ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ-КЛАССИФИКАТОРА С СООСНЫМИ ТРУБАМИ ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ
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
5.
Казанский государственный энергетический университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 144
по 150
Статус:
Опубликован
Получено:
15.12.2025
Одобрено:
18.04.2026
Опубликовано:
05.05.2026
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ВОЗДУШНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ, ФРАКЦИОННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ-КЛАССИФИКАТОР
Финансирование:
Работа выполнена в рамках гранта Академии Наук Республики Татарстан на поддержку программ развития передовых инженерных школ республиканского значения «ТурбоПИШ», соглашение 1РПИШ от 19.12.2025г.
Аннотация:
В условиях ужесточения экологических нормативов по выбросам мелкодисперсных твердых частиц и роста доли технологических операций, связанных с обращением дисперсных материалов, особую актуальность приобретают энергоэффективные методы сухой газоочистки и фракционирования. Дополнительным фактором актуальности является необходимость обеспечения высокой селективности разделения при минимальном гидравлическом сопротивлении аппаратов, что напрямую определяет эксплуатационные и энергетические затраты промышленных систем. В работе проведено численное исследование инерционно-вихревого классификатора с соосно расположенными трубами, предназначенного для улавливания и разделения мелкодисперсных частиц в пылегазовых потоках. Отдельный практический интерес рассматриваемое устройство представляет для фракционирования металлических порошков, используемых в аддитивных технологиях изготовления элементов газотурбинного оборудования, где гранулометрический состав оказывает существенное влияние на стабильность процесса печати и воспроизводимость эксплуатационных характеристик деталей. Целью работы является оценка влияния соотношений площадей входа в аппарат, межтрубного пространства и входа в систему труб на фракционную эффективность улавливания частиц и гидравлическое сопротивление аппарата. Численное моделирование выполнено в программном комплексе ANSYS Fluent в трехмерной постановке с использованием модели турбулентности k-ω SST и лагранжевой модели дисперсной фазы (DPM). Проведено параметрическое варьирование соотношений характерных площадей входного сечения, межтрубного пространства и системы отвода мелкодисперсной фракции. Показано, что изменение базовой компоновки и отдельных геометрических параметров позволяет целенаправленно управлять положением области резкого роста фракционной эффективности в диапазоне размеров частиц 5-55 мкм, а также регулировать уровень потерь давления в широком интервале значений. Установлено, что достижение высоких показателей улавливания мелкодисперсной фракции возможно без усложнения конструкции и применения подвижных элементов, исключительно за счет геометрической настройки проточного тракта, что подтверждает перспективность предложенного классификатора для задач сухой газоочистки и классификации дисперсных материалов.
В условиях ужесточения экологических нормативов по выбросам мелкодисперсных твердых частиц и роста доли технологических операций, связанных с обращением дисперсных материалов, особую актуальность приобретают энергоэффективные методы сухой газоочистки и фракционирования. Дополнительным фактором актуальности является необходимость обеспечения высокой селективности разделения при минимальном гидравлическом сопротивлении аппаратов, что напрямую определяет эксплуатационные и энергетические затраты промышленных систем. В работе проведено численное исследование инерционно-вихревого классификатора с соосно расположенными трубами, предназначенного для улавливания и разделения мелкодисперсных частиц в пылегазовых потоках. Отдельный практический интерес рассматриваемое устройство представляет для фракционирования металлических порошков, используемых в аддитивных технологиях изготовления элементов газотурбинного оборудования, где гранулометрический состав оказывает существенное влияние на стабильность процесса печати и воспроизводимость эксплуатационных характеристик деталей. Целью работы является оценка влияния соотношений площадей входа в аппарат, межтрубного пространства и входа в систему труб на фракционную эффективность улавливания частиц и гидравлическое сопротивление аппарата. Численное моделирование выполнено в программном комплексе ANSYS Fluent в трехмерной постановке с использованием модели турбулентности k-ω SST и лагранжевой модели дисперсной фазы (DPM). Проведено параметрическое варьирование соотношений характерных площадей входного сечения, межтрубного пространства и системы отвода мелкодисперсной фракции. Показано, что изменение базовой компоновки и отдельных геометрических параметров позволяет целенаправленно управлять положением области резкого роста фракционной эффективности в диапазоне размеров частиц 5-55 мкм, а также регулировать уровень потерь давления в широком интервале значений. Установлено, что достижение высоких показателей улавливания мелкодисперсной фракции возможно без усложнения конструкции и применения подвижных элементов, исключительно за счет геометрической настройки проточного тракта, что подтверждает перспективность предложенного классификатора для задач сухой газоочистки и классификации дисперсных материалов.
Ключевые слова:
ВОЗДУШНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ, ФРАКЦИОННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ-КЛАССИФИКАТОР
ВОЗДУШНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ, ФРАКЦИОННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ-КЛАССИФИКАТОР
