Вихревой аппарат для обеспыливания газов с пониженным удельным расходом жидкости

• Автор: Ларин, Юрий Кузьмич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр.

В в е д е н и е .

1. Современный уровень развития вихревых устройств и методов их расчета .

1.1. Аэродинамика воздушного потока в вихревой

камере .

1.2. Аэродинамические характеристики вихревых массообменных аппаратов

1.3. Потери входного момента количества движения

в вихревых аппаратах .

1.4. Характеристика пылей сталеплавильного производства и мокрое пылеулавливание .

1.5. Анализ конструкций вихревых пылеуловителей с

динамическим капельным слоем .

Выводы по разделу.
2. Аэродинамика рабочей полости аппарата
2.1. Поля скоростей и давления в рабочей полости вихревого аппарата
2.2. Расчет режима формирования динамического фильтрующего слоя
2.3. Расчет эффективности работы аппарата
Выводы по разделу
3. Планирование эксперимента и оценка погрешности измерений .
3.1. Планирование эксперимента .
3.2. Оценка погрешности измерений
4. Экспериментальные исследования вихревого
пылеуловителя.
4.1. Лабораторная экспериментальная установка и
контрольноизмерительная аппаратура
Стр.
4.1.1. Схема установки и компановка аппарата .
4.1.2. Контрольноизмерительная аппаратура
4.2. Некоторые факторы, влияицие на формирование динамического слоя и гидродинамические режимы
работы аппарата
4.2.1. Влияние диафрагмы камеры на формирование динамического слоя
4.2.2. Влияние высоты вихревой камеры на гидродинамические режимы работы аппарата .
4.3. Измерение полей скоростей в рабочей полости аппарата
4.3.1. Измерение полей скоростей в полости
вихревой камеры
4.4. Исследование движения капельного слоя и
содержание влаги в нем .
4.4.1. Исследование движения капельного слоя .
4.4.2. Определение удельного содержания капельной влаги в динамическом слое .
4.5. Исследование эффективности работы сепарационной зоны
4.6. Полупромышленные исследования работы аппарата
на мартеновском газе .
4.6.1. Схема установки .
4.6.2. Контрольноизмерительная аппаратура
4.6.3. Влияние положения регулирующего элемента на гидродинамический режим работы аппарата
4.6.4. Исследование влияния конструктивных и режимных параметров на конечное пылесодер
жание в газе
4.7. Промышленные исследования вихревого пылеуловителя.
Стр.
4.7.1. Система газоотводящего тракта электросталеплавильных печей с использованием вихревых пылеуловителей .
4.7.2. Конструкция регулируемого вихревого пылеуловителя
4.7.3. Гидродинамическая характеристика аппарата
4.7.4. Эффективность работы аппарата в процессе
пылеулавливания .
Выводы по разделу.
5. Методика расчета вихревого аппарата с динамическим
капельным слоем и рекомендации по его проектированию
5.1. Исходные данные и методика расчета
5.2. Некоторые конструктивные и компановочные решения
для проектирования вихревых аппаратов
Выв оды .
Основные обозначения
Л и т е р а т у р а
Приложения
1. Акт о внедрении опытнопромышленной газоочистки
с вихревыми промывателями за электросталеплавилькыми печами К I и 1 2 сталелитейного цеха Харьковского турбинного завода .
2. Расчет экономического эффекта от внедрения вихревых промывателей в схеме газоочистки за электросталеплавильными печами I и 2
3. Справка о внедрении результатов
диссертационной работы .
ВВЕДЕНИЕ


Именно эти обстоятельства привлекают широкое внимание исследователей к вихревым устройствам с целью их широкого внедрения не только в технологию целого ряда отраслей промышленности, но и в газоочистной технике. По данным , вихревые аппараты с сравнении с турбулентным промывателем более экономичны. Накопленный экспериментальный материал по аэродинамике вихревых камер позволил выявить следующую структуру несущего потока во всем его объеме и установить зависимость движения этого потока от условий его входа в камеру. Исследования вихревых камер как натурных их образцов, так и
моделей при продувке воздухом позволили получить харак тер зависимостей кинематических параметров потока от геометрии камеры и режима ее работы. Одной из основных характеристик аэродинамики вихревых камер при изотермической продувке является тангенциальная составляющая скорости, ввиду того, что в основном объеме камеры она близка к модулю вектора полной скорости. Анализ работы различных конструкций циклонновихревых камер показал , , что у стенки в пограничном слое скорость возрастает до некоторого ее значения и, пройдя через максимум 1гт в ядре потока, быстро уменьшается до нулевого значения на оси камеры рис. На основании обширного экспериментального материала построен ряд схем аэродинамического и гидродинамического расчетов вихревых камер. Наиболее широкое применение имеет аналитическая схема полой турбулентной струи, изложенная в работах , , которая основывается на полуимперических теориях турбулентности. В основу ее положено представление о вихревом потоке, как своеобразной вращающейся полой струе, пограничный слой которой обращен к оси камеры. Рис. Зависимость распределения тангенциальной составляющей скорости движения газового потока по радиусу вихревой камеры. Ю
подсасывает присоединенные массы воздуха, притекающие из зоны обратных токов, вовлекая их во вращательное движение. Общий характер движения потока в вихревых камерах объясняется, в первую очередь, наличием глубокой турбулизации в них. При построении аналитической схемы течения авторы работ , , , исходили из того, что градиент давления по оси камеры много меньше, чем по радиусу,и компоненты скорости в основной части потока находятся в соотношении Ц Ц1 Мг . На основе этих допущений авторы приходят к упрощенной системе дифференциальных уравнений. Движение газов в циклоне носит весьма сложный характер и, несмотря на большое количество экспериментальных и теоретических работ , изучение его работы продолжается и по настоящее время. Многими исследованиями , установлено, что закон распределения тангенциальной составляющей скорости по радиусу удовлетворительно описывается выражением иг г соп1 . Результатом дальнейших аналитических и экспериментальных исследований , , явилась методика расчета вихревых устройств, основывающаяся на следующих исходных положениях . В основном объеме камеры тангенциальные скорости значительно превышают радиальные, это условие нарушается лишь в приторцевых областях. Внешней цилиндрической границей ядра потока принята поверхность радиусом ч , на котором соблюдается условие равенства нулю градиента циркуляции скорости иг , т. Г о. В ядре потока распределение тангенциальной скорости заметно отличается от твердого вращения вблизи оси и от потенциального в периферийной области камеры. В приосевой области оно дает распределение скоростей, близкое к квазитвердому, в периферийной постепенно приближает его к потенциальному. Разработанная методика позволяет определить распределение радиальных составляющих скорости, а также статических давлений по радиусу основного объема камеры. Однако, структуру потока в пристенном слое и характер его движения в нем эта методика не отображает. Известно, что течение в этом слое оказывает существенное влияние на рабочий процесс устройства сепарацию, шлакоудаление, сгорание топлива и др. Наиболее полно удалось выявить влияние различных геометрических параметров камеры на аэродинамику периферийной и основной зон потока в работе . Индекс I относится к максимуму вблизи стенки, индекс 3 к максимуму в объеме камеры.