Повышение технологической эффективности циклонного капле- теплоуловителя оптимизацией геометрических и режимных характеристик

• Автор: Радюшин, Вячеслав Витальевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 182 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИКИ, КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА И ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ГАЗА В ЭЛЕКТРОЦИКЛОН НОМ КАПЛЕ ТЕПЛОУЛОВИТЕЛЕ

2.1. Описание экспериментальных установок и методики измерений

2.2. Погрешности измерений

2.3. Программа исследований

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ АЭРОДИНАМИКИ, СЕПАРАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА НА БОКОВОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОЦИКЛОННОГО КАПЛЕ ТЕПЛОУЛОВИТЕЛЯ.

3.1. Результаты исследований аэродинамики электроциклонного каплетепло у лов и геля

3.2. Результаты исследований сепарационной эффективности электроциклонного капле теплоуловителя.
3.3. Результаты исследований конвективного теплообмена на боковой поверхности рабочего объема электроциклонного капле теплоуловителя.
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОЦИ К ЛОННЫХ КАПЛЕТЕПЛОУЛОВИТЕЛЕЙ
4.1. Аэродинамический расчет электроциклонных капле теплоуловителей .
4.2. Расчет процесса ионизации и сил. действующих на заряженные частицы в электрическом поле. ПО
4.3. Энерготехнологический расчет электроциклонного каплетеплоуловителя
4.4. Расчет конвективного теплообмена на боковой цилиндрической поверхности циклона 2
4.5. Энергоэкологоэкономическая оптимизация геометрических и режимных параметров электроциклонных капле теплоуловителей
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. .Алгоритм и программа для ЭВМ Расчет заряда и сил, действующих на заряженные частицы в электрическом поле.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Алгоритм и программа для ЭВМ Расчет электроциклонного капле теплоуловителя для очисптси и утилизации теплоты газовых выбросов
ЛИТЕРАТУРА


Результаты экспериментального исследования конвективного теплообмена на боковой цилиндрической поверхности рабочего объема электроцикло нного капле- тепл оуловителя. Методику расчета теплоотдачи на боковой цилиндрической поверхности рабочего объема циклонных устройств, основанную на обобщении результатов исследования их аэродинамики, конвективного теплообмена и анализа дифференциальных уравнений конвективного теплообмена. Методику расчета электроциклонных капле- теплоуловителей, включающую энергоэкологоэкономическую оптимизацию размеров рабочего объема, режимных характеристик, рекомендации по проектированию и программу расчета на персональном компьютере. Для отделения из газовых потоков жидкой фазы, составляющей значительную часть вредных промышленных выбросов в атмосферу в виде аэрозолей и тумана [7], предназначены каплеуловители и брызгоотдели-тели [], к которым предъявляются следующие требования [2,,,] : высокая эффективность улавливания капель и брызг; нeпpq)ывнocть отвода отсепарированной жидкости; малая засоряемость; минимальные габариты, простота конструкции и обслуживания; малое гидравлическое сопротивление; достаточно развитая поверхность для осаждения жидкости. Используемые в настоящее время конструкции таких аппаратов описываются в работах [2,,,,,,,1,6,7,9]. В [] указаны области применения сепараторов для разделения газожидкостных смесей. Они устанавливаются в выпарных установках, устройствах для очистки газов от аэрозолей, котельных агрегатах и установках водоподготовки а ряде других аппаратов в теплоэнергетике. В [] сепараторы для брызг разделяются по принципу действия на три типа : инерционные, центробежные и поверхностные. В инерционных сепараторах струю газа или пара, несущую капли жидкости, заставляют внезапно изменить направление. В силу инерции капли стремятся сохранить пq>вoнaчaльнoe направление, ударяются о стенку, стекают по ней и выводятся за пределы потока. Сепараторы центробежного типа, представляющие собой циклоны, могут устанавливаться вертикально и горизонтально []. Смесь пара и жидкости вводится тангенциально к обечайке аппарата, благодаря чему струе придается вращательное движение. Капли отбрасываются центробежными силами к стенке и стекают вниз. Инерционные и циклонные сепараторы хорошо работают при скоростях газа и пара 8- м/с. Для работы на малых скоростях газа предназначены поверхностные сепараторы или элиминаторы []. Внутри их рабочего объема на пути газа помещается насадка с поверхностью, образованной из плоских, изогнутых или профилированных полос. При прохождении газа через насадку капли осаждаются на ее поверхности и стекают с нее. Для повышения эффективности очистки могут применяться сепараторы с одновременным использованием сразу двух или трех принципов действия. Для очистки газов, содержащих большой процент влаги, могут использоваться ротационные пылеотделители [,. Они компаюгны, но характеризуются низкой эффективностью очистки (около % для загрязнений с размером частиц менее мкм), быстро изнашиваются и по технико - экономическим соображениям менее выгодны, чем сочетание обычного вентилятора и циклона, а также требуют дорогостоящего шламового хозяйства. В [] рассматриваются циклонные парожидкостные сепараторы, применяемые в пленочных аппаратах для упаривания черного щелока. В каплеуловителях конструкции Кестнера [,] сепарация основана на сочетании центробежного эффекта, создаваемого тангенциальным вводом парожидкостной смеси, и удерживающей способности отражательных зонтов. Удаление щелока из рабочего объема сепаратора осуществляется через два штуцера. Очищенный соковый пар отводится через верхнюю горловину. В виде вертикального циклона с нижним отводом пара и уловленной жидкости выполняется первая ступень улавливания в двухступенчатом брызгоотделителе []. Поступая по центральной трубе во вторую ступень аппарата, пар резко изменяет направление движения, делая поворот на 0° к выходному патрубку, что обеспечивает дополнительное отделение капель жидкости из парового потока и общее повышение степени его осушки.