Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы формирования циклонных потоков в инерционных пылеуловителях 12
1.1. Аппараты с преимущественно радиальным движением закрученного потока 13
1.1.1. Типы аппаратов 13
1.1.2. Характеристика течений 14
1.1.3. Эффективность сепарации 19
1.2. Аппараты с преимущественно прямоточным движением закрученного потока 21
1.2.1 .Принцип действия 21
1.2.2. Характеристика течений 22
1.2.3.Эффективность сепарации 26
1.3. Аппараты с преимущественно возвратным переносом закрученного потока 28
1.3.1.Гидродинамические особенности аппаратов 29
1.3.2. Движение дисперсной фазы и эффективность очистки газа 31
1.3.3. Особенности очистки газов в групповых и батарейных циклонах 40
1.3.4. Регулируемые системы 42
Глава 2. Анализ параметров потока в инерционных пылеуловителях 46
2.1. Характеристики закрученного потока 46
2.2. Параметры потока в вихревой камере 48
2.3 Параметры потока в цилиндрическом циклоне 50
2.4. Параметры потока в коническом циклонном пылеотделителе 60
2.5. Определение параметров потока по распределению давлений 66
2.6. Экспериментальные распределения давлений 69
Глава 3. Оценки концентрирования частиц в закрученном потоке 78
3.1. Распределение частиц в криволинейном канале 78
3.2. Распределение частиц в конусе циклонного пылеуловителя 84
3.3. Движение дисперсного потока вблизи обтекаемой поверхности 88
3.4. Взаимодействие частиц при обтекании гетерогенной средой вогнутой поверхности 92
3.5. Экспериментальные исследования гетерогенного потока (не слипающиеся частицы) 97
3.6. Характеристики движения "жгутов" 101
3.6.1. Высокие концентрации частиц 101
3.6.2. Малые концентрации частиц 106
Глава 4. Исследования разработанных систем пылеулавливания с циклонными аппаратами 114
4.1. Влияние дисперсного состава частиц на образование отложений 114
4.2. Испытание систем аппаратов с устойчивым процессом сепарации 117
Основные выводы 135
Список литературы 137
Приложения 148
- Аппараты с преимущественно прямоточным движением закрученного потока
- Параметры потока в вихревой камере
- Распределение частиц в конусе циклонного пылеуловителя
- Испытание систем аппаратов с устойчивым процессом сепарации
Введение к работе
Одной из основных проблем XXI века является загрязнение окружающей среды [1] побочными продуктами химических производств. Надежность и эффективность работы систем газоочистки процессов и аппаратов химических технологий зависят от физико-химических свойств частиц, термодинамических параметров гетерогенной среды [2]. Концентрация твердых частиц в газах и дисперсный состав зависят от параметров проведения технологического процесса, особенностей оборудования, например, от способа измельчения, сушки, методов переработки, конструктивных характеристик аппаратов, совершенства организации технологического процесса, вида технологического аппарата и режима его работы. Для многих технологических процессов характерны нестационарные режимы (переменные во времени концентрации компонент и расходы газов при изменении расхода дисперсного материала) [1].
Поступающий в систему газоочистки дисперсный материал состоит из совокупностей первичных и агрегированных частиц, и представляет вместе с несущим газом гетерогенную среду. При проектировании и модернизации аппаратов химических технологий часто компоновочные ограничения (условия размещения оборудования) являются доминирующими в принятии решения выбора метода и аппаратурного оформления необходимой системы газоочистки [3].
Противоточный циклонный аппарат является основным элементом в системах газоочистки большинства производств энергетической, химической, машиностроительной, строительной, пищевой и других отраслей промышленности [1, 3]. В этом аппарате вихревой поток организован таким образом, что совокупность твёрдых частиц в приемнике преобразуется в дисперсное тело, в котором частицы взаимодействуют друг с другом. Вихревой поток формирует дисперсное тело из частиц при движении от входа до приемника [4]. Структурирование дисперсной фазы как правило происходит в виде жгутов, которые транспортируются потоком в приемник [5]. Однако устойчивость процесса определяется термодинамическими свойствами несущего потока и физико-химическими свойствами частиц. Один и тот же аппарат может иметь эффективность по газоочистке близкую к 100% или 0% в зависимости от относительной влажности газа в случае образованияотложений на поверхности аппарата [6].
