Исследование и разработка противопоточного ротационного пылеотделителя транспортных систем вентиляции и кондиционирования

• Автор: Карпов, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 05.04.03, 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 312 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ .

ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ . II

1.1. Анализ условий труда водителя . II

1.2. Анализ конструктивных схем ротационных пылеотделителей .

1.3. Анализ литературных источников, посвященных сепарационннм и аэродинамическим характеристикам противопоточных ротационных пылеотделителей ..

1.4. Постановка цели и задач исследования .

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЕПАРАЦИОННЫХ И

АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРП .

2.1. Спектр скоростей всасывания над боковой поверхностью ротора .
2.2. Обоснование теоретической модели исследования
и определение сепарационннх возможностей ПРП
2.3. Влияние начальной запыленности потока на сепарационные характеристики ПРП
2.4. Влияние конструкции ротора на сепарационную эффективность ПРП
2.5. Аэродинамические характеристики ПРП .
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ, ПРИБОРЫ И СТЕНДЫ .
3.1. Цели и задачи экспериментального исследования
3.2. Стенд для исследования спектра скоростей всасывания в ротор ПРП
стр.
3.3. Конструкция экспериментальной модели ПРП
3.4. Стенд для исследования сепарационных, гидравлических и мощноетных характеристик ПРП
3.5. Обработка результатов эксперимента
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ В ПРП .
4.1. Спектр скоростей всасывания в ротор ПРП .
4.2. Работа ПРП в условиях разбавленных пылегазовых систем .
4.3. Работа ПРП в условиях повышенной запыленности
4.4. Сепарационные характеристики ПРП с роторами канального типа
4.5. Мощностные и гидравлические характеристики ПРП 9 ГЛАВА 5. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНОПРОМЫШ
ЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРП .
5.1. Исследование опытнопромышленной модели ПРП промышленной системы вентиляции
5.2. Испытания ПРП системы вентиляции кабины зерноуборочного комбайна серии Дон
5.3. Аэродинамическая характеристика ПРП с турбоприводом для воздухоочистки в двигателе
ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


Обзорные исследования патентной и научно-технической литературы, проведенные автором, показывают, что основными конструктивными признаками ПРП являются: побудитель движения (выполненный, например, в виде вентилятора) и сепаратор пыли, включающий перфорированный вращающийся ротор, помещенный в подводящий кожух, имеющий отвод уловленной пыли. Рис. Схема ротационного пыле отделителя [2)3 1-пропеллерное колесо,2-ротор 3-веятялятор,4-циклон,5-спрям-ляший аппарат, 6-яаправлящяи аппарат, 7-г е р. Рис. З-патруоок отвода очищенного воздуха,4-патру-бок ввода аэрозоля,5-патрубок отвода пыли. РисЛ. З.З. Ю? -опоры, -щель вывода пыли,-сетка,-. Во втором случае с увеличением длины трубопровода растет величина гидравлического сопротивления, вызванная вращательным движением газа, выходящего из трубопровода. В третьем случае уменьшение расхода газа через вентилятор определяется гидравликой . Анализ ПРП с точки зрения сепарационной эффективности, несомненно, сложнее и требует прежде всего изучения процесса работы ПРП. Устройство данного типа работает следующим образом. При включении центробежного вентилятора I вращательное движение передается колесу вентилятора и жестко связанному с ним ротору 2 (рис. Центробежный вентилятор засасывает запыленный газ в полость, ограниченную наружной поверхностью перфорированного ротора и внутренней поверхностью кожуха 3, где и происходит процесс сепарации. Поступившая в полость пыль вовлекается в вихревое движение за счет трения и приобретает направленное движение к внутренней стенке кожуха за счет действия, в основном, центробежной силы, преодолевающей действие силы лобового давления, и далее поступает в пылесборное устройство 4. Так ведет себя наиболее крупная фракция пыли. Более мелкая фракция пыли, для которой величина центробежной силы меньше величины силы лобового давления, беспрепятственно проникает в ротор и в ПРП не улавливается. Но существует еще фракция пыж, для которой выполнимо равенство центробежной силы силе лобового давления. Такая пыль накапливается над поверхностью ротора и его перфоряации, образуя пылевое облако, и участвует с ним в вихревом движении. Рио. Принципиальна* ихема работы ПРП. ПРИ, поскольку приводит к дополнительному уменьшению проходного сечения перфорации ротора и, следовательно, увеличению силы лобового давления, обусловленного возрастанием скорости газа в перфорации. В результате чего задержанная ПРИ пыль все же поступает внутрь перфорированного ротора и тем самым снижает эффективность системы. Можно допустить, что высокая сепарационная эффективность ПРП определяется совокупностью трех, отмеченных выше, процессов: процесса выделения, процесса стабилизации и процесса устранения; в связи с чем, совершенно не принципиально, каким образом, т. Рассмотрим более подробно механизм процесса сепарации ПРП. Первый процесс - процесс выделения (рис. ПРП, т. Многообразие устройств, относящихся к процессу выделения, вызвано реализацией известных инерционных эффектов, используемых для выделения пыли конструкциями ПРП. Рис. I. Процесс подвода пылегазового потока может быть либо организованным (по кожуху), либо неорганизованным (отсутствие кожуха). Организованный подвод может быть как тангенциальным, так и осевым, который в свою очередь может содержать предварительную подкрутку пылегазового потока, либо не содержать таковой, и быть выполненным в направлении к оси ротора, параллельно оси ротора или от оси ротора. П. Процесс удаления пыли из зоны сепарации происходит под действием известных выделяющих сил: центробежной, кориолисо-вой инерционной силы и силы отражения, либо их сочетаний, реализуемых в конструкции ротора. Ш. Процесс отвода уловленной пыли может быть либо естественным - оседание под действием силы веса, либо искусственным - принудительный отсос выделенной ПЫЛИ. Второй процесс - процесс стабилизации (рис. Многообразие устройств, относящихся к процессу стабилизации, вызвано отражением в конструкции основного уравнения очистки для ПРП, а именно: равенства центробежной силы силе лобового давления.