Самохвалов Николай Митрофанович, к.т.н., доцент
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Nikolay M. Samokhvalov, Ph.D. (Engineering), Associate Professor
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Виноградов Владимир Владимирович, к.т.н., электроник
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Vladimir V. Vinogradov, Ph.D. (Engineering), Electronics
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Зыкова Юлия Александровна, преподаватель
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Yulia A. Zykova, Senior Teacher
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Цель настоящего исследования – разработка методики расчета гидравлического сопротивления и эффективности очистки запыленных газов струйно-фильтрационным пылеуловителем на основе экспериментальных данных. Названный пылеуловитель применяется для очистки запыленных газовых потоков высокой концентрации путем двухступенчатой очистки. На первой ступени в целях максимального снижения пылевой нагрузки происходит осаждение пылевых частиц под действием инерционных сил, возникающих за счет резкого торможения струи запыленного газа. На второй ступени обеспечивается высокоэффективная очистка потока на уровне 98–99 % и более за счет процесса фильтрования через насыпной зернистый слой. Проведены экспериментальные исследования влияния скорости струи, конструктивных размеров сопла и его расстояния до входа в бункер, размеров и плотности пылевых частиц, запыленности газового потока и свойств пыли на гидравлическое сопротивление и эффективность очистки струйной и фильтрующей частей пылеуловителя. Установлено, что наиболее существенное влияние на рост гидравлического сопротивления и эффективности очистки струйной части оказывают скоростной напор струи, угол сходимости сопла и форма аэроканала. Определены оптимальные пределы скорости струи, размеры конструктивных элементов пылеуловителя, которые позволяют обеспечить эффективность очистки пылегазового потока струйной частью не менее чем на 80 %. Разработаны методы расчета гидравлического сопротивления струйной части пылеуловителя на основе коэффициентов местного сопротивления, конфузора, отвода и аэроканала в зависимости от плотности очищаемого газа и средней скорости потока в аэроканале. Определено гидравлическое сопротивление чистой зернистой фильтрующей перегородки, а также при накоплении в ней пылевого осадка. На основе закона улавливания частиц однородным фильтром применительно к зернистым слоям разработан метод расчета поверхности и толщины фильтрующего слоя и продолжительности межрегенерационного цикла фильтрования.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The current study is aimed at the development of a methodology for calculating hydraulic resistance and the efficiency of cleaning dusty gases with a jet filter dust collector based on experimental data. This dust collector is applied in cleaning dusty gas streams of high concentration by means of a two-stage procedure. At the first stage, in order to minimise dust load, dust particles are deposited under the action of inertial forces arising from the sharp deceleration of a stream. At the second stage, a highly effective purification of the flow is ensured at the level of 98–99 % or more due to the filtering process through the bulk granular layer. Experimental studies of hydraulic resistance and cleaning efficiency of the jet and filter parts of the dust collector affected by jet velocity, nozzle design and its distance to the hopper, dust particle size and density, dust content of the gas flow, as well as dust properties, were carried out. The most significant influence on the increase in hydraulic resistance and the cleaning efficiency of the jet part was established to be exerted by the high-pressure head of the jet, the convergence angle of the nozzle and the shape of the air channel. The optimal limits of the jet velocity, the dimensions of the structural elements of the dust collector are determined, ensuring the efficiency of cleaning the dust and gas stream in the jet part by at least 80 %. Methods were developed for calculating the hydraulic resistance of the jet part of the dust collector based on the coefficients of local resistance, reducer, exhaust and air channel, depending on the density of the gas being cleaned and the average flow rate in the air channel. The hydraulic resistance of the granular filtering partition when clean, as well as during the accumulation of dust sediment, was determined. Based on the law of particle accumulation by a uniform filter as applied to granular layers, a method was developed for calculating the surface and thickness of the filter layer and the duration of the inter-regeneration cycle of the filter.
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.