Исследование гидродинамики вихревого пылеуловителя с визуализацией протекающих процессов и разработка метода управления взаимодействием вихревых потоков

Abstract

Введение. Актуальным является разработка метода управления взаимодействием закрученных потоков в вихревых пылеуловителях для обеспечения высокой эффективности их работы в конкретных производственных условиях. Научная задача - установление режимных параметров и определение их интервалов для разработки метода управления на основе исследования гидродинамики взаимодействия вихревых потоков в прозрачной цилиндрической сепарационной камере пылеуловителя. Материалы и методы. Использован лабораторный образец вихревого пылеуловителя и экспериментальная установка, оснащенная контрольно-измерительными и регулирующими приборами. Гидродинамические исследования проведены по стандартным методикам. Результаты. Получены новые зависимости гидравлического сопротивления и эффективности улавливания мелкодисперсных материалов в вихревом пылеуловителе от общего объемного расхода газа, кратности расходов и концентрации пыли. Впервые установлено образование «вращающегося кольца» дисперсного материала в сепарационной камере, структура, толщина и высота формирования которого зависит от изменения кратности расходов в интервале k = 0,35÷0,5. Определены оптимальные интервалы изменения режимных параметров: гидродинамический режим работы вихревого пылеуловителя в интервале кратности расходов k = 0,6÷0,8; режим осуществления тепло- и массообменных процессов - в интервале k = 0,35÷0,5. Выводы. Разработан метод управления взаимодействующими вихревыми потоками в аппаратах для очистки газов от мелкодисперсных частиц, позволяющий обеспечить высокую эффективность улавливания при невысоком гидравлическом сопротивлении.