Дослідження основних параметрів роботи прямотечійного циклону з коаксіальною вставкою
Автор: Фігель Юрій Григорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Обладнання електронної промисловості
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Фігель Ю.Г. Майструк В.В (керівник). Дослідження основних параметрів роботи прямотечійного циклону з коаксіальною вставкою. Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню по створенню нового пиловловлюючого обладнання відцентрової очистки запилених газів. Проведено експериментальні та теоретичні дослідження прямотечійного циклону з коаксіальною вставкою [1] у тому числі спрогнозовано фракційну ефективність прямотечійного циклону з коаксіальною вставкою за допомогою CFD-програм [2,4]. Об’єктом досліджень є прямотечійний циклон з коаксіально розміщеною вставкою. Циклон складається з вертикально розміщеного циліндричного корпусу, до кришки якого за допомогою фланця закріплений стабілізатор (центральна труба), заглушений в нижній частині конусом, коаксіальної вставки, тангенціально розміщеного вхідного патрубку, нахиленого під кутом відносно твірної корпусу, патрубків і для відведення очищеного газового потоку і осадженого пилу відповідно, та центруючих стержнів, прикріплених до стабілізатора, призначених для центрування у коаксіальній вставці [3]. При цьому конус розташований нижче верхнього краю коаксіальної вставки. Метою роботи було обґрунтування, розробка конструкцій і дослідження нових високоефективних енергоощадних прямотечійних циклонів [8]. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі основні завдання: - проаналізувати конструкції існуючих циклонів, а також недоліки їх роботи; - розробити нову конструкцію прямотечійного циклону і експериментально встановити його оптимальні геометричні параметри; - провести дослідження ефективності і енергетичних витрат створеного пиловловлювача і на підставі отриманих експериментальних даних оцінити його ефективність; - провести порівняльний аналіз фракційної ефективності очищення розробленого циклону у порівнянні з існуючими аналогами; - узагальнити отримані результати досліджень ефективності і енергоспоживання у вигляді критеріальних рівнянь; - провести порівняльний аналіз фракційної ефективності очищення розробленого циклону на основі теоретичних і експериментальних досліджень. Із метою визначення кращих геометричних розмірів апарата [5], що забезпечують максимальну ступінь очищення запиленого повітря, проведено обстеження ефективності із різною мірою робочої зони, простором кільцевої щілини між корпусом і коаксіальною вставкою та висотою головної труби. В результаті експериментальних досліджень встановлено, що оптимальною довжиною робочої зони апарату є довжина, яка складає 3,5 діаметрів апарату; довжина центральної труби, Lт 0.6; довжина робочої зони lp 3.5; діаметр коаксіальної вставки, dвст 0.84; висота коаксіальної вставки, Hвст 3.7. Гідравлічний опір обраного циклону [7] досліджувався в залежності від фіктивної швидкості у робочій зоні, котра змінювалася у межах 2-6 м/с, та за різних геометричних розмірів коаксіальної вставки та відносної довжини робочої зони. Встановлено, що при найкращій довжині lp = 3.5 та фіктивній швидкості 3 м/с опір протитечійного циклону ЦН-15 у порівнянні з гідравлічним опором прямотечійного циклону з коаксіальною вставкою більший приблизно у 3 рази. Також в роботі у ході теоретичних досліджень було визначено, що ефективність роботи прямотечійного циклону з коаксіальною вставкою, визначена за допомогою CFD – програм для пилу № 3 з медіанним діаметром частинок 8 мкм, складає 70,72%. Ефективність роботи визначена експериментальним шляхом для того самого пилу складає приблизно 70 – 75 % [6]. Ключові слова: коаксіальна вставка, прямотечійний циклон, гідравлічний опір, фракційна ефективність, запилені гази, фільтрування, фіктивна швидкість. Список використаних джерел: 1. А. І. Дубинін, Я. М. Ханик, В. В. Майструк, Р. І. Гаврилів Прямотечійний циклон з коаксіальною вставкою. Аналіз роботи, Хімічна промисловість України, 2012. - 26-28ст. 2. Оцінка енергозатрат при роботі прямотечійного циклону за допомогою програмного пакету FLOW SIMULATION В. В. Майструк, Р. І. Гаврилів, А. С. Попіль, А. М. Басістий Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 6 (8), 2012. - 28-31ст. 3. Вплив бункера на ефективність роботи напівпромислового прямотечійного циклону з коаксіальною вставкою А. І. Дубинін, В. В. Майструк, Р. І. Гаврилів Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 2011. - 20-22ст. 4. Визначення гідравлічного опору циклонів засобами комп’ютерного моделювання Solid Works Flow Simulation Р. І. Гаврилів, В. В. Майструк, О. О. Тимура, О. М. Кухар Науковий вісник НЛТУ України, 2013. - 364-369ст. 5. Оптимізація конструкції циклона зі спіральним направляючим апаратом за допомогою Solid Works Flow Simulation В. В. Майструк, Р. І. Гаврилів, С. Підвисоцький КІНПАТРІ ЛТД 2013. 6. Аналіз руху газового потоку в прямотечійному циклоні з коаксіальною вставкою А. І.Дубинін, В. В. Майструк, Р. І. Гаврилів Науковий вісник НЛТУ України 18 (7) 2008. 7. Математична модель відцентрової сепарації пилу у прямотечійному циклоні з коаксіальною вставкою. А. І. Дубинін, В. В. Майструк, Р.І. Гаврилів Науковий вісник НЛТУ України 17 (2) 2007. 8. Зменшення енерговитрат на пилоочищення шляхом використання пиловловлювачів з прямоточною зоною розділення. А. І. Дубинін, В. В. Майструк, Р. Б. Гаврилів, І. В. Майструк В. В. Науковий вісник НЛТУ України 14 (4) 2004.