Концентрация; при которой частицы оказывают влияние на все турбулентные характеристики потока, оценивается величиной 0,3 кг/м [7]; при значениях концентрации 0,5 кг/м3 образуются флюидные потоки [8, 9]. Несущая способность потока в циклоне по мере движения гетерогенной среды к пылевыводному отверстию уменьшается, поэтому существуют предельные значения концентраций, определяющие работоспособность циклона [7].
Математический аппарат механики дисперсных сред [7, 8, 10, 11], позволяет применять физические и математические модели для двух предельных состояний гетерогенной среды. Частицы или не взаимодействуют (объемная концентрация* менее 10" ) или взаимодействуют (объемная концентрация больше 0,05). Для промежуточных состояний дисперсной фазы известны [12, 13] гипотезы образования движущихся слоев из крупных частиц на ограждающих закрученный поток поверхностях технологических аппаратов, а также образования жгутов из дисперсной фазы полидисперсного состава. Но известные экспериментальные результаты [14, 7] отражают влияние ограниченного числа факторов и не дополнены сопоставительным анализом изменений термодинамических параметров потоков и физико-химических свойств частиц, их концентраций.
Основным недостатком выполненных ранее исследований инерционных газоочистителей [15-19], является отсутствие моделей структурообразования дисперсной фазы в аппаратах. Наиболее распространенные [1, 4, 20-26] групповые и батарейные циклонные газоочистители (БЦ) имеют реальные эффективности сепарации много ниже по сравнению с рассчитанными по фракционным эффективностям. Последние определяются в лабораторных условиях для отдельных элементов с собственными приемниками дисперсной фазы. Поэтому работа по выявлению гидродинамических параметров циклонных запылённых потоков, механизмов структурообразования дисперсной среды с учётом турбулентного переноса частиц является актуальной.
Диссертационная работа выполнялась в рамках фанта Российского фонда фундаментальных исследований, (грант № 06-08-00054а) и по плану НИРТПУ.
Целью настоящей работы является разработка методов и средств совершенствования систем обеспыливания газов инерционными аппаратами.
При проведении исследований решались основные задачи: исследование характеристик потока в циклонном пылеуловителе; исследование характеристик дисперсной фазы в вихревой камере и ее влияние на поток; исследование факторов формирования слоя в приемнике циклонного' пылеуловителя; обоснование новых технических решений элементов инерционных пылеуловителей, повышающих надежность и эффективность; уточнение модели турбулентного движения аэрозоля в циклонном концентраторе для определения фракционной эффективности концентрирования дисперсной фазы в аппарате с сужающимся корпусом; - исследование характеристик разработанного промышленного пылеуловителя, альтернативного групповому циклону.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Установлено, что интенсивность вихря (по Смульскому И.И. - это разность давлений между периферией и осью) в циклонных пылеуловителях изменяется от максимального значения в верхней части циклона до нуля в пылеприемнике. В сепарационном объеме противоточного циклона происходит концентрирование и агломерирование частиц, в приемнике-затухание вихря и укладка потоком агломератов в слой. Концентрация пыли более 3 г/м3 влияет на интенсивность вихря.
Интенсивность вихря, деленная на характерный радиус циклона, представляет уровень центростремительных ускорений.
2. Установлено, что концентрации частиц в противоточном циклоне в окружном направлении распределены неравномерно. Причем при входной концентрации полидисперсной пыли более 10 г/м3 эта неравномерность достигает более 300 %. Это свидетельствует об образование сгустков пыли вблизи вогнутой криволинейной поверхности.
Установлено, что уровень центростремительных ускорений при отводе части газа с отсепарированной пылью в коническом циклоне возрастает. В циклонном концентраторе с сужающимся корпусом фракционная эффективность обеспыливания возрастает, что уменьшает' унос частиц в 2-3 раза по сравнению с прямоточным.
Установлено, что уровень центростремительных ускорений, в циклоне уменьшается прямо пропорционально концентрации, а число актов взаимодействий частиц увеличивается пропорционально квадрату концентрации. Поэтому в противоточном циклоне эффективность пылеулавливания с увеличением концентрации частиц в потоке не падает.
Практическая значимость 1.. Разработан метод оценки определения перепадов давлений, окружных скоростей в циклоне, в приемнике циклона на запыленном потоке, позволяющий предотвратить забивание частицами датчиков и повысить точность и надежность измерений.
2. Уточнена модель турбулентного движения аэрозоля в циклонном концентраторе для определения фракционной эффективности концентрирования дисперсной фазы в аппарате с сужающимся корпусом, что позволило разработать аппарат с более эффективным процессом обеспыливания газов.
3. Разработана и проверена в промышленных условиях более эффективная система обеспыливания газов. Получены патент на изобретение и акт испытания.
Достоверность результатов
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждена применением приемников давлений, не нарушающих структуру потока и его скоростные характеристики, а также подтверждается испытаниями реализованных разработанных технических решений в производственных условиях.
Положения, выносимые на защиту 1. Сопоставление характеристик потоков в технологических вихревых камерах и циклонных пылеуловителях. Аэродинамические характеристики цилиндрического и конического противоточных циклонов на запыленном потоке. '2. Результаты анализа существующих гипотез формирования жгутов, оценки параметров сгусткообразований.
3. Уточнение модели турбулентного движения аэрозоля в циклонном концентраторе с сужающимся корпусом для определения фракционной эффективности обеспыливания газов.
4. Новые технические решения по повышению эффективности процесса обеспыливания воздуха в аспирационных установках, работающих в режимах нестационарных по концентрациям, дисперсному составу и расходу потоках.
Личный вклад автора. Постановка проблемы и задач исследований, обсуждение результатов выполнены с участием научного руководителя д.ф.- м.н. B.C. Логинова. Под руководством научных консультантов к.т.н. Василевского М.В., к.т.н. Зыкова Е.Г. автором были проведены теоретические и экспериментальные исследования процессов сепарации частиц в инерционных аппаратах, осуществлена разработка промышленных систем пылеулавливания.
Апробация работы
Содержание и основные результаты исследований рассмотрены и доложены на российских, международных и региональных конференциях и семинарах:
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 12, 13, 14-й Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика. Экология, надежность, безопасность», ТПУ, Томск, 2006 ,2007,2008; Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии в медицине, биологии и экологии» -ЮРГТУ, Новочеркасск, 2006; Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими»- ЮРГТУ, Новочеркасск, 2007; Девятом Всероссийском студенческом научно-техническом семинаре: «Энергетика: экология, надежность, безопасность» - Томск, ТПУ, 2007; Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» - Томск, НИИ ПММ ТГУ, 2008; XIII, XIV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии», ТПУ, Томск, 2007, 2008;
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 24 работы, включая 6 статьи в центральной печати, получен патент РФ.
Объем и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, пяти приложений и списка цитируемой литературы (163 наименований). Она содержит 165 страниц текста, включая 35 рисунков и 24 таблицы.
Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность проблемы, ее научная, практическая значимость, сформулированы цель и задачи исследований.
Первая глава отражает современное состояние исследований по аэромеханическим процессам в инерционных пылеотделителях, как в российской науке, так и за рубежом.
Во второй главе проводится анализ параметров потока в инерционных пылеуловителях. Представлены результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик цилиндрического и конического противоточных циклонов.
