Influence of incline angles for separation plates on efficiency and pressure drop of multivortex separator

XMXIPM

Authors

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.04.032

Keywords:

multivortex separator, fine particles, coaxial pipes, separation, centrifugal forces, particle capture, gas cleaning

Abstract

Many industries have the problem of effective removing solid particles from gas. An original multivortex separator with coaxial pipes and inclined plates was developed to clean the dusty gas. The design of the device and the separation mechanism for the gas-dust system are described. The main forces affecting the separation of particles from gas in the device are gravitational, inertial, and centrifugal forces. In the work, the influence of the incline angle of the separation plates on the efficiency of catching particles by the device and its pressure drop is evaluated. During the numerical study, the angle of inclination of the separation plates changed from 20 to 60°, the inlet dusty gas velocity was from 3 to 10 m/s, the diameter of solid particles varied from 1 to 15 μm, the particle density was from 2500 to 4000 kg/m3. The results of the studies showed that the separation inclined plates contribute to the improved efficiency of removing particles in the device by forming spaces between adjacent plates with near-zero gas velocities (buffer zones) into which separated particles fly from the swirled dusty gas flow in the annular space, which prevents the particles from bouncing back into the carrier flow. The angle of inclination of the separation plates has been found to have a small effect on the efficiency of the multivortex separator. The most rational velocity of the dusty gas flow at the inlet to the separator is 7 m/s. The device efficiency for particles of size 1–15 μm and their density 2500–4000 kg/m3 averages 49.2%. The pressure drop of the separator is 589.5 Pa. At the inlet velocity of the gas-dust flow of 3 to 10 m/s, the pressure difference of the multivortex separator increases from 111.1 to 1245.3 Pa.

References

Diao Y., Yang H. Gas-cleaning technology // Industrial Ventilation Design Guidebook. Elsevier, 2021. – P. 279–371. doi: 10.1016/B978-0-12-816673-4.00007-9.

Очистка промышленных газовых выбросов от пыли в полых вихревых аппаратах / Л.Р. Сабирзянова [и др.]. // Вестник Технологического университета. 2017. Т. 20. № 8. С. 50-52.

Влияние конструктивного оформления элементов прямоугольного сепаратора на эффективность очистки газа от твердых частиц / А.В. Дмитриев [и др.]. // Вестник технологического университета. 2018. Т. 21. № 9. С. 58-61.

Numerical Study of Vortex Flow in a Classifi-er with Coaxial Tubes / V. Zinurov [et al.]. // Int. J. Eng. Technol. Innov. 2022. Vol. 12, № 4. P. 336–346. doi: 10.46604/ijeti.2022.9568.

Николаев А.Н., Харьков В.В. Интегральные характеристики закрученных течений в газо-очистном оборудовании вихревого типа // Вестник Технологического университета. 2015. Т. 18. № 18. С. 130-132.

Тукмаков А.Л., Харьков В.В., Ахунов А.А. Пневматическая сепарация фракций полидисперсной газовзвеси в низкоскоростном потоке // Инженерно-физический журнал. 2022. Т. 95. № 4. С. 918–924.

Катин В.Д., Ахтямов М.Х., Долгов Р.В. Расчёт и подбор рациональных конструкций пылезолоулавливающих устройств. Хабаровск : Дальне-восточный государственный университет путей сообщения, 2020. 150 с.

Тюрин Н.П. Высокоэффективные устройства очистки вентиляционных выбросов от мелкодисперсных частиц : Монография. – Самара : Самарский государственный архитектурно-строительный университет ЭБС АСВ, 2015. 124 с.

Злочевский В.Л., Мухопад К.А. Аэродинамическое сопротивление винтового канала в циклоне-сепараторе // Техника и технология пище-вых производств. 2017. № 3(46). С. 102-107.

Zinurov V.E., Kharkov V.V., Madyshev I.N. Numerical simulation of pressure loss in a classifier with coaxial pipes // Mining Informational and Analyt-ical Bulletin (Scientific and Technical Journal). 2022. No. 10-1. P. 173-181. doi: 10.25018/0236_1493_2022_101_0_173.

Замалиева А.Т., Зиганшин М.Г. Повышение надежности, энергетической и экологической эффективности систем газоочистки на ТЭС // Надежность и безопасность энергетики. 2018. Т. 11. № 4. С. 288–293.

Разработка классификатора с соосно расположенными трубами для разделения сыпучего материала на основе силикагеля / В.Э. Зину-ров [и др.]. // Ползуновский вестник. 2021. № 2. С. 205–211.

Численное моделирование газодинамики в центробежном классификаторе / В.Э. Зинуров [и др.]. // Вестник технологического университета. 2021. Т. 24. № 12. С. 128–132.

Оценка энергетических затрат при улавливании мелкодисперсных частиц в сепараторе с соосно расположенными трубами / В.Э. Зинуров [и др.]. // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2021. Т. 25. № 2. С. 196–206.

Салахова Э.И., Дмитриев А.В., Зинуров В.Э. Исследование структуры газового потока в сепарационном устройстве с дугообразными элементами // Вестник Технологического университета. 2022. Т. 25. № 5. С. 60–64.

Published

2023-12-29

How to Cite

Zinurov В. Э., Kharkov В. В., Nasyrova И. И., Dmitriev А. В., & Muginov А. М. (2023). Influence of incline angles for separation plates on efficiency and pressure drop of multivortex separator: XMXIPM. Polzunovskiy VESTNIK, (4), 249–256. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.04.032

Issue

Section

SECTION 2. CHEMICAL TECHNOLOGIES, MATERIALS SCIENCES, METALLURGY

Most read articles by the same author(s)