Теорія і практика використання циклонів на деревообробних підприємствах

Abstract

Теоретично обґрунтовано доцільність зміни геометричних розмірів циклона та на цій основі розроблено нову конструкцію пиловловлювача. Наведено характеристику основним типам циклонів, що використовуються у деревообробній галузі. Проаналізовано наявні підходи до математичного моделювання аеродинамічних процесів у циклонах. Наведено нову математичну модель руху запиленого повітря всередині сепаратора, яка ґрунтується на сумісному розгляді рівнянь Нав'є-Стокса для в'язкої стисливої рідини (газу), рівняння нерозривності, рівнянь стану і рівнянь балансу тепла. Для циклону типу ЦН-15 записано початкові і граничні умови. Розв'язано отриману повну систему диференціальних рівнянь у частинних похідних та досліджено вплив геометричних розмірів сепаратора на експлуатаційні показники апарату. Числовий аналіз задачі проведено для циклона з фіксованими геометричними параметрами. Досліджено залежність гідравлічного опору циклона від таких параметрів, як висота циліндричної частини, глибина занурення вихлопної труби, висота конічної частини, діаметр вихлопної труби, діаметр пиловипускного патрубка. Досліджено розподіл статичного тиску всередині корпуса циклона. Під час досліджень розглядали різні діаметри пиловипускного отвору, а також різні значення висоти циліндричної частини. Досліджено поле швидкостей запиленого потоку всередині пиловловлювача, зокрема, її тангенціальна та осьова складові. На основі розробленої математичної моделі побудовано ізолінії швидкості потоку у характерних площинах, які проходять через вертикальну вісь циклона. Для підтвердження адекватності запропонованої математичної моделі результати числового аналізу підтверджено експериментальними дослідженнями. Для цього розроблено конструкцію експериментального стенда для проведення досліджень, у якій передбачено можливість зміни висоти циліндричної частини, глибини занурення вихлопної труби, площі поперечного перерізу вихлопної труби та використання різних типів конічної частини бункерів.

Keywords

• циклон; запилене повітря; математичне моделювання аеродинамічних процесів; рівняння нав'є-стокса