ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МУЛЬТИВИХРЕВОГО СЕПАРАТОРА:  GVPTZQ

Вадим Эдуардович Зинуров; Рустем Ядкарович Биккулов; Оксана Сергеевна Дмитриева; Ильнур Наилович Мадышев; Азалия Айратовна Абдуллина

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2023.01.024

Авторы

Вадим Эдуардович Зинуров Казанский государственный энергетический университет https://orcid.org/0000-0002-1380-4433
Рустем Ядкарович Биккулов Казанский государственный энергетический университет https://orcid.org/0000-0003-4783-147X
Оксана Сергеевна Дмитриева Казанский национальный исследовательский технологический институт https://orcid.org/0000-0001-6221-0167
Ильнур Наилович Мадышев Казанский национальный исследовательский технологический институт https://orcid.org/0000-0001-9513-894X
Азалия Айратовна Абдуллина Казанский государственный энергетический университет https://orcid.org/0000-0002-4047-4919

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.01.024

Ключевые слова:

гидравлическое сопротивление, мультивихревой сепаратор, вихревая структура, сепарационное устройство, мелкодисперсные частицы, сепарация, потери давления, вихревое устройство, вихреобразование, труба Вентури, фильтр

Аннотация

Химическая промышленность является одним из основных источников выбросов мелкодисперсных частиц в окружающую среду. Они представляют угрозу для здоровья человека, негативно влияют на окружающую среду и изменение климата. Частицы трудно улавливаются с помощью традиционных технологий сепарации. С целью решения проблемы авторами работы предлагается конструкция мультивихревого сепаратора. В статье представлен принцип его действия. Целью данной работы является экспериментальное определение гидравлического сопротивления мультивихревого сепаратора. В работе рассматривается влияние двух вариантов конструктивного оформления сепаратора на его гидравлическое сопротивление. В первом варианте очищенный поток воздуха выходит непосредственно через сепарационные каналы. Во втором варианте на заднюю часть сепаратора устанавливалась крышка с круглыми отверстиями для выхода воздуха, которые позволяли формировать более устойчивую вихревую структуру в сепарационных каналах. Для определения гидравлического сопротивления мультивихревого сепаратора была создана экспериментальная установка, распечатанная поэлементно на 3D принтере, включающая воздуходувку, ресивер, трубу Вентури, мультивихревой сепаратор и дифференциальные манометры. В ходе проведения экспериментальных исследований получены зависимости потери давления мультивихревого сепаратора от скорости воздуха на входе в устройство для обоих конструктивных оформлений устройства. На основе проведенных исследований сделаны выводы: гидравлическое сопротивление мультивихревого сепаратора с открытыми сепарационными каналами Δp_op составляет 14 до 204 Па при скорости воздуха на входе в устройство от 1,4 до 7,7 м/с, гидравлическое сопротивление мультивихревого сепаратора с установленной крышкой с отверстиями для выхода потока воздуха Δp_cl составляет от 42 до 1833 Па при скорости воздуха на входе в устройство от 0,8 до 4,9 м/с, усложнение конструкции приводит к увеличению гидравлического сопротивления и, вероятнее всего, повышению эффективности, вследствие формирования более устойчивой вихревой структуры.

Библиографические ссылки

Bennett A. Automotive: Innovative filtration ap-plications in the auto industry // Filtr. Sep. 2010. V. 47 N. 1. P. 28-31. DOI 10.1016/S0015-1882(10)70035-5.

Research progress in treatment technology for exhaust gas from spray paint process / N. Sheng [et al.] // Chem. Indust. Eng. Prog. 2017. V. 36. N. 4. P.1434–1447.

Anand S., Howarth J. Automotive finishing: Im-proving filtration in the automotive paint shop // Filtr. Sep. 2013. V. 50. N. 1. P. 22–26. DOI 10.1016/S0015-1882(13)70032-6.

Mohan B.R., Jain R.K., Meikap B.C. Compre-hensive analysis for prediction of dust removal efficien-cy using twin-fluid atomization in a spray scrubber // Sep. Purif. Technol. 2008. V. 63. N. 2. P. 269–277. DOI 10.1016/j.seppur.2008.05.006.

Experimental study on the synergetic removal of fine particles by wet flue gas desulfurization tower with a flow pattern control device / Z. Chen [et al.] // Powder Technol. 2019. V. 343. P. 122–128. DOI 10.1016/j.powtec.2018.11.017.

Effect of particle hydrophilicity on the separa-tion performance of a novel cyclone / Y. Zhang [et al.] // Sep. Purif. Technol. 2020. V. 237. P. 116315. DOI 10.1016/j.seppur.2019.116315

Папко Ю.О. Способы очистки воздуха в окрасочных камерах // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2017. Т. 2. С. 373–381.

Гавриленков А.М., Бредихин Л.С., Сафара-лиев Р.Р. Совершенствование конструкции узла очистки воздуха, удаляемого из окрасочной камеры // Современные технологии обеспечения граждан-ской обороны и ликвидации последствий чрезвы-чайных ситуаций. 2015. № 1-1 (6). С. 76–78.

Фаскиев Р.С. Мониторинг режимов венти-ляции окрасочно-сушильных камер для ремонтной окраски автомобилей // Вестник Оренбургского государственного университета. 2014. Т. 171. № 10. С. 206–212.

Определение расчетной скорости газового потока в фильтрах грубой и тонкой очистки при различной степени загрязненности в окрасочных камерах / В.Э. Зинуров [и др.] // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2022. Т. 24. № 5. С. 3–12. DOI 10.30724/1998-9903-2022-24-5-3-12.

Separation of Fine Particles from Gas in Paint-Spraying Booths / R. Y. Bikkulov [et al.] // MATEC Web of Conferences. 2021. V. 346. P. 03070. DOI 10.1051/matecconf/202134603070.

Мультивихревой сепаратор для очистки газов: пат. 208304 Рос. Федерация № 2021120725 / И.Н. Мадышев [и др.]; заявл. 14.07.2021; опубл. 13.12.2021, Бюл. № 35.

ГОСТ 8.586.4-2005. ГСИ. Измерение рас-хода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Трубы Вентури. Дата введения 2007-01-01. Москва: Стандартин-форм.

Численное и экспериментальное исследо-вание сужающего устройства на основе трубы Вен-тури / В.Э. Зинуров [и др.] // Вестник технологиче-ского университета. 2022. Т. 25. № 7. С. 106–111. DOI 10.55421/1998-7072_2022_25_7_106.

Экспериментальное определение гидрав-лического сопротивления упрощенной модели мультивихревого классификатора с соосно распо-ложенными трубами / В.Э. Зинуров [и др.] // Ползу-новский вестник. 2022. № 2. С. 108–116. DOI 10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.015.