Казанский государственный энергетический университет
с 01.01.2013 по 01.01.2025
Казань, Республика Татарстан, Россия
с 01.01.2015 по настоящее время
Россия
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.
ВОЗДУШНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ, ФРАКЦИОННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ-КЛАССИФИКАТОР
1. S. Hu, Y. Gao, F. Hu, G. Feng, C. Liu, J. Li, Process Safety and Environmental Protection, 153, 311-319 (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.07.029
2. D. Misiulia, S. Antonyuk, A. G. Andersson, T. S. Lundström, Powder Technology, 364, 943-953 (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.10.064; EDN: https://elibrary.ru/ACVVMT
3. E. I. Salakhova, A. V. Dmitriev, V. E. Zinurov, O. S. Dmitrieva, R. I. Gilmutdinova, Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 58, 3, 622-626 (2024). DOI: https://doi.org/10.1134/s0040579524601110; EDN: https://elibrary.ru/EOAQPX
4. A. Skoromny, V. Pinchuk, A. Kuzmin, Heliyon, 10, 11(2024). DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e32388
5. V. E. Zinurov, R. Ya. Bikkulov, A. V. Dmitriev, A. A. Abdullina, Theoretical Foundations o fChemical Engineering, 58, 5, 1790-1793 (2024)
6. R. Y. Bikkulov, V. E. Zinurov, A. V. Dmitriev, O. S. Dmitrieva, T. M. Takhaviev, Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 58, 3, 544-548 (2024). DOI: https://doi.org/10.1134/s004057952460102x; EDN: https://elibrary.ru/EDMQVX
7. В. С. Топталов, Ю. Г. Чесноков, В. П. Мешалкин, Н. Н. Кулов, О. М. Флисюк, Н. А. Марцулевич, И. Г. Лихачев, Теоретические основы химической технологии, 57, 4, 363-370 (2023). DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357123040139; EDN: https://elibrary.ru/ZBTOOQ
8. Z. Sun, F. Qian, X. Liu, H. Zhang, Y. Huang, Chemical Engineering Research and Design, 145, 141-149 (2019).
9. V. E. Zinurov, R. Ya. Bikkulov, O. S. Dmitrieva, I. N. Madyshev, A. A. Abdullina, Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 58, 3, 832-837 (2024). DOI: https://doi.org/10.1134/S0040579524601420; EDN: https://elibrary.ru/TTWWHJ
10. В. Э. Зинуров, И. Н. Мадышев, А. А. Каюмова, К.С. Мо-исеева, Ползуновский вестник, 2, 108-116 (2022). DOI: https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.015; EDN: https://elibrary.ru/KTMJRK
11. V. E. Zinurov, R. Ya. Bikkulov, A. V. Dmitriev, A. A. Abdullina, Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 58, 5, 1790-1793 (2024).
12. F. Jia, X. Mou, Y. Fang, C. Chen, Processes, 9, 6, 1033 (2021). DOI: https://doi.org/10.3390/pr9061033; EDN: https://elibrary.ru/WLOOKG
13. H. A. Petit, E. F. Irassar, Powder Technology, 390, 417-427 (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.05.049; EDN: https://elibrary.ru/TTRVNT
14. X. Mou, F. Jia, Y. Fang, C. Chen, Processes, 9, 7, 1148 (2021). DOI: https://doi.org/10.3390/pr9071148; EDN: https://elibrary.ru/ZQQACV
15. Q. Li, X. Mou, Y. Fang, Processes, 10, 5, 874 9 (2022). DOI: https://doi.org/10.3390/pr10050874
16. V. E. Zinurov, A. V. Dmitriev, I. N. Madyshev, O. S. Dmitrieva, Chemical and Petroleum Engineering, 57, 7-8, 531-537 (2021). DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-021-00971-4; EDN: https://elibrary.ru/OUOYBH
17. V. E. Zinurov, A. V. Dmitriev, O. S. Dmitrieva, A. M. Muginov // Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 58, 3, 645-650 (2024).
18. Z. Sun, Q. Liu, X. Yu, Advanced Powder Technology, 30(10), 2276-2284 (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apt.2019.07.007; EDN: https://elibrary.ru/LIFBIC
19. F. Jia, X. Mou, Y. Fang, C. Chen, Processes, 9, 6, 1033 (2021). DOI: https://doi.org/10.3390/pr9061033; EDN: https://elibrary.ru/WLOOKG
20. E. I. Salakhova, V. E. Zinurov, O. S. Dmitrieva, A. V. Dmitriev, A. A. Abdullina, Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 58, 3, 617-621 (2024) DOI: https://doi.org/10.1134/s0040579524601109; EDN: https://elibrary.ru/SYXWBP
