Обґрунтування параметрів фільтрувального циклона для очищення аспіраційного повітря від деревного пилу - Автореферат

Як правило, підвищення ступеня очищення повітря від пилу в таких пристроях досягається за рахунок збільшення енергетичних витрат. Беручи до уваги специфіку деревообробного виробництва, де до 50 % енергетичних затрат витрачається на аспірацію, а пил деревини, який викидається у довкілля, є збудником алергічних та онкологічних захворювань, проблема підвищення ефективності процесу очищення повітря від пилу і зниження гідравлічного опору повітроочищувальних пристроїв стоїть особливо гостро. Мета і завдання дослідження полягають в обґрунтуванні параметрів фільтрувального циклона з урахуванням аналізу руху повітряних потоків у сепараторах циклонного типу та розробленні на цій основі конструкції високоефективних повітроочищувальних пристроїв з низькими енергетичними витратами на очищення повітря від деревного пилу. На цій основі досліджено вплив частки продуктивності, яка припадає на фільтрацію, на ефективність процесу очищення повітря від деревного пилу, гідравлічний опір фільтрувального циклона, розподіл тангенціальної складової швидкості потоку повітря та статичного тиску в циклоні. Практичне значення одержаних результатів полягає в розробленні методу зниження гідравлічного опору циклона та підвищенні ефективності процесу очищення повітря від деревного пилу, на основі чого розроблені конструкції: 1.У першому розділі наведено огляд літератури, в якому проаналізовано сучасний стан в області пиловловлювання, зроблено критичний огляд відомих конструкцій циклонів та описано процеси, що відбуваються в циклоні при очищенні повітря від пилу. Описано вплив технологічних і конструктивних параметрів на процес очищення повітря в циклонах. А саме: для того, щоб підвищити ефективність очищення пилогазового потоку в циклоні необхідно збільшити швидкість потоку повітря, що приводить до зростання відцентрових сил, які діють на частинку пилу. Одночасно зростання швидкості потоку повітря приводить до підсилення радіального стоку, збільшує кількість вихрових потоків та турбулізації потоку повітря, що знижує ефективність циклона. На основі розгляду переміщення потоку повітря у криволінійному каналі та теорії приповерхневого шару висунуто припущення про значний вплив приповерхневого шару потоку повітря поблизу зовнішньої стінки циклона на аеродинаміку процесу переміщення повітря у сепараторах циклонного типу.3) вловленою в циклоні вважається та частинка, яка за час перебування в циклоні досягла зовнішньої стінки; 6) відношення продуктивності фільтрації (Qф) до загальної продуктивності (Q) циклона (q=Qф/Q) є характеристикою конструкції циклона і не залежить від навантаження на циклон. ,(6) де ; R - відстань від осі циклона до центра мас частинки пилу; Vф - тангенціальна складова швидкості потоку повітря в циклоні; Vф0 - тангенціальна складова швидкості потоку повітря в момент входу частинки пилу в циклон; R0 - відстань від осі циклона до центра мас частинки пилу в момент входу частинки пилу в циклон. Далі з рівняння (6) за допомогою числового інтегрування методом Ньютона-Котеса одержується залежність кута ? повороту частинки пилу відносно осі циклона від часу перебування частинки в циклоні. ,(8) де a, b - відповідно висота та ширина вхідного патрубка циклона; nоб - кількість обертів, що здійснює частинка в циклоні; м - динамічна вязкість повітря; с - густина частинки пилу; R1 - радіус вихлопної труби циклона; R2 - радіус зовнішньої стінки циклона; Н - висота циліндричної частини циклона; q - частка продуктивності, що припадає на фільтрацію.Для виготовлення зовнішньої фільтрувальної стінки циклона використовували наступні матеріали: - тканину фільтрувальну поліефірну 3В4КТ. Процес очищення повітря від пилу в циклоні при застосуванні фільтрувальної зовнішньої стінки відбувається наступним чином. При опусканні потоку повітря до конуса циклона частина очищеного повітря через фільтрувальну стінку попадає в атмосферу, створюючи в циклоні потік фільтрації, продуктивністю Qф. Продуктивність фільтрації Qф є прямо пропорційною до витрат загальних повітря в циклоні Q, а значення q не залежить від продуктивності (рис. Це вказує на те, що значення q є характеристикою конкретної конструкції циклона з фільтрувальною зовнішньою стінкою.Вперше побудовано математичну модель руху частинки пилу в циклоні з фільтрувальною зовнішньою стінкою, що дало змогу дослідити процеси переміщення пилоповітряних потоків у сепараторах такого типу. Отримано, виходячи з моделі руху частинки пилу, аналітичну залежність для визначення розмірів найменших частинок деревного пилу, що будуть вловлені в циклоні та встановлені межі її застосування. Обґрунтовано, на основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень експлуатаційних і технологічних характеристик циклонів, необхідність заміни зовнішньої металевої стінки на фільтрувальну, що дало змогу підвищити ефективність процесу очищення повітря від пилу й одночасно знизити гідравлічний опір пиловловлювача. Розроблено конструкції циклону з фільтрувальною стінкою, який має низький гідравлічний опір та підвищену ефектив

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