АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ГРАВИТАЦИОННЫХ И ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ НА ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ В МУЛЬТИВИХРЕВОМ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕ - КЛАССИФИКАТОРЕ ВОЗДУШНОГО ТИПА
Рубрики: 2. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Авторы:
1.
Казанский государственный энергетический университет
2.
ФГБОУ ВО "Казанский государственный энергетический университет"
(Теоретические основы теплотехники, Ассистент)
Казанский государственный энергетический университет
с 01.01.2013 по 01.01.2025
Казань, Республика Татарстан, Россия
Казанский государственный энергетический университет
с 01.01.2013 по 01.01.2025
Казань, Республика Татарстан, Россия
3.
Казанский государственный энергетический университет
(АТПП, заведующий кафедрой)
с 01.01.2015 по настоящее время
Россия
с 01.01.2015 по настоящее время
Россия
4.
Казанский государственный энергетический университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 66
по 74
Статус:
Опубликован
Получено:
24.12.2025
Одобрено:
25.12.2025
Опубликовано:
25.12.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
МУЛЬТИВИХРЕВОЙ КЛАССИФИКАТОР, ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ-КЛАССИФИКАТОР, ВОЗДУШНЫЙ КЛАССИФИКАТОР, ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ, СЕПАРАЦИЯ ЧАСТИЦ ИЗ ГАЗА, ДИАМЕТР ГРАНИЧНОГО ЗЕРНА, ВИХРЕВОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ
Аннотация (русский):
В условиях возрастающих требований к экологической безопасности и качеству продуктов нефтехимической переработки особую актуальность приобретают технологии эффективного отделения мелкодисперсных твёрдых частиц из газовых потоков. В связи с этим возрастающий интерес вызывают компактные высокоэффективные устройства для фракционирования твердых мелкодисперсных частиц. В работе предложена конструкция мультивихревого пылеуловителя-классификатора с направляющими дугообразными элементами, позволяющая минимизировать унос мелкодисперсных частиц из аппарата за счёт снижения вероятности многократного отражения частиц от стенок в сторону соседних вихрей в кольцевом пространстве. Целью работы является оценка относительного вклада гравитационных и центробежных сил в процесс разделения частиц в мультивихревом воздушном пылеуловителе-классификаторе. Разработана аналитическая модель, описывающая движение частицы в трёхмерном вращающемся потоке, позволяющая оценить диаметр граничного зерна фракционирования в зависимости от геометрических и режимных параметров. Получено выражение для расчета безразмерного параметра S, позволяющего оценить соотношение между центробежной и гравитационной составляющими силового воздействия на частицы в вихревом потоке. Проведён численный анализ изменения параметра S при варьировании скорости истечения газа из щелей, высоты вихря и его диаметра. Получено, что при S → 0 наблюдается доминирование центробежных эффектов, тогда как при S → 1 существенное влияние начинает оказывать гравитационная составляющая. При скоростях истечения газа из щелей более 3,1 м/с и h1 = 1 мм значение параметра S становится менее 10 %, что указывает на доминирование центробежного механизма над гравитационным при сепарации частиц из газопылевого потока. Увеличение характерной высоты вихря h1 и уменьшение его диаметра ds приводят к снижению параметра S, усиливая центробежные эффекты и повышая эффективность разделения.
В условиях возрастающих требований к экологической безопасности и качеству продуктов нефтехимической переработки особую актуальность приобретают технологии эффективного отделения мелкодисперсных твёрдых частиц из газовых потоков. В связи с этим возрастающий интерес вызывают компактные высокоэффективные устройства для фракционирования твердых мелкодисперсных частиц. В работе предложена конструкция мультивихревого пылеуловителя-классификатора с направляющими дугообразными элементами, позволяющая минимизировать унос мелкодисперсных частиц из аппарата за счёт снижения вероятности многократного отражения частиц от стенок в сторону соседних вихрей в кольцевом пространстве. Целью работы является оценка относительного вклада гравитационных и центробежных сил в процесс разделения частиц в мультивихревом воздушном пылеуловителе-классификаторе. Разработана аналитическая модель, описывающая движение частицы в трёхмерном вращающемся потоке, позволяющая оценить диаметр граничного зерна фракционирования в зависимости от геометрических и режимных параметров. Получено выражение для расчета безразмерного параметра S, позволяющего оценить соотношение между центробежной и гравитационной составляющими силового воздействия на частицы в вихревом потоке. Проведён численный анализ изменения параметра S при варьировании скорости истечения газа из щелей, высоты вихря и его диаметра. Получено, что при S → 0 наблюдается доминирование центробежных эффектов, тогда как при S → 1 существенное влияние начинает оказывать гравитационная составляющая. При скоростях истечения газа из щелей более 3,1 м/с и h1 = 1 мм значение параметра S становится менее 10 %, что указывает на доминирование центробежного механизма над гравитационным при сепарации частиц из газопылевого потока. Увеличение характерной высоты вихря h1 и уменьшение его диаметра ds приводят к снижению параметра S, усиливая центробежные эффекты и повышая эффективность разделения.
Ключевые слова:
МУЛЬТИВИХРЕВОЙ КЛАССИФИКАТОР, ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ-КЛАССИФИКАТОР, ВОЗДУШНЫЙ КЛАССИФИКАТОР, ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ, СЕПАРАЦИЯ ЧАСТИЦ ИЗ ГАЗА, ДИАМЕТР ГРАНИЧНОГО ЗЕРНА, ВИХРЕВОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ
МУЛЬТИВИХРЕВОЙ КЛАССИФИКАТОР, ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ-КЛАССИФИКАТОР, ВОЗДУШНЫЙ КЛАССИФИКАТОР, ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ, СЕПАРАЦИЯ ЧАСТИЦ ИЗ ГАЗА, ДИАМЕТР ГРАНИЧНОГО ЗЕРНА, ВИХРЕВОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ
