Гидродинамика и эффективность пылеулавливания прямоточных циклонов

• Автор: Мусева, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ангарск
• Количество страниц: 194 с. : ил.

1.1. Уравнения Навье Стокса. Подходы к решению

1.2. Сеточные методы решения уравнений в частных производных в гидрогазодинамике.

1.2.1. Разностные схемы

1.2.2. Метод Харлоу

Р 1.2.2. Метод крупных частиц и БЫСметод.

1.2.3. Комбинированный метод частиц

1.3. Методы расчета сепарации частиц

1.3.1. Классификация методов.

1.3.2. Математическая модель сплошной фазы и силы, действующие на частицу в двухфазном потоке.

1.3.3. Условия выполнимости закона Стокса

1.3.4. Виды граничных условий для двухфазных потоков.

1.4. Модели оценки эффективности сепарации при турбулентном I движении частиц
1.4.1. Оценка эффективности сепарации частиц аэрозоля в криволинейном канале при турбулентном течении
1.4.2. Физикоматематические модели процесса сепарации частиц пыли в прямоточных циклонах
1.4.3. Новая теория Шиляева М.И. процесса пылеулавливания в ПЦ. Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ЗАКРУЧЕННОГО ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ТЕЧЕНИЯ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ ДРОБНЫХ ШАГОВ
2.1. Постановка дифференциальной краевой задачи осесимметричного ламинарного закрученного течения в цилиндрическом прямоточном циклоне
2.2. Постановка разностной краевой задачи.
2.3. Сходимость разностных схем.
2.4. Решение разностной краевой задачи
2.5. Обсуждение результатов решения разностной краевой задачи
Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕР ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ ПЫЛИ В ПРЯМОТОЧНОМ ЦИКЛОНЕ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ОТБОРОМ ПЫЛИ
3.1. Движение частиц пыли в прямоточном циклоне с промежуточным отбором пыли
3.2. Скачкообразная модель движения частиц пыли
3.3. Влияние эффекта Магнуса на эффективность пылеулавливания
прямоточного циклона.
Выводы и основные результаты по главе
ГЛАВА 4. СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ЦИКЛОНОВ
4.1. Сопоставление методов расчета фракционной эффективности по Шиляеву М.И. с экспериментом
4.2. Сравнение с вероятностноэнергетическим методом.
4.3. Эмпирический метод расчета эффективности очистки прямоточных
циклонов при масштабном переходе.
Выводы и основные результаты по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
ОСНОВНАЯ ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Справедливость этих уравнений подтверждена не только данными научных исследований, но и широкой индустриальной практикой. Уравнения Навье Стокса имеют довольно сложный вид, поэтому их полное интегрирование удается произвести в сравнительно небольI шом количестве случаев. Теория решения этих уравнений пошла, главным образом, по линии развития приближенных методов интегрирования. Математическая модель процессов, протекающих в аппаратах химической технологии, представляет собой систему дифференциальных уравнений в частных производных, полученную на основе уравнений переноса и законов сохранения субстанции, а также граничные условия к ним. Эта система может содержать также и уравнения других типов обыкновенные дифференциальные и алгебраические. С ее помощью можно решить как прямую задачу расчета любого аппарата, т. Проблема заключается лишь в математической сложности решения этих задач. В общем случае получить точные аналитические решения не представляется возможным изза нелинейности системы уравнений. Поэтому для определения полей давления, скорости, температуры, концентраций и т. Существуют различные подходы к решению дифференциальных уравнений, входящих в математическую модель. I тиц жидкости по времени пребывания их в аппарате. Эти модели, как правило, постулируют некоторый гидродинамический режим модели идеального смешения и вытеснения, диффузионные и ячеечные модели и т. Причем последние часто находят из эксперимента на модельном реакторе. Так, например, они не описывают образование и развитие застойных зон. Эти зависимости могут быть получены в численном эксперименте, основанном на использовании уравнений Навье Стокса или осредненных уравнений Рейнольдса в совокупности с уравнениями какойлибо модели турбулентности ,. При исследовании закрученных турбулентных течений основное внимание уделяется анализу рециркуляционных закрученных потоков, поскольку этот тип вращающихся течений имеет широкую область применения. Закрученные потоки характеризуются большими локальными градиентами как скоростей, так и других параметров, и сопровождаются сложными гидродинамическими явлениями, возникающими, повидимому, в результате действия различных механизмов. Структуры рассматриваемых течений формируются главным образом под действием центробежной силы и эффекта Кориолиса . При этом знания о некоторых физических процессах в турбулентных двухфазных закрученных потоках остаются все еще недостаточно полными. Вместе с тем возможности численного моделирования для получения подробной информации о структуре сложных течений являются общепризнанными. Благодаря росту производительности компьютерных систем вычислительная гидрогазодинамика становится одной из составляющих процесса проектирования новых технологических аппаратов. Современные численные методы позволяют решать вычислительные задачи с использованием большого числа узлов разностных сеток. Часто применяются неравномерные сетки с измельчением в зонах с большим градиентом скоростей , . Одной из задач исследования вычислительной гидрогазодинамики является определение полей скоростей и давлений закрученного газопылевого потока в циклонных аппаратах. Экспериментальное определение полей скоростей в циклоне связано с большими трудностями и требует использования дорогостоящей техники, например, лазерного доплеровского анемометра . Для расчета структуры гетерогенного потока разработано много компьютерных программ 3 , X ,, Vii, , базирующихся на различных теоретических моделях турбулентности. Несмотря на широкое распространение и использование закрученных потоков, а также на значительное количество теоретических и экспериментальных исследований, многие вопросы, связанные с их движением, не имеют достаточного строгого математического описания и обстоятельного экспериментального обследования. Для расчета сепарационных характеристик циклонных пылеуловителей необходимо знание поля скоростей несущей газовой фазы. В целом можно считать, что задача определения полей скоростей в закрученном турбулентном потоке в кольцевом цилиндрическом канале при произвольном законе распределения компонент скорости на входе в общем виде не решена .