидравлического сопротивления циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока и оценка его энергетической эффективности
2.5. Определение области варьирования исследуемых факторов
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ И ПРИБОРОВ
3.1. Описание экспериментальной установки и средств контроля
3.2. План и программа экспериментальных исследований
3.2.1. Определение количества повторных опытов
3.2.2 Воспроизводимость экспериментальных данных
3.2.3 Проверка адекватности уравнений регрессии и оценка значимости его коэффициентов
3.3. Методики проведения экспериментальных исследований
3.4. Характеристика используемых материалов
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. РЕЗУЛБТАТБІ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Анализ результатов многофакторного эксперимента
4.2. Сравнение результатов математического моделирования описания процесса пылеулавливания с результатами физического эксперимента

4.3. Определение рациональных конструктивно-технологических параметров циклона с направляющим устройством выходного патрубка

4.4. Выводы
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ И ПРОМЫШЛЕННОЕ
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Инженерная методика расчета циклона с направляющим
устройством выходного патрубка
5.2 Внедрение результатов экспериментальных и теоретических
исследований в производство
5.3. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

неудобным для практического применения формулам, либо к соотношениям, которые не отражали в полной мере реальной картины течений газа в циклоне.
Более точные решения уравнений (1.18) в виде таблиц или графиков можно получить лишь с помощью численных методов [67]. Эти решения также громоздки и неудобны для дальнейшего применения. Эта проблема решалась в работах В.Г. Шапталы [68] и A.C. Смирнова[69].
При моделировании инерционного осаждения пыли в работах Е.П. Медникова [70], В.Ю. Падвы [71], С.Г. Ушакова и М.И. Зверева [72] исследовалось поведение частиц в вязком подслое турбулентных потоков газов, в следствие прилипания газа к стенкам центробежное осаждение пыли в вязком подслое практически прекращается, но из-за больших градиентов осредненной скорости возникает поперечная миграция частиц, приводящая к их турбулентному осаждению. Толщина вязкого подслоя ô может быть оценена с помощью формулы [70]:
625, (1.7)
где Re = wsDp/p - число Рейнольдса, D - диаметр циклона, м, ws
и/| + - полная скорость вихревого потока на границе вязкого подслоя,
м/с, р — плотность газа, кг/м3, р - коэффициент динамической вязкости, Па-с.
Анализ теоретических и экспериментальных исследований выполненных в последний период позволяет определить основные направления развития теории процессов разделения в циклонных аппаратах: исследование процесса центробежной сепарации в приближении упорядоченного движения одиночных частиц (метод траекторий);
учет влияния на процесс осаждения частиц турбулентных пульсаций несущего потока газа;
изучение процесса улавливания пыли в приближении аэрозольной жидкости (двухжидкостная модель);