Совершенствование разветвленных систем аспирации посредством закрутки потока в воздуховодах

• Автор: Юдочкина, Анна Олеговна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 150 с. : 1 ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР 9 НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ причин образования и методов 9 предотвращения пылевых отложений в воздуховодах систем аспирации.

1.2. Анализ опыта применения закрученных потоков. .

1.3. Обоснование и выбор направления исследований

1.4. Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРЯМОГО И

ОБРАТНОГО АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА СИСТЕМ АСПИРАЦИИ С ЗАКРУЧЕННЫМИ ПОРОКАМИ.

2.1. Классификация закрученных течений.

2.2. Параметры, характеризующие интенсивность закрутки потока. Подобие закрученных течений в трубах.
2.3. Гидравлические потери при движении закрученного потока.
2.4. Разработка основ методики прямого аэродинамического расчета систем аспирации с закрученными потоками
2.5. Разработка основ обратного аэродинамического расчета систем аспирации с закрученными потоками.
2.6. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ И
ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК УСТРОЙСТВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ
ЗАКРУТКИ В ВОЗДУХОВОДАХ.
3.1. Разработка конструкций закручивающих устройств
для систем аспирации
3.2. Экспериментальные исследования по определению коэффициентов аэродинамического сопротивления тройниковподкручивателей разработанных
конструкций
3.2.1. Описание экспериментальной установки.
3.2.2. Методика проведения экспериментальных
исследований.
3.2.3. Обработка и анализ экспериментальных данных
3.3. Экспериментальные исследования по сопоставлению аэродинамического сопротивления аспирационной сети при работе в обычном режиме и при использовании закрученного потока.
3.4. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
РАБОТЫ.
4.1. Реконструкция системы аспирации
4.2. Определение экономического эффекта.
4.3. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Библиографический список.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Условные обозначения
Приложение 2. Методика аэродинамического расчета
систем аспирации с закруткой потока в
воздуховодах
Приложение 3. Методика обратного аэродинамического расчета разветвленных систем
аспирации.
Приложение 4. Программа для решения кубических
уравнений.
Приложение 5. Проверка воспроизводимости
результатов экспериментальных исследований
Приложение 6. Документация
Введение
Актуальность


Повышенную способность закрученного газового потока приводить в движение и переносить твердые пылеобразные частицы отмечали в своих работах многие исследователи. Одно из первых упоминаний о возможности применения закрутки газового потока для улучшения процесса переноса пылевидных частиц встречается в работе []. Этот вопрос позднее рассматривался в работах Гольдштика М. А.[, ], Арыковой А. И. [2], Бурдакова Ю. И. [], Калинушкина М. Г1. Работы [9, , , , , , 2 ] посвящены определению гидравлического сопротивления закрученного потока при пневматическом транспортировании твердых частиц. Исследования затухания интенсивности закрутки газового потока при наличии в нем твердой фазы проводились в работах [, , , , , , ]. Обобщение данных о характеристиках закрученных двухфазных потоков с целью применения закрутки потока в системах пневмотранспорта проводилось в работах [5, . В подавляющем большинстве перечисленные работы ориентированы на пневматический транспорт. Практическая направленность исследований закрученных двухфазных потоков в системах пневмотранспорта объясняется не только возможностью повышения надежности их работы, но и снижения потребляемой энергии. Так, например, в работах Кононенко В. Д. изучена возможность применения закрутки потока при пневмотранспорте гранулированного тсхуглерода [, 1]. Приводимые автором данные показывают, что, несмотря на значительное повышение потерь давления при организации закрутки газового потока, снижение расхода газа, необходимого для устойчивого транспортирования частиц по воздуховоду закрученным потоком, позволяет снизить затраты энергии на - %. В работах [, 2] рассмотрен вопрос очистки воздуховодов систем аспирации от окалины на металлургических производствах посредством продувки их закрученным потоком. Однако приводимые данные не могут быть применены к системам местной вытяжной вентиляции для предприятий других отраслей, ввиду отсутствия разработанных инженерных методик по проектированию и расчету подобных систем. Наибольшее применение получили первые два способа. По первому способу воздух подается в неподвижную трубу, получая винтообразное направление. Известно несколько видов подачи воздуха. Наиболее эффективным является спиральный ввод в трубу [], который может осуществляться как при круглых, так и при прямоугольных соплах. Сопловый ввод при прочих равных условиях тем эффективнее, чем меньше он нарушает структуру закрученного потока в трубе. Для этого сопловый ввод должен быть таким, чтобы поток, выходящий из сопла, шел по касательной к стенке. Конструкция спирального ввода в трубу подробно описана Меркуловым А. П. []. Вторым способом, широко применяемым в теплоэнергетике, является подача воздуха через лопаточный аппарат. Шагалова С. Л., Шницер И. Н., Громов В. Г. предложили использование лопаточных аппаратов для подачи закрученного потока в горелку и исследовали его аэродинамические характеристики. Матур М. Маккалум Н. Ляховский Д. Ульрих в своих исследованиях применял комбинации тангенциальных отверстий, через которые подавался воздух, с поворотными лопатками [ ]. Кар и Фрезер [] поместили установленные под углом лопатки в печную горелку, а часть воздуха подавали через наклонные щели в головке горелки, получив при этом высокую степень закрутки. Интересным способом создавали закрученные течения Гор и Рэнз Вращение потока в осевом трубопроводе осуществлялось посредством вращающейся пластинки, отверстия в которой были просверлены как параллельно оси, так и под углом к ней. При этом происходило непрерывное изменение угловой скорости. Было обнаружено, что поток не был осесимметричным, и поле течения осложнялось дополнительными вторичными потоками, вызванными лопатками. Следует отметить, что закрученные потоки, формируемые аппаратами, оснащенными лопатками, значительно отличаются от идеальных за счет искажений, вносимых самим аппаратом. Кроме того, на практике при перемещении двухфазного потока применение лопаточных аппаратов ограничено опасностью налипания частиц на внутреннюю поверхность. В работе [2] описаны конструкции закручивающих устройств для систем пневмотранспорта (рис.