Содержание к диссертации
1. Введение
2. Общая часть 6
2.1 Терминология и определения 6
2.1.1 Общие сведения 6
2.1.1 Понятие эффективности и производительности циклона 7
2.2 Классификация циклонов 10
2.2.1 Классификация циклонов по способу подвода газа 10
2.2.1.1 Циклоны с тангенциальным (азимутальным) подводом газа 10
Циклоны с локальным тангенциальным подводом газа 11
Циклоны с распределенным тангенциальным подводом газа 13
2.2.1.2 Циклоны с осевым подводом газа 14
Циклон с осевым винтовым подводом газа 16
Циклоны с осевым розеточным подводом газа. 17
2.2.2 Классификация циклонов по способу отвода газа 18
Противоточные циклоны 18
Прямоточные циклоны 21
2.3 Движение газа в теле циклона 23
Поле скорости газа в теле циклона 23
Вращательное движение газа 24
Поступательное движение газа 27
2.4 .Расчет эффективности циклонных аппаратов . 29
2.4.1 Основные допущения, применяемые при расчете движения пылевидных частиц в
циклонах (по литературным источникам) 29
2.4.1 Расчет минимального размера пылевидных частиц, полностью улавливаемых
циклоном по Штокману С.Г., Дроздову В.Ю. 30
Модель движения пылевидной частицы в газовом потоке 30
Седиментация пылевидных частиц в теле циклона 32
Расчет минимального размера пылевидных частиц, полностью улавливаемых циклоном, по данным других исследований 33
2.4.2 Расчетная модель движения частицы в закрученном потоке, основанная на работах
Бурова А.И. 34
Расчет эффективности циклонов в работах Шиляева С.Д. 35
Расчет эффективности циклонов, принятый в инженерной практике 37
Основные выводы 40
3 Расчетная модель седиментации пылевидных частиц в циклоне с розеточным
подводом газа 41
3.1 Силы, действующие на частицу в закрученном газовом потоке 41
Центробежная сила 42
Сила сопротивления среды 43
Сила Жуковского-Магнуса 45
Время релаксации 46
Основные допущения, принимаемые при расчете осаждения пылевидных частиц в прямоточных циклонах с розеточным подводом газа 47
Математическая модель процессов седиментации в теле циклона 49
Расчетная модель процессов седиментации в теле циклона 51
Расчет эффективности прямоточного циклона с розеточным подводом запыленного газа 52
Учет неравномерности распределения тангенциальной составляющей скорости потока газа 54
3.7 Учет турбулентного рассеяния пылевидных частиц в закрученном газовом потоке
56
Турбулентные пульсации скорости в газовом потоке 56
Введение в расчет турбулентных пульсаций скорости иг" 58
Влияние закручивающего устройства на турбулентные пульсации в закрученном потоке 5 9
Схема осаждения пьшевидных частиц в циклонах с учетом турбулентных пульсаций 59
Ввод поправки на турбулентность 61
Расчет максимальной длины осаждения пылевидных частиц в закрученных потоках с учетом турбулентных пульсаций 63
Основные результаты и выводы 66
Примеры расчета прямой и обратной задачи 68
Пример решения прямой задачи 68
Пример решения обратной задачи 72
6 Методика проведения эксперимента 75
Экспериментальная установка _75
Методика проведения эксперимента 77
Сравнение экспериментальных и расчетных данных 78
Определение гидравлического сопротивления циклона ЦН-250 80
7 Заключительная часть 81
Список литературы 83
Приложения
Введение к работе
Актуальность работы. В последние десятилетия нормирование концентрации пыли в воздухе зданий и помещений приобретает высокую актуальность. Согласно ГОСТ 12.1.005-88, концентрация различного рода пылей в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий нормируется в пределах 1-6 мг/м . В этих условиях особо актуальна очистка воздуха от пылевидных частиц.
Основными устройствами для очистки газов от пылей являются циклоны, обладающие хорошей эффективностью очистки при низких капитальных и эксплуатационных затратах. Отдельно выделяются так называемые прямоточные циклоны. Этот тип циклонов в последнее время приобретает значительную популярность в сфере пылегазоочистки производств, размещаемых в небольших помещениях, особенно в крупных городах, в связи с тем, что конструкция данного типа циклонов позволяет вставлять их непосредственно в воздуховод. Однако методики расчета циклонов данного типа в большинстве случаев привязаны к определенному типу пыли, а также не учитывают турбулентность закрученного потока
Целью работы является универсальный метод гидравлического расчета прямоточного циклона. Под универсальностью понимается то, что этот метод должен быть пригоден для любых типоразмеров циклонов, и для пыли, имеющей различную плотность и фракционный состав.
Научная новизна результатов определяется следующими основными результатами работы:
разработка метод расчета, позволяющий учитывать плотность распределения выпадающих частиц вдоль стенки циклона;
учет фракционного состава пыли при расчете эффективности циклона;
оценка влияния неравномерности распределения тангенциальной составляющей скорости газового потока по поперечному сечению циклонного устройства на его эффективность;
введение в расчетную модель влияния естественной турбулентности закрученного газового потока.
Практическая ценность данной работы заключается в разработке метода расчета эффективности прямоточных циклонных устройств, построении номограмм и графиков для вычисления эффективности и гидравлического сопротивления циклонных устройств.
Реализация работы. Результаты данной диссертационной работы применяются для расчета эффективности прямоточных циклонов на ОАО «СовПлим».
Достоверность результатов. Подтверждена соответствием результатов расчетов с экспериментами, проведенными на оборудовании ОАО «СовПлим», а также - с результатами расчетов по аналогичным существующим методикам.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались в докладах на:
XXI и XXII неделях науки СПбГПУ в 2002 и 2003 г;
Научно-технической конференции «Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона» в 2003 г;
Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика процессов горения и охрана окружающей среды» в 2004 г;
Международной научно-теоретической конферен-ции «Гидравлика. Наука и дисциплина» в 2004 г.
