Цель - изучение влияния структурных характеристик щелевой фильтрующей перегородки на гидродинамику и структуру газового потока в каналах перегородки, что необходимо для разработки метода расчета гидравлического сопротивления и создания наиболее энергетически выгодных условий работы щелевого фильтра. Для изучения структуры потока в щелевых каналах разработано математическое описание течения потока в канальной модели для коридорной и шахматной щелевой перегородок, которое позволяет определить локальную скорость потока в любой точке канала фильтрующей перегородки, построить профили скоростей в любом поперечном сечении канала в зависимости от типа щелевой перегородки. Выполнено моделирование профилей скоростей в каналах коридорной и шахматной структур щелевых перегородок для различных диаметров проволоки и числа ее слоев, в зависимости от скорости фильтрования. Установлено, что для щелевых фильтрующих перегородок с диаметром проволоки от 0,5 до 1,4 мм, количеством слоев от 2 до 7 при скорости фильтрования в пределах 0,05-0,2 м/с течение потока происходит при ламинарном режиме, а обтекание витков проволоки при переходном режиме. Установлено, что стабилизация распределения скоростей по поперечному сечению канала в щелевой перегородке происходит после четвертого слоя витков. Предложена математическая зависимость для расчета гидравлического сопротивления щелевого фильтрующей перегородки с учетом ее структурных характеристик и гидродинамического режима газового потока.
The purpose is to study the influence of the structural characteristics of the slit filter partition on the hydrodynamics and structure of the gas flow in the channels of the partition, which is necessary to develop a method for calculating the hydraulic resistance and creating the most energy-efficient conditions of the slit filter. To study the flow structure in the slit channels, a mathematical description of the flow in the channel model for the corridor and staggered slit partitions is developed, which allows to determine the local flow rate at any point of the channel of the filtering partition, to construct velocity profiles in any cross-section of the channel depending on the type of the slit partition. The modeling of velocity profiles in the channels of the corridor and staggered structure of slit partitions for different wire diameters and the number of its layers, depending on the filtration rate, is performed. It was found that for slit filter walls with a wire diameter from 0.5 to 1.4 mm, the number of layers from 2 to 7 at a filtration rate within 0.05-0.2 m/s during the flow occurs in laminar mode, and the flow around the wire turns during the transition mode. It is established that the stabilization of the velocity distribution over the cross section of the channel in the slit partition occurs after the fourth layer of turns. The mathematical dependence for the calculation of the hydraulic resistance of the slit filter partition taking into account its structural characteristics and the hydrodynamic regime of the gas flow is proposed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.