ГИДРОДИНАМИКА И СТРУКТУРА ПОТОКА В ЩЕЛЕВОЙ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ ПЕРЕГОРОДКЕ

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.

гидродинамика, гидравлическое сопротивление, моделирование, щелевой фильтр, структура, фильтрующая перегородка

1. McCoy A., Constantinescu G., Weber L. J. Numerical investigation of flow hydrodynamics in a channel with a series of groynes // Journal of Hydraulic Engineering. 2008. V. 134. N 2. p. 157-172.

2. Stone B. M., Shen H. T. Hydraulic resistance of flow in channels with cylindrical roughness // Journal of hydraulic engineering. 2002. V. 128. N 5. p. 500-506.

3. Saleem M, Krammer G, Tahir M.S. The effect of operating conditions on resistance parameters of filter media and limestone dust cake for uniformly loaded needle felts in a pilot scale test facility at ambient conditions // Powder Technology / 2012. N 228.44-2 p. 100-107.

4. Виноградов В.В., Зыкова Ю.А., Самохвалов Н.М. Влияние структуры щелевого фильтра на гидравлическое сопротивление // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2015. N 4. С. 3-10.

5. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. М.: Химия, 1968. 510 с.

6. Пат. 156669 Российская Федерация, МПК B01D46/40. Фильтр для очистки газа от пыли Н.М. Самохвалов, В.В. Виноградов, Ю.А. Зыкова; заявитель и патентообладатель Иркутский национальный исследовательский технич. ун-т. N 2015111410/05; заявл. 30.03.2015; опубл. 10.11.2015, Бюл. N 31. 2 с. : ил.

7. Пат. 2378494 Российская Федерация, МПК E21B43/08. Щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом / Э.Ф. Соловьев, С.Е. Варламов; заявители и патентообладатели Э.Ф. Соловьев, С.Е. Варламов. №2008116934/03; заявл. 28.04.2008; опубл. 10.01.2010, Бюл. N1. 2 с. : ил.

8. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Альянс. 2009. 759 с.

9. Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассообмен: Учебное пособие для вузов, 2-е изд. исправ. и доп. М.:Изд-во МЭИ, 2005. 550 с.

10. Островский Г.М. Пневматический транспорт сыпучих материалов в химической промышленности. Л.: Химия, 1984. 104 с.