Моделювання процесу сепарації в циклонних вихрових апаратах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЩербина, Валерій Юрійович
dc.date.accessioned2021-08-25T08:51:09Z
dc.date.available2021-08-25T08:51:09Z
dc.date.issued2019
dc.descriptionВідео до статті: http://chemengine.kpi.ua/article/view/171037/170768uk
dc.description.abstractenThe processes of division of heterogeneous systems form the basis of many chemical, petrochemical, food, mining, biological and other branches of industry. The most common are cyclone vortex devices. So, for the purification of gas from dust, cyclones are used to clean the suspension or liquid from impurities of the hydro-cyclone. This is due to the fact that the vortex devices combine simplicity of construction, compactness, reliability and high intensity of separation processes, which allows to significantly improve the classification of products of crushing and enrichment. However, there are factors that complicate the process of propagation of vortex cyclone vehicles. The main reasons for limited use are the lack of reliable methods for calculating the dynamics of separation processes and the criteria for switching from laboratory models to large-scale installations. Despite the apparent structural simplicity of these devices and the availability of extensive experimental information on the structure of swirling and recirculation flows and the patterns of separation processes, their modeling remains one of the main problems in the design of industrial plants. To date, many issues remain unresolved. A purely experimental approach does not solve the problem, because in this case there is no generalization of research results, and the theoretical is due to the difficulties of mathematical nature. The complexity of the motion of particles within the cyclone and the presence of a large number of unexplored factors that determine the processes of motion make the process of studying the trajectories of particles rather complicated. In addition, in the study of aerodynamic patterns of motion of particles, their trajectories are usually not studied, since in most cases the fact of removal or penetration onto the wall was investigated, not the path through which the particle passed to the removal. Such an approach in the case of industrial devices does not justify itself, because it does not allow to study the heat exchange between the particle and the aerodynamic flow. Therefore, the purpose of the work is to develop a mathematical model and study the process of separation of heterogeneous systems in cyclone vortex machines with the definition of the trajectory of motion, speed and time of the presence of particles in the apparatus. As an example in this paper, a cyclone heat exchanger used in rotary kilns for cement production has been investigated. In order to solve these problems, the principle of particle separation is substantiated in the work, and a generalized model of the distribution of the aerosol system is formulated using mass collections of particles, which is based on the laws of the dust-air mixture movement. The motion of particles was determined on the basis of the fundamental laws of mechanics of systems connected by systems of continuum mechanics equations, using proven mathematical apparatus of numerical methods, developed by numerical methods, algorithms and software. An approach to the determination of separation capacity based on the calculation of the dispersion medium and disperse particles is proposed, taking into account the phenomenon of collision of particles with an obstacle and the establishment of patterns of motion of particles in their interaction with the working organs of the vortex apparatus. The developed mathematical model, software and numerical calculations allow determining the trajectory of motion, obtaining a field of velocities and the residence time of material particles in a separation apparatus. The software is a package of application software modules executed on algorithmic and functional programming languages. Numerical calculation of the equations of the mathematical model was carried out by an iterative method using explicit scheme by finite difference method. In the functional language AutoLisp programs are implemented to visualize the calculation results in the AutoCAD graphical environment. The calculation results are also included in the appendix in the form of video files.uk
dc.description.abstractukНа прикладі циклонного теплообмінника обертових печей розглядається питання моделювання процесу сепарації гетерогенних систем в циклонних вихрових апаратах. В роботі обґрунтований принцип сепарування частинок і сформульована узагальнена модель розподілу аерозольної системи з використанням збірників частинок поділюваних мас, яка базується на закономірностях руху пилоповітряної суміші. Запропоновано новий підхід до визначення розділової здатності на базі розрахунку руху дисперсійного середовища та дисперсних частинок з урахуванням явища зіткнення частинок з перешкодою та встановлення закономірностей руху частинок при взаємодії з робочими органами вихрового апарату. Розроблена математична модель, програмне забезпечення та виконані числові розрахунки які дозволяють визначити траєкторію руху, отримати поле швидкостей та час перебування частинок матеріалу в сепараційному апараті. Результати розрахунку також приведені в додатку у вигляді відео файлів.uk
dc.format.pagerangeС. 40-51uk
dc.identifier.citationЩербина, В. Ю. Моделювання процесу сепарації в циклонних вихрових апаратах / В. Ю. Щербина // Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2019. – № 1 (18). – С. 40–51. – Бібліогр.: 12 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2617-9741.1.2019.171037
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/43387
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, 2019, № 1(18)uk
dc.subjectсепараціяuk
dc.subjectвихрові апаратиuk
dc.subjectциклонний теплообмінникuk
dc.subjectшвидкістьuk
dc.subjectтраєкторія рухуuk
dc.subjectseparationuk
dc.subjectvortