Введение к работе
Актуальность проблемы. Промышленные предприятия, перераба-л?аюшие сырье и полуфабрикаты, выбрасывают в окружающую преду ромные количества весьма вредной для вдоровья человека пыли. 5ъемы этих выбросов по мере роста промышленного производства істоянно увеличиваются. В связи с этим разработке, действенных гр по защите окружающей среды и забота о сохранении здоровья ?ловека приобретает особую актуальность. Зашита окружающей реды от загрязнения вредными выбросами промышленного произ-эдета стала важнейшей социальной проблемой.
Пыль, витающая в воздухе, ухудшает общую экологическую об-гановку, причиняет вред здоровью людей, наносит значительный атериальный урон народному хозяйству, приводя к преждевремен-ому износу основные фонды промышленности, разрушая строитель-ыэ сооружения, объекты жилищно-коммунального хозяйства и т. п. Важную роль в народном хозяйстве играет горнодобывающая ромьшшенность. Технологические процессы добычи и обогащения олезных ископаемых сопровождаются сильным загрязнением возду-а пылью. Запыленный воздух на обогатительных фабриках, в арьерах, шахтах и других объектах горнодобывающей промышлен-ости отрицательно влияет на условия и производительность тру-;а, может стать причиной пылевых профессиональных заболевали, наносит ущерб предприятию и окружающей его среде. От ка-іества окружающего воздуха зависит также состояние лесов, :ельскохозяйствнных угодий, жилищных условий в городах и гаселках, расположенных вблизи промышленных объектов.
Цель работы. Разработка конструкции, теоретическое и ікспериментальное исследование высокоэффективного и высокопро-гзводительного прямоточного батарейного циклона для использо-іания во второй ступени очистки аспирационного воздуха от пы-пт.
Идея работы. Повышение эффективности пылеулавливания в ірямоточном батарейном циклоне путем:
применения циклонных элементов малого диаметра; применения эакручивателя с лопатками конической формы с наибольшей кривизной у оси потока, оптимизирующими распределение тангенциальной составляющей скорости потока в поперечном
- 4 -сечении циклонного елемента;
использования подводяшего диффузора с малым углом раскрытия для выравнивания графика осевой скорости потока в циклонных элементах;
применения рециркуляционной трубы с целью удаления некоторого количества воздуха из пылевого бункера в аспирационнуї сеть, благодаря чему снижается вероятность возникновения перетоков воздуха меиду циклонными элементам! и попадания запыленного воздуха из пылевого бункера в уже очищенный воздух;
применения уплотняющих устройств с целью уменьшения возможности перетоков запыленного воздуха из одного циклонного элемента в другой;
увеличения условной осевой скорости в поперечном сечении корпуса циклонного элемента до 15 м/с с целью уменьшения возможности засорения закручивающего устройства пылью.
№тоды исследования:
изучение эффективности пылеулавливания существующих пылеулавливающих аппаратов на основе анализа научно-технической и патентной информации и результатов обследования степени загрязненности воздуха и работы систем аспирации и пьшеочистки кварцеперерабатывающего цеха ЦУГРЭ объединения "Уралкварцса-моцветы" и предприятий УПП г. Свердловска;
теоретическое и экспериментальное исследование условий сепарации пыли в прямоточных циклонах;
аналитическое обоснование выбора рациональной конструкции еакручивателя с энергетической точки зрения;
определение оптимальных конструктивных параметров лопаток закручивателя циклонного элемента;
разработка конструкции прямоточного батарейного циклона с учетом оптимального закона распределения энергии потока по поперечному сечению циклонного элемента;
исследование и разработка конструктивных элементов прямоточного батарейного циклона для снижения перетоков воздуха между циклонными элементами;
выявление оптимальных для повішення эффективности конструктивных и режимных параметров системы рециркуляции пыли в прямоточном батарейном циклоне.
Научные положения, разработанные лично автором, и новизна.
Проведены теоретические и экспериментальные исследования аэродинамики прямоточных циклонов. На основе этого сделан вывод о необходимости разработки возможностей изменения картины течения потока, анализа полученных при этом явлений и выбора оптимального варлачта, обеспечивающего наибольшую эффективность пылеулавливающего аппарата.
Проведен анализ энергоемкости процесса сакручивачия потока при различном распределении тангенциальной составляющей скорости по поперечному сечению циклонного элемента. В результате этого установлены зависимости, которые были использованы при разработке конструкции закручивателя.
Разработана конструкция закручивателя с лопатками конической формы, имеющими наибольшую кривизну у оси потока, реализующего требуемый закон распределения тангенциальной составляющей скорости потока по радиусу поперечного сечения циклонного элемента.
Разработана новая конструкция прямоточного батарейного циклона
Обоснование достоверности научных положений.
Достоверность правильности выбора основных конструктивных параметров закручивателя обоснована расчетом распределения энергии движущегося потока по сечению циклонного элемента батарейного циклона. Сопоставление результатов расчета с данными, полученными в результате проведения экспериментов, показало, что их относительное отклонение не превышает 3%.
Значение работы.
На .примере работы системы аспирации и пылеочистки предприятий УПП г. Свердловска и кварцеперерабатывающего цеха ЦУГРЭ / Центрально-Уральской геологоразведочной экспедиции / исследованы причины недостаточной эффективности пылеулавливания групповыми циклонами. ' Пэкааано, что повышение эффективности пылеулавливания системы аспирации и пылеочистки возможно за счет применения для второй ступени очистки прямоточного батарейного циклона с рециркуляционной трубой и эакручивателем с лопатками, имеющими коническую поверхность с максимальной кривизной у осл потока.
- є -- Реализация выводов и рекомендаций работы.
Разработана техническс.у. документация на прямоточный батарейный циклон, включающий \а циклонных элемента малого диаметра / 60 мм / с эакручивателями, имеющими лопатки конической формы, и рециркуляционной трубой.
Прямоточный батарейный циклон изготовлен и внедрен в систему аспирации предприятий УПП г. Свердловска и кварцепере-рабатываюшего цеха ЦУГРЭ производственного объединения "Уралк-варцсамоцветы".
Апробация
Результаты исследований доложены на научно-технической конференции Свердловского горного института, Свердловск, 1987г.; на техническом совещании при главном инженере объединения "Уралкварцсаюцветы", Свердловск, 1988г.; на конференции Свердловского горного института, Свердловск, 1990г.
Публикация.
По предмету диссертационной работы автором опубликовано 7 статей.
Состав работы.
Работа содержит введение, 6 глав, заключение, библиографический список использованных источников из 94 наименований и приложения. Объем работы - 183 листа, включая 41 рисунок и 17 таблиц.