image

Газовая промышленность № 7 2017

Экология

01.07.2017 11:00 ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОТОКА ГАЗА В БАТАРЕЙНЫХ ЦИКЛОНАХ
Целью работы является создание циклонного фильтрующего аппарата для действующих очистных сооружений. В результате проведенных исследований на опытном образце циклонного фильтра определена степень осаждения частиц при разных физических параметрах. Получены расчетные выражения для оценки эффективности осаждения частиц в вихревых потоках с использованием уравнений движения Навье – Стокса для потока и первого закона Ньютона для частиц. Результаты, представленные в статье, позволяют определить наиболее эффективное расположение входов полуулиточных патрубков циклонных элементов в батарейном циклоне и учитывать гидравлическое сопротивление аппарата. Определены степени осаждения частиц в циклоне в зависимости от числа Рейнольдса. Методы моделирования вращающихся двухфазных потоков в циклонах показывают, что для прикладных задач основной является модель RANS (RANS, Reynolds-Averaged Navier - Stokes equation), основанная на рейнольдсовом осреднении параметров турбулентности и уравнениях Навье – Стокса. Замыкание уравнений разрешается на базе простых статистических моделей турбулентности. Выявлены изменения тангенциальных составляющих скоростей и статического давления в нескольких поперечных сечениях циклона посредством методов вычислительной гидродинамики. С применением результатов, полученных в ходе исследования, скомпонован батарейный циклон, элементами которого являются циклон-фильтры. Методами вычислительной гидродинамики построена 2D-модель серийного батарейного циклона ЦБ-16, состоящего из 16 циклонных элементов. Рассмотрены две модели расположения циклонных элементов. Все данные численного моделирования подтверждены эмпирическими результатами натурных испытаний, сопоставимы с ними и не противоречат основным подходам аналитического решения уравнений Навье – Стокса и теплопроводности для граничных условий 1–3-го родов.
Ключевые слова: ЦИКЛОН, ФИЛЬТР, СЕПАРАЦИЯ, СТЕПЕНЬ ОЧИСТКИ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ.


← Назад к списку