Гидравлические основы расчета пылеудаления в противоточных циклонах

• Автор: Стрелец, Ксения Игоревна
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 113 с.

Оглавление
Оглавление.
Введение.

1 Существующее состояние технических вопросов проблемы пылеудаления.

1.1 Проблемы загрязнения воздушной среды

1.1.1 Актуальность пылеудаления.

1.1.2 Виды и вредность промышленных пылен.

1.2 Классификация систем пылеудаления

1.3 Актуальность исследования циклонов.

1.4 Существующие конструкции и методы расчетов циклонов

1.4.1 Область применения циклонов

1.4.2 Конструктивные особенности и характеристики циклонов.
1.5 Классификация циклопов.
1.5.1 Противоточные циклоны с тангенциальным подводом воздуха
1.5.2 Прямоточные циклоны с осевым подводом газа.
1.5.3 Сравнительный анализ основных типов циклонов.
1.5.4 Основные характеристики пылеулавливающего оборудования, типа циклон
1.6 Обзор методов определения эффективности пылеудаления в циклонах на основе
литературных источников
1.6.1 Основные допущения, применяемые при расчете движения пылевидных частиц в
циклонах по литературным источникам
1.6.2 Расчет минимального размера пылевидных частиц, улавливаемых циклоном, а
работах Штокмана.
1.6.3 Расчет минимального размера пылевидных частиц, полностью улавливаемых
циклоном, по данным других исследований
1.6.4 Расчет эффективности прямоточных циклонов в работах Джанга, Джонгчао Тан
1.6.5 Расчет эффективности пылеулавливания для противоточных циклонов основанный
на работах Бурова А.И
1.6.6 Расчет эффективности циклонов в работах Шиляева М.И
1.6.7 Расчет эффективности противоточных циклонов с осевым подводом газа в работе
Зайцев Н.О.
1.6.8 Расчет эффективности противоточных циклонов с тагенциальным подводом воздуха
в работах ЛсплаШеферда, Барса, Дидро и Лсптца, ЛсйтсаЛитча, ИоззсЛсптса.
1.7 Основные выводы. Цель и задачи работы
2 Теоретическая часть
2.1 Адаптация модели турбулентной диффузии с конечной скоростью ДКС для описания
осаждения частиц в циклоне.
2.2 Уравнения диффузии с конечной скоростью для частиц пыли в закрученном потоке .
2.2.1 Вывод уравнений диффузии с конечной скоростью для произвольного объема V
2.2.2 Вывод уравнений диффузии с конечной скоростью для элементарного объема Уэ.
2.3 Лоле переносной скорости.
2.3.1 Поле осреднсиной скорости
2.3.2 Поле пульсациоиной скорости
2.4 Относительная скорость центробежная гидравлическая крупность.
2.5 Частоты пульсаций и время релаксации взвешенных частиц.
2.6 Предложенный метод численного решения уравнений
2.7 Выводы по главе
3 Экспериментальная часть
3.1 Численное .моделирование потока газа в циклоне.
3.1.1 Определение поля осреднсиной скорости, поля пульсаций и потерь давления с
использованием соответствующих моделей турбулентности
3.1.2 Обобщение и анализ численного решения предложенных уравнений диффузии с конечной скоростью.
3.2 Экспериментальное измерение гидравлической крупности частиц
3.3 Выводы по главе
4 Рекомендации по улучшению технических, экономических или технологических
показателей.
4.1 Рекомендации по выбору конструкции циклонов.
5 Заключение. Основные результаты и выводы
Литература


Личное участие автора заключается в разработке математической модели осаждения частиц в циклоне, численном решении полученных дифференциальных уравнений, проведении экспериментальных исследований гидравлической крупности частиц, разработке рекомендаций по расчету циклона и предложениях по усовершенствованию его конструкции. Автор выражает благодарность д. А. Д. Гиргидову за консультации связанные с адаптацией модели диффузии с конечной скоростью к расчету осаждения пьтли в противоточном циклоне. России в сторону увеличения использования угля []. Проблемы загрязнений воздуха влияют на глобальные изменения климата, состояние окружающей среды, разрушение материалов, ухудшение видимости (при наличии смога), и как следствие являются причиной многих серьезных заболеваний человека. В условиях промышленных предприятий пыль ухудшает видимость, как например, на строительных объектах, снижает светоотдачу осветительных устройств, повышает абразивный износ трущихся изделий машин и механизмов. В результате этих причин снижается производительность и качество труда [, , ]. Существуют стандарты, ограничивающих количество выбрасываемых вредных веществ. К этой группе стандартов относятся нормативные документы определяющие предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест такие как гигиенические нормы ГН 2. Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», ГН 2. ОБУВ загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» []. Существует вторая группа стандартов, регламентирующих качество атмосферного воздуха в зоне дыхания человека. Такие документы, как ГОСТ . Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования», санитарные нормы проектирования промышленных предприятий, как СанПиН 4. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений. Нормы ГОСТ . Еловская Л. Т. и другие специалисты ГУ НИИ1 медицины труда РАМН подчеркивают необходимость создания национального стандарта качества воздуха рабочей зоны, применительно к промышленным пылям, в системе технического регулирования. Примером подобной системы являются смоги, туманы, аэрозоли, и биоаэрозоли (споры, вирусы, бактерии) -воздушные среды, содержащие взвешенные твердые и жидкие частицы размером менее <0 мкм [4, ,]. Промышленная пыль бывает органического происхождения (древесная, торфяная, угольная) и неорганического состава (металлическая, минеральная). По воздействию на организм пыли делятся на ядовитые и неядовитые. К наиболее вредным промышленным ядам относятся соединения свинца, ртути, мышьяка, анилина, бензола, хлора и др. Большую опасность представляют яды, вызывающие злокачественные опухоли на коже. Это печная сажа, некоторые анилиновые красители, каменноугольная смола. Неядовитые пыли раздражают кожу, глаза, уши, десны. Проникая в легкие, они вызывают профессиональные заболевания - пиевмоконизы, которые ведут к ограничению дыхательной способности легких (силикоз, антракоз и др. Чем больше пыли витает в воздухе, чем мельче пыль, тем она опаснее. Пылинки размером от 0,1 до мкм в воздухе оседают медленно и проникают глубоко в легкие. Более крупные пылинки быстро оседают в воздухе, а при вдыхании задерживаются в носоглотке и удаляются к пищеводу. На рисунке 1. Рис. Нормативы но вдыхаемой, торакальном и респирабелыюй фракциям, выраженные в процентах, числа всех частиц. Гигиеническая вредность пыли зависит от ее химического состава. Наиболее тяжелые последствия вызывает систематическое вдыхание пыли, содержащей диоксид кремния. Осаждаясь на поверхности дыхательных путей, цементная пыль вызывает риниты, бронхиты и другие заболевания, такие как силикоз - общее заболевание организма при котором наблюдаются серьёзные изменения в лёгких, сердечно-сосудистой, нервной системах и пищеварении. При кратковременном вдыхании цемента или известковой пыли появляется сухость в дыхательных путях, раздражение слизистой оболочки, сухой кашель. Эти аспекты загрязнения воздуха хорошо знакомы тем, кто имеет представление о состоянии воздушной среды в помещениях, где выделяются, например, сварочные дымы. Вредные вещества, выделяющиеся при сварке, представлены в виде газов и аэрозолей, некоторые частицы которых настолько малы, что проникая через легочную ткань, попадают в кровь.