Оптимізація конструкції і прогнозування ефективності очищення циклону із спіральним направляючим апаратом

Abstract

Мета. Поставлену проблему в науково-дослідній роботі можна вирішити за допомогою комп’ютерного моделювання руху газопилових потоків у робочій зоні циклону за допомогою CFD-програм. Знання структури газового потоку і, відповідно, траєкторії руху частинок пилу, дасть можливість оцінити ефективність його роботи й оптимізувати його конструкції. Актуальність роботи полягає у визначенні ефективності роботи пиловловлюючих апаратів за допомогою CFD-програм. Експерименти, які проведено за допомогою CFD-програм, значно пришвидшують процес досліджень і є набагато дешевшими. Методика полягає в тому, що на основі обчисленої структури газового потоку досліджуваного апарату, визначається траєкторія руху певної кількості частинок однієї фракції залежно від умов входу в апарат. Частинки, траєкторія яких за розрахунками досягла стінок циліндричної або конічної частини корпусу апарату вважаються “вловленими”. Частинки, траєкторія яких за розрахунками досягає верхнього торця випускної труби, вважають “винесеними”. По співвідношенню “вловлених” і “винесених” частинок визначають фрак- ційну ефективність апарату. Результати. Оптимізовано конструкцію циклону із спіральним направляючим апаратом і визначено ефективність його роботи. Наукова новизна. Вперше запропоновано визначати ефективність роботи пиловловлюючих апаратів за обчисленими за допомогою CFD-програм траєкторіями руху частинок залежно від умов входу в апарат. Практична значущість. За допомогою CFD-програм, знаючи вид пилу, який надходитиме в пиловловлюючий апарат і його гранулометричний склад, можна прогнозувати ефективність очищення і, відповідно, оптимізувати конструкцію пиловловлюючих апаратів сухого очищення. Результати досліджень можна широко застосовувати для створення високоефективного пиловловлюючого обладнання.Goal. Stated problem in scientific article could be solved by computer modeling of gas stream motion in working area using CFD – programs. Knowledge about structure of gas stream and the trajectory of motion of dust particles afford us to evaluate the efficiency of its work and optimize the design of apparatus. Significance of work consists in evaluation of efficiency of work of cleaning apparatus using CFD – programs. Experiments that is conducted using CFD – programs considerably accelerate the process of researches and are cheaper. Methodology consists on determining the trajectory of motion of certain parts of one fraction from the conditions of entrance in an apparatus. Particles, which trajectory reached the walls of cylindrical or conical part of apparatus corps, is considered to be “captured”. The particles, which trajectory reached the top butt of inlet nozzle, is considered to be “carried”. The ratio of the “captured” and “carried” particles determines the factious efficiency of apparatus. Results. The article optimizes design of the cyclone with a spiral directing apparatus and determines the efficiency of its work. Scientific novelty. There is suggested for first time to determine the efficiency of work of cleaning apparatus by CFD – programs, using the dependence of the trajectories of motion of dust particles from the conditions of entrance in an apparatus. Practical significance. Using CFD – programs afford us to predict cleaning efficiency and optimize the design of cleaning apparatus of the dry cleaning. The obtained results make it possible to create of high-efficiency cleaning equipment.