Проведены расчёты распределения окружных скоростей, давлений, базовых величин в противоточных циклонах
В третьей главе выполнены оценки концентрирования частиц в закрученном потоке.
Решены задачи о распределении концентраций частиц в криволинейном канале, а также распределении частиц в конусе циклонного пылеуловителя Проведён анализ поведения дисперсного потока вблизи вогнутой поверхности циклона.
Проведены расчеты числа взаимодействий частиц в пристенной зоне криволинейного канала.
Выполнены исследования движения полидисперсного аэрозоля в прозрачном противоточном циклоне, определены распределения концентраций по окружности аппарата.
Проанализированы модели движения жгутов при больших и малых концентрациях частиц в зависимости от коэффициента трения жгута о поверхность.
В четвертой главе приведены данные испытаний модельных установок обеспыливания, приведен расчет противоточного пылеконцентратора по уточненной методике и приведены данные промышленных испытаний аппаратов.
В заключении подведены основные итоги проведенных исследований.
В приложении приведены фото установки для замера интенсивности вихря, зонд для замера вектора скорости потока, микрофотографии порошков, образующих отложения в циклонах, расчет распределений концентраций в криволинейном канале, результаты аэродинамических замеров в промышленной установке для обеспыливания воздуха, протокол рассмотрения работоспособности установки обеспыливания воздуха.
Аппараты с преимущественно прямоточным движением закрученного потока
В прямоточных сепараторах закрутка проводится либо лопаточным, либо боковым (тангенциальным, улиточным) вводом. Концентрат пыли транспортируется газом к щели, сообщающейся с приемником. Пыль попадает в приемник через щель путем инерционного заброса крупных частиц при обтекании щели потоком или путем транспортирования частиц малой долей потока. При малых крутках потока окружная компонента скорости на оси равна нулю, увеличивается с увеличением радиуса до максимального значения и далее незначительно уменьшается Осевая компонента деформирована незначительно. При сильных крутках основной поток движется в периферийной области. За счет эжекционных эффектов формируется обратный кольцевой поток, который разворачивается в сторону газовыводящего патрубка [40, 46, 54]. В приосевой области также возникают возвратные течения [40, 54, 65, 66].
Структура закрученного потока, распространяющегося в осевом направлении, определяется числом крутки, представляющего собой отношение аксиального потока момента количества движения к аксиальному полному количеству движения в произвольном сечении струи или трубы [41, 67, 68, 69, 36]. Аксиальный поток момента количества движения и полное количество движения в аксиальном направлении в произвольном сечении канала или струи определяются распределением скоростей и плотностей в поперечном сечении. Было найдено [67], что в трубе круглого сечения в осесимметричном закрученном, потоке поле тангенциальных скоростей практически не зависит от вида завихрителя и определяется числом крутки (интегральным параметром интенсивности крутки). В [70] приведены характеристики течений в каждом сечении трубы в зависимости от локального значения параметра крутки, представленного через динамическую составляющую количества движения. Значения локальных параметров крутки находились путем решения уравнений движения газа в трубе в приближении погранслоя. Начальные значения параметров крутки (конструктивный параметр) выражались через конструктивные соотношения закручивателей с корректирующими коэффициентами, которые были определены экспериментально. Метод расчета аэродинамической структуры изотермического потока в циклонной камере описан в [71, 72]. Проведен анализ опытных данных и различных расчетных методов для камер с аксиальным вводом закрученной среды. В опытном образце с диметром 0,18 м обнаружено, что часть периферийного потока огибает циркуляционную зону, делает зигзаг, разворачиваясь в объёме камеры, присоединяется к центральной струе и выходит наружу. Расчетное уравнение получено из уравнений движения и неразрывности в приближении пограничного слоя при допущении независимости тангенциальной скорости от осевой координаты и при использовании выражения для неизвестного турбулентного напряжения в форме, предложенной в работе [47].
