Снижение аэродинамического сопротивления инерционно-вакуумного золоуловителя

Актуальность темы исследования обусловлена существованием экологической проблемы, связанной с вредными выбросами в атмосферу. Наиболее высокоэффективными являются электрофильтры и тканевые фильтры (~90-99,5% улавливания). На фоне данных аппаратов инерционные отстают и по своей эффективности улавливания и по спектру улавливания гранулометрического состава золы. Исследования, проводимые в статье направлены на создание такого инерционного аппарата, который бы обладал как минимальным сопротивлением, так и высокой эффективностью.

ЦЕЛЬ. Рассмотреть возможность снижения аэродинамического сопротивления путем изменения конструкции аппарата, а именно, увеличением диаметра входного патрубка в инерционно-вакуумном золоуловителе. Рассмотреть ряд иных способов по дальнейшему снижению аэродинамического сопротивления аппарата. Выявить перспективность и оценку капитальных затрат на реконструкцию золоулавливающего аппарата. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся метод расчета динамики дисперсного потока в инерционно-вакуумном золоуловителе, реализованный МКР. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрены результаты численного расчета. Произведен расчет влияния граничных условий, в число которых входит скорость потока на входе, тепловые и гидравлические параметры потока уходящих газов на входе в золоуловитель, по отношению к искомому перепаду давлений на аппарате, а также эффективности улавливания. В данной статье описан процесс, вследствие которого происходит изменение гидравлических характеристик вдоль проточной части ИВЗ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Изменение конструкции аппарата ведет к уменьшению сопротивления ИВЗ, при этом данные изменения крайне чувствительны к влиянию на степень очистки. Расчеты показали, что данный способ оправдывает себя с точки зрения снижения сопротивления. Перепад давления колеблется в диапазоне 279,8-1273 мм. вод. ст. Сходимость итерационного расчета, с учетом качества сетки, обеспечивают гибкость, достигается меньшим количеством итераций, однако временные затраты на расчет меньше не становятся.

1. Yusha, V.L., Fil’kin, N.Yu. Numerical analysis of gas dynamic efficiency of short diffusers with internal guiding blades // Chemical and Petroleum Engineering. 2016. Vol. 52, Issue 7. P. 484–487.

2. Дмитриев, А.Н. Взаимодействия при касании препятствия взвешенной в потоке частицей / А. Н. Дмитриев, М. Г. Зиганшин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2008. – № 3-4. – С. 58-63.

3. Злочевский, В.Л. Аэродинамическое сопротивление винтового канала в циклоне-сепараторе / В. Л. Злочевский, К. А. Мухопад // Техника и технология пищевых производств. – 2017. – № 3(46). – С. 102-107.

4. Мостовенко, Л.В. Модернизация инерционно-вакуумного золоуловителя / Л. В. Мостовенко, В. П. Белоглазов // Надежность и безопасность энергетики. – 2022. – Т. 15. – № 2. – С. 120-125.

5. Мостовенко, Л.В. Флуктуации запыленного потока и их влияние на сопротивление золоулавливающего аппарата / ЛВ. Мостовенко, ВП. Белоглазов // Актуальные вопросы энергетики. 2022. Т. 4. № 1. С. 11-19. doi: 10.25206/2686-6935-2022-4-1-11-19.

6. Dust emissions' reduction into the atmosphere by environmental-engineering systems of smallsize devices with counter-swirling flows (CSF) / N. M. Sergina, A. A. Sakharova, V. N. Azarov [et al.] // E3S Web of Conferences: International Scientific Conference "Construction and Architecture: Theory and Practice for the Innovation Development", CATPID 2019, Kislovodsk, 01–05 октября 2019 года. – Kislovodsk: EDP Sciences, 2019. – P. 01037. – DOI: 10.1051/e3sconf/201913801037.

7. Замалиева, А.Т. Усовершенствованная установка фильтрации газа для подготовки топлива энергетических систем / А. Т. Замалиева, М. Г. Зиганшин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2019. – Т. 21. – № 5. – С. 124-131. – DOI: 10.30724/1998-9903-2019-21-5-124-131.

8. Belyaeva, G.I. Experimental and calculated testing of the efficiency of cyclone filtering devices / G. I. Belyaeva, A. T. Zamalieva, M. G. Ziganshin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : 5, 19 Mira Street, Ekaterinburg, 21–22 мая 2019 года. – 19 Mira Street, Ekaterinburg, 2020. – P. 012067. – DOI: 10.1088/1757-899X/972/1/012067.

9. Fassani, F.L. A study of the effect of high inlet solids loading on a cyclone separator pressure drop and collection efficiency / F. L. Fassani, L. Goldstein // Powder Technology. – 2000. – Vol. 107. – No 1-2. – P. 60-65. – DOI: 10.1016/S0032-5910(99)00091-1.

10. L. Sun, Z. Ye, R. Cui, X. Huang, and C. Wu, “Eliminating isomorphism identification method for synthesizing nonfractionated kinematic chains based on graph similarity,” Mechanism and Machine Theory, vol. 167, p. 104500, Jan. 2022, doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2021.104500.

11. К вопросу о снижении энергозатрат в системах обеспыливания выбросов в атмосферный воздух / Н. М. Сергина, А. В. Курасов, В. М. Зотов, М. С. Соломахин // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. – 2022. – № 3(88). – С. 165-171.

12. Чичиров, К.О. Экспериментальные исследования характеристик первичного ввода пылеуловителя на встречных закрученных потоках / К. О. Чичиров, М. К. Бочаров, Т. Т. Фахриев // Проблемы энергосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах : сборник статей XXI Международной научно-практической конференции, Пенза, 28–29 апреля 2020 года / Под редакцией Т.И. Королевой. – Пенза: Автономная некоммерческая научно-образовательная организация «Приволжский Дом знаний», 2020. – С. 183-188.

13. Луканин, Д.В. Основные параметры, влияющие на пылеулавливание и структуру потоков в аппаратах ВЗП / Д. В. Луканин, В. И. Милохова // Теоретический и практический потенциал современной науки : Сборник научных статей / Научный редактор Д.В. Фурсова. – Москва : Издательство "Перо", 2019. – С. 87-89.

14. Филькин, Н.Ю. Повышение газодинамической эффективности фильтров с коротким диффузором при работе в завихренном потоке / Н. Ю. Филькин, В. Л. Юша, А. А. Капелюховская // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. – 2018. – Т. 2. – № 1. – С. 72-79. – DOI: 10.25206/2588-0373-2018-2-1-72-79.

15. Wood, R.M. Aerodynamic drag and drag reduction: Energy and energy savings / R. M. Wood // 41st Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, 06–09 января 2003 года. – Reno, NV: Без издательства, 2003.