Можно предположить, что при скорости 11,6 м/с точка присоединения струи расположена на расстоянии (0,40).
Из сказанного можно сделать вывод, что область отрывной зоны уменьшается с повышением скорости потока и соответственно переходная область смещается к срезу уступа, а область пристенной струи возрастает.
Рис. 4. Распределение статического разрежения по высоте корпуса циклона h для различных глубин погружения h1 выхлопной трубы: а − абсолютные значения; б − схема точек измерения; в − безразмерные значения: h1/hk: ◊ (−0,08); (−0,04); Δ (0); x (0,04); ∗ (0,08); ο (0,12); + (0,16); - (0,2).
Наибольшая эффективность циклона была достигнута при глубине погружения h1 = 30÷40 мм, что соответствует h1/hk = 0,12÷0,16, которую можно принять оптимальной для соотношения (d/D)2 = 0,16.
Для глубин погружения выхлопной трубы 30÷40 мм характер изменения разрежения заметно отличается от других случаев. Разрежение в отрывной зоне по высоте уступа резко возрастает в середине высоты уступа, остается затем постоянным в нижней части уступа, а в нижней области установленного конуса разрежение равно или выше разрежения в отрывной зоне самой верхней части корпуса цилиндра.
В других случаях разрежение в нижней части корпуса значительно ниже, чем в верхней его части. Характер изменения разрежения для случая h1/hk = (0,12÷0,16) позволяет перемещаться мелкодисперсной пыли, уловленной в отрывных зонах из основного потока, в направлении сборника пыли даже при резком снижении разрежения в зоне под уступом между нижней гранью уступа и верхней частью конуса.
Таким образом, проведены исследования плоской турбулентной закрученной струи, движущейся в циклоне, имеющем уступы, где свободная струя истекает в присутствии близлежащей криволинейной твердой стенки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из результатов измерений эффективностей пылеулавливания в циклоне с внутренними элементами и традиционного циклона НИИОГАЗ видно незначительное преимущество последнего, а измерения гидравлических сопротивлений аппаратов показали, что циклон с внутренними элементами имеет сопротивление в 2 раза ниже, чем традиционный.
Показано, что действие центробежных сил и эжекционное действие струи присоединяют струю к близлежащей стенке, образуя отрывные зоны за уступами с более низким давлением, чем в основном потоке. Такое положение позволяет считать отрывную зону интенсивным фактором для сепарации мелкодисперсной фракции пыли, улавливания ее, и возможность транспортирования в сборник пыли.
Проведены измерения статического давления на близлежащей стенке от одного из уступов при истечении струи, которые показали размеры области отрывной зоны, переходной в точке присоединения и пристенной в зависимости от средней скорости истечения струи. Наблюдается уменьшение длины отрывной зоны с повышением средней скорости струи.
Результаты измерения давления по высоте цилиндрической части циклона позволяют получить оптимальные геометрические размеры расположения внутренних элементов циклона для эффективного пылеулавливания более 99% мелкодисперсной пыли с низкой кажущейся плотностью.
1. Шелутко В. А. Дмитриев В.В. Геоэкологические проблемы больших городов и промышленных зон // Вопросы прикладной экологии. Сборник научных трудов. — СПб.: изд. РГГМУ. 2002. — С. 11.
2. Воробьев. В.И., Расторгуева А. А. Некоторые особенности многолетнего режима ежедневных значений максимальной и минимальной температуры воздуха в Санкт-Петербурге на рубеже эпох // Ученые записки РГГМУ, 2012, № 25, C. 59−67.
3. Завьялов, Ю. И. Нетрадиционное оборудование для очистки газопылевых выбросов в металлургии // Металлообработка. 2003. № 1 (13). С. 3640.
4. Пат. 2 174 452.
Российская Федерация, МПК7 В 04 С 5/103. Пылеуловитель / Завьялов Ю. И.; заявитель и патентообладатель ООО «ПЛАНЕТАК» № 2 000 125 875/12; заявл. 10.
10.00; опубл. 10.
10.01. 5 с.
5. Богомолов, А. Р. Дисперсность и плотность пылей коксохимических предприятий / А. Р. Богомолов, П.
Т. Петрик, Г. С. Пермякова, Е.
Ю. Темникова // Химия XXI век: новые технологии, новые продукты: тр. VIII междунар. науч.
практ. конф., Кемерово, 1015 мая 2005 г. Кемерово, 2005. С. 107 112.
6. Пат. 2 316 397.
Российская Федерация, МПК51 В 04 С 5/107. Пылеуловитель мелкодисперсной пыли / Богомолов А. Р., Афанасьев Ю. О., Тихов С. Д, Кошелев Е.
А., Петрик П. Т., Темникова Е. Ю.; заявитель и патентообладатель Кузбасс. гос. техн. унт. № 2 006 122 092/15; заявл. 20.
06.2006; опубл. 10.
02.2008, Бюл. № 4. 9 с.