В [73, 74] приводятся сведения об аэродинамической структуре потоков в камерах с тангенциальным вводом среды в верхней части с разными конструктивными соотношениями, шероховатостью стенок. Потоки направлены сверху вниз к выходной амбразуре. В объёме циклона выделяется пять характерных кольцевых зон. Имеются, два главных нисходящих несущих основную массу потока: пристенный -1 и приосевой -3. В этих потоках сочетаются максимумы аксиальной и тангенциальной скоростей. Потоки 1 и 3 разделены промежуточной зоной 2, заполненной подъёмными турбулентными вихрями, ответвляющимися от потоков 1 и 3, при движении и смешивании которых образуется в целом обратный ток 2. В зоне 2 образуется провал окружных скоростей и формирование отрицательных (обратных) аксиальных скоростей. Поэтому они имеют седлообразную изменяющуюся по высоте структуру. Вблизи сопл в зоне 4 газ течет в сторону глухого торца, тогда как на оси в зоне 5 в сторону выходной амбразуры. В большей части циклона на оси газ движется внутрь циклона. Существенное влияние на аэродинамику оказывает параметр типа числа Россби [46], представленный, как отношение площади входных сопл к площади сечения камеры. С увеличением этого параметра в профилях аксиальных скоростей исчезают провалы и обратные токи в зонах 4 и 5, а на их месте появляется один мощный опускной поток. Конфигурация сопл (отношение ширины к высоте сопла) не влияет на структуру потока
Параметры потока в вихревой камере
Для вихревых камер с равномерно распределенным тангенциальным вводом газа по образующей в [46] приведены теоретические оценки потоков, которые согласуются с экспериментом. Хотя такие камеры используются в основном для интенсификации массообменных процессов (сжигание топлива, сушка дисперсных материалов), движение газовой среды в них такое же как и в циклонных пылеуловителях. Для обобщения распределения окружных скоростей и циркуляции r = W(pR в [142] предложена зависимость a = r/rwm, где индекс wm означает, что значение Г №т относится к радиусу Rwm, на котором W(ym=maxW(p, r»= wm г = Г/Гш =[2/7/n + 72f п, n = R/Rwm, «-показатель, зависящий от конструкции камеры. При Г)=1, г—\. Из условия dz/dr\=Q находится предельное значение т\гт=[(п+\у(п-1)]0 5. В [54] приведены сведения, касающиеся значений Rwm циклонных и вихревых камер по многочисленным литературным источникам, в которых рекомендуются значения Rwm/RH на основании результатов аэродинамических продувок камер. В [54] при анализе уравнения движения газа в ядре потока турбулентное тангенциальное напряжение трения записано через градиент циркуляции, что подразумевает отсутствие турбулентного трения в потенциальном потоке. Поэтому показатель степени в уравнении распределения тангенциальных скоростей в ядре потока при наличии тангенциального трения должен быть меньше единицы. В [54] приведен обзорный материал об исследовании распределения характерных параметров в объеме вихревых камер с различной геометрией ввода и вывода потока из вихревой камеры. К базовым величинам относятся: радиусы поверхностей точек максимальных значений окружных скоростей и моментов окружных скоростей, радиусы поверхностей точек нулевых аксиальных скоростей в периферийной и внутренней областях, радиусы поверхностей точек нулевых значений давлений. Даются соотношения для определения положения указанных поверхностей, а также соотношения для определения скоростей и давлений. Однако существуют противоречивые данные о расположение поверхностей с радиусами гт-радиус максимальной окружной скорости , Гр-радиус нулевого избыточного давления для камер с истечением закрученного потока в атмосферу, 0-радиус нулевой аксиальной скорости. Для большинства технологических вихревых камер, работающих под напором с истечение газа в объем с атмосферным давлением, имеются сведения по оценкам значений rm, Vm [54]: Л, Радиус нулевого избыточного давления для вихревых камер по различным источникам определяется либо больше, либо меньше, либо равным величине гт. Величина гт зависит от длины выходного патрубка и для патрубка длиной кратной четырем диаметрам, rm=0JR\ [54]. Большое значение с точки зрения аэродинамической эффективности технологической вихревой камеры имеет организация вывода из камеры газов, обладающих большой кинетической энергией. В [28] приведены сведения о количественных изменениях характеристик потока при различных конструкциях вывода. Это объясняется изменение количества эжекируемых газов, поступающих из наружной среды в рабочий объем в приосевой зоне. В приведенных исследованиях допускается, что давления и окружные скорости по длине камеры не меняются. Однако, для противоточных циклонных пылеуловителей такое допущение неправомерно. Для прямоточного сепаратора характер течения определяется параметром крутки потока Ф=ЄЧЛ?ХІ?Н, где Єф -осевая компонента момента количества движения, Gy-осевая компонента потока количества движения [66]. В упрощенном виде аксиальные потоки момента количества движения и количества движения не содержат членов с пульсационными скоростями. Поэтому вместо указанных компонентов используются величины крутки является величина Ф = , где осевая составляющая количества движения К = 27rJpH/x2rdr. В этот параметр не входит статическое давление.
