ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СКОРОСТИ ВХОДЯЩЕГО ПОТОКА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЦИКЛОНОВ

Изучено влияние скорости входящего потока пыли и размеров входного отверстия циклона на его производительность. Структура поля потока была исследована с помощью расчетов с использованием модели турбулентности напряжений Рейнольдса (МТНР) для циклонного сепаратора. Результаты показывают, что максимальная тангенциальная скорость в циклоне уменьшается с увеличением размеров входа в циклон. В пространстве циклона ускорение не происходит (максимальная тангенциальная скорость почти постоянна во всем циклоне). Увеличение размеров входного отверстия циклона снижает падение давления. Диаметр отсечки циклона увеличивается с увеличением входного размера циклона (следовательно, общий КПД циклона снижается из-за слабой силы вихря). Эффект от изменения ширины входа более значителен, чем высота входа, особенно для диаметра отсечки. Влияние моделирования колебаний скорости на прогноз эффективности сбора циклонных сепараторов было численно исследовано с использованием МТНР и моделирования больших вихрей (МБВ). Подход к моделированию Эйлера-Лагранжа использован Solidworks Flow Simulation для моделирования трехмерных нестационарных турбулентных потоков газа и твердых тел в высокоэффективном циклоне Стэрманд. Результаты моделирования были сопоставлены с доступными литературными данными. Анализ результатов показывает, что МТНР и МБВ адекватно предсказали среднее поле течения. Также МБВ имеет хорошие характеристики при прогнозировании флуктуирующего поля потока и эффективности улавливания для каждого размера частиц. И на прогноз эффективности улавливания, особенно для мелких частиц, большое влияние оказывает моделирование колебаний скорости в циклонах.

Мақолада циклон кириш қисмидаги чанг оқимининг тезлиги циклонларнинг ишлашига таъсири ўрганилган. Оқим майдони структураси Рейнольдснинг турбулентлик (МТНР) модели ёрдамида ҳисоб-китоблар орқали кўриб чиқилди. Натижалар шуни кўрсатадики, циклондаги максимал тангенциал тезлик циклонга кириш ҳажми ошиши билан камаяди. Циклон фазосида тезланиш содир бўлмайди (максимал тангенциал тезлик бутун циклон бўйлаб деярли доимий). Циклонга чанг кириш ҳажмини ошириш босимнинг пасайишини камайтиради. Циклоннинг диаметри унинг кириш қисми ўлчами билан ортади (шунинг учун уюрма кучи туфайли циклоннинг ФИК пасаяди). Кириш кенглигини ўзгартиришнинг таъсири кириш баландлигидан кўра муҳимроқ ҳисобланади. Тезлик тебраниши симуляция қилишнинг циклон сепараторлари самарадорлиги ошишига таъсири (МТНР) ва катта гирдоб симуляцияси (МБВ) ёрдамида рақамли ўрганилди. Эйлер-Лагранж моделлаштириш ёндашуви Solidworks Flow Simulation томонидан юқори самарали Старманд циклонида 3D стационар бўлмаган турбулент газ ва қаттиқ оқимларни симуляция қилиш учун ишлатилган. Симуляция натижалари мавжуд адабиёт маълумотлари билан солиштирилди. Натижалар таҳлили шуни кўрсатадики, МТНР ва МБВ ўртача оқим майдонини етарли даражада аниқлади. Шунингдек, МБВ ҳар бир заррача ўлчами учун ўзгарувчан оқим майдони ва ушлаш самарадорлигини прогноз қилишда яхши натижалар кўрсатди. Циклонларда тезлик тебранишларини моделлаштириш ҳам ушлаш самарадорлиги прогнозида, айниқса, кичик зарралар учун катта таъсир кўрсатади.

A study into the influence of the speed of the incoming dust flow and a size of the inlet of a cyclone on its performance. The structure of the flow field has been investigated by calculations made using the Reynolds Stress Turbulence Model (MTNR) for a cyclone separator. The findings show that the maximum tangential velocity in the cyclone decreases when the entry size to the cyclone increases. No acceleration occurs within the cyclone body (maximum tangential velocity is almost constant throughout the cyclone). Increased size of the cyclone inlet reduces the drop of pressure. The cyclone's cutoff diameter increases with the cyclone's inlet size (therefore, the overall efficiency of the cyclone decreases due to a low vortex strength). The effect of altering the entry’s width is more significant than its height, especially for the cut-off diameter. The influence of simulations of velocity fluctuation on prediction of collection efficiency of cyclone separators has been numerically investigated using MTNR and large eddy simulation (MBV). The Euler-Lagrange modeling approach was used by Solidworks Flow Simulation to simulate 3D non-stationary turbulent gas and solid flows in the high-efficiency Starmand cyclone. The simulation results have been compared with available reference data. An analysis of the findings shows that the MTNR and MBV could adequately predict the mean flow field. The study shows that the (MBV) performs well in predicting fluctuating flow field and capture efficiency for each particle size. The results show that prediction of collection efficiency, especially for fine particles, is greatly influenced by simulation of velocity fluctuations in cyclones.