ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МУЛЬТИВИХРЕВОГО КЛАССИФИКАТОРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ЧАСТИЦ
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 63
по 68
Статус:
В работе
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ, МУЛЬТИВИХРЕВОЙ КЛАССИФИКАТОР, КЛАССИФИКАЦИЯ ЧАСТИЦ, ВИХРЕВАЯ СТРУКТУРА, СЕПАРАЦИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КЛАССИФИКАТОР
Аннотация (русский):
Современные задачи химической технологии требуют эффективных решений для разделения сыпучих материалов на фракции с заданными гранулометрическими характеристиками. Это особенно важно для процессов, связанных с обработкой мелкодисперсных материалов, где разделение частиц играет ключевую роль в повышении качества конечного продукта и снижении затрат. В статье представлен мультивихревой классификатор для фракционирования частиц по размерам. Целью работы является численное исследование влияния геометрических параметров аппарата на эффективность его работы. Численное моделирование было выполнено в программной среде Ansys Fluent с использованием модели турбулентности k-ω SST и модели дискретной фазы DPM для отслеживания движения частиц в потоке газа. В ходе расчетов изменялись диаметр внутренней трубы d и степень раскрытия прямоугольных щелей k. Установлено, что эффективность разделения сыпучего материала в мультивихревом классификаторе определяется взаимодействием потоков воздуха через нижнее отверстие внутренней трубы и прямоугольные щели. Поток через нижнее отверстие формирует восходящее течение, которое дестабилизирует вихревую структуру, а поток через прямоугольные щели отвечает за стабильность завихрений в кольцевом пространстве. Увеличение диаметра внутренней трубы d приводит к снижению эффективности улавливания частиц. Так, при увеличении d с 43 до 66 мм средняя эффективность E снижается с 79,7 % до 32,1 %, что связано с усилением дестабилизирующего восходящего потока, т. к. количество прямоугольных щелей увеличивается от 4 до 8 шт. (суммарная площадь сечений прямоугольных щелей возрастает), что снижает действие центробежных сил. Уменьшение диаметра d способствовало стабилизации завихрений, в результате чего появились дополнительные выраженные пики роста эффективности в мелкодисперсных диапазонах частиц до 40 мкм. Уменьшение степени раскрытия щелей k до значений k ≤ 20 % обеспечивало резкий рост эффективности фракционирования частиц, достигая более 95 % для частиц размером a> 55 мкм. При значениях k ≥ 40 % наблюдалось значительное снижение эффективности аппарата.
Современные задачи химической технологии требуют эффективных решений для разделения сыпучих материалов на фракции с заданными гранулометрическими характеристиками. Это особенно важно для процессов, связанных с обработкой мелкодисперсных материалов, где разделение частиц играет ключевую роль в повышении качества конечного продукта и снижении затрат. В статье представлен мультивихревой классификатор для фракционирования частиц по размерам. Целью работы является численное исследование влияния геометрических параметров аппарата на эффективность его работы. Численное моделирование было выполнено в программной среде Ansys Fluent с использованием модели турбулентности k-ω SST и модели дискретной фазы DPM для отслеживания движения частиц в потоке газа. В ходе расчетов изменялись диаметр внутренней трубы d и степень раскрытия прямоугольных щелей k. Установлено, что эффективность разделения сыпучего материала в мультивихревом классификаторе определяется взаимодействием потоков воздуха через нижнее отверстие внутренней трубы и прямоугольные щели. Поток через нижнее отверстие формирует восходящее течение, которое дестабилизирует вихревую структуру, а поток через прямоугольные щели отвечает за стабильность завихрений в кольцевом пространстве. Увеличение диаметра внутренней трубы d приводит к снижению эффективности улавливания частиц. Так, при увеличении d с 43 до 66 мм средняя эффективность E снижается с 79,7 % до 32,1 %, что связано с усилением дестабилизирующего восходящего потока, т. к. количество прямоугольных щелей увеличивается от 4 до 8 шт. (суммарная площадь сечений прямоугольных щелей возрастает), что снижает действие центробежных сил. Уменьшение диаметра d способствовало стабилизации завихрений, в результате чего появились дополнительные выраженные пики роста эффективности в мелкодисперсных диапазонах частиц до 40 мкм. Уменьшение степени раскрытия щелей k до значений k ≤ 20 % обеспечивало резкий рост эффективности фракционирования частиц, достигая более 95 % для частиц размером a> 55 мкм. При значениях k ≥ 40 % наблюдалось значительное снижение эффективности аппарата.
Ключевые слова:
ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ, МУЛЬТИВИХРЕВОЙ КЛАССИФИКАТОР, КЛАССИФИКАЦИЯ ЧАСТИЦ, ВИХРЕВАЯ СТРУКТУРА, СЕПАРАЦИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КЛАССИФИКАТОР
ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ, МУЛЬТИВИХРЕВОЙ КЛАССИФИКАТОР, КЛАССИФИКАЦИЯ ЧАСТИЦ, ВИХРЕВАЯ СТРУКТУРА, СЕПАРАЦИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КЛАССИФИКАТОР