Распределение частиц в конусе циклонного пылеуловителя
В противоточном циклоне в каждом сечении конуса в приосевой области потоки направлены вверх, в сторону газовыводного патрубка, в периферийной области - вниз, в сторону пылевыводного канала. Схематично области движения потоков через сечения, нормалью к оси, представлены на рис. 3.2. Зона I - приосевое движение из приёмника с присоединёнными токами из сепарационного пространства в газовыводящий газоход. Зона II — зона радиального перемещения газа - ядро - из периферийной области в приосевую. Зона III — зона периферийной области — области струйного течения и пристенного слоя. В зоне I существует подзона квазитвёрдого вращательного движения и кваз и потенциально го течения, в зоне II — квазипотенциальное вращение. В периферийной области: граница ядра d2ridR2 =0; граница струйной области dTldR = 0; пограничный слой dridR«Q [49], r = R-V, V- окружная скорость; R — текущий радиус. Суммарный массовый расход газа через каждое сечение, перпендикулярное оси циклона, равен нулю, т.е. расходы газов в нисходящем и восходящем течениях равны между собой. Суммарный расход пыли через каждое сечение постоянен и равен количеству пыли, выделившейся из потока в приёмнике, или, иначе, равен расходу пыли на входе в циклон, умноженному на коэффициент очистки. Последнее утверждение вытекает из условия ненакопления пыли в выделенном отсеке конуса при балансе потоков пыли через поверхность замкнутого контура отсека (рис.3.3). Для упрощения дальнейших вычислений примем, что аксиальные скорости в восходящем и нисходящем потоках распределены равномерно по радиусам, причём зона нисходящих токов в соответствии с рекомендациями [49] в периферийной области определяется выражением: R4 R4 радиус цилиндра циклона. Для высокоэффективных циклонов 1 - гя = 0.25 н- 0.26. Из рис.3.3 следует, что образующие конических В этих уравнениях т— эффективность улавливания частиц размером 5; Свх — концентрация частиц размером 5 в газе. С - текущая концентрация частиц размером 5 в газе, Q — расход газа. Будем полагать, что присутствие частиц не влияет на движение газа, W = const;W+ = const; показатель степени п в распределении окружных скоростей в квазипотенциальной зоне имеет одно и то же значение в различных сечениях, перенос частиц в радиальном направлении оценивается потоком частиц в осреднённом относительном их движении при воздействии на них центробежных сил и турбулентного диффузионного потока. Уравнение переноса в радиальном направлении имеет вид:циклоне, R4— радиус циклона; 5- диаметр частиц; Р5 р- плотность частицы и газа, v — коэффициент кинематической вязкости; п — показатель в уравнении и-г" = const = ивх -\". к \ - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при отклонении от стоксовского обтекания в условиях воздействия пульсаций [7]. п меняется по высоте в диапазоне 0,2-0,7 [23].
Испытание систем аппаратов с устойчивым процессом сепарации
Для изучения характеристик и проведения испытаний инерционных циклонных пылеотделителей был разработан исследовательский стенд представляет собой вихревой разгрузитель (ВР), способный компоноваться в виде двух схем: либо с прямоточным цилиндрическим концентратором (ПЦК), либо с противоточным цилиндрическим концентратором (ЦК). Для осуществления подачи материала средней связности использовался специально сконструированный вибродозатор, позволяющий проводить равномерную подачу мелких частиц в поток. Установка работает под разрежением. Разрежение создаётся центробежным вентилятором ВЦ-5-35, 3000 об/мин с производительностью Q=1000 м /час при разрежении 3000 Па. В качестве тестового материала использовался цемент М 400 с медианным размером частиц S50-23 мкм, дисперсией сг,, =3.1, плотностью /о1/=2900 кг/м3. В качестве рабочего потока использовался атмосферный воздух помещения лаборатории. Опыты проводились при нормальных условиях. Расход воздуха через установку определялся по входному коллектору путём измерения статического разрежения. В отличие от [168] был применен весовой метод. В рамках проведения исследований инерционных цилиндрических пылеконцентраторов было осуществлено сравнение эффективностей сепарации частиц по двум различным схемам, представленных на рис. 4.2 и рис. 4.3. Обе схемы имеют выносные противоточные циклоны, основные и дополнительные фильтры. Полученные результаты исследований представлены в табл. 4.2. Точки замера перепадов давления для различных вариантов схем представлены на рис. 4.4. и рис. 4.5., где I, II, III, IV, V - точки замеров перепадов давлений на входном коллекторе, перед выносным противоточным циклоном, после выносного противоточного циклона, после дополнительного фильтра и в центре вихревой камеры соответственно. В опытах №1-6, 11 и 12 были проведены исследования комбинированной схемы ВР и ПЦК и ВР и ЦК. В опытах № 11 и 12 проводилось изучение возможности отвода пыли непосредственно на выходе из ВР, сокращая размеры ПЦК. В опытах №7-10 проводилось изучение возвратных токов в ПЦК. Опыты проводились для схемы ВР и ПЦК. При этом проводилась непрерывная подача пыли по оси на-разные глубины аппарата. В опытах №13-15 проводилось исследование одиночного ПЦК. В опыте №16-18 проводилось исследование одиночного ЦК, при этом использовался тангенциальный закручиватель. Расчетные эффективности сепарации частиц для схем с ВР представлены в табл. 4.2. Эффективности сепарации частиц для схем с вводом пыли по оси ВР представлены в табл. 4.3. Эффективности сепарации частиц ПЦК и ЦК представлены в табл. 4.4. Рь Р2, Рз, Р4 5 (мм. вод. ст.) - давление в фиксированных точках; GDX (г) — количество подаваемого материала; т(м) — время проведения опыта; Gyj,Bp - масса материала уловленного ВР; Сулц -масса материала уловленного в выносном циклоне; G$ — привес общего рукавного фильтра; Gu - привес рукавного фильтра циклона. Р данным). Во всех опытах плотность воздуха принималась 1.2 кг/м . Площадь входа в ВР: Fm= 0.002 м . Общую эффективность в опытах 1-12 определяли Во всех опытах плотность воздуха принималась 1.2 кг/м . Площадь входа в ВР щ 0.002 м . Общую эффективность в опытах 1-12 определяли по формуле r, = G"" G»n . Q - расход воздуха через установку (м3/с); qu — расход воздуха через выносной циклоп (м /с); CQ - концентрация пыли (г/м ); 7„ Лнк, 7„ общая эффективность сепарации частиц установкой, ВР и ПИК или ЦК соответственно (%); К - количество воздуха с пылеконцентратом, отводимого в выносной циклон (%); 77,/- эффективность сепарации частиц выносного циклона (%).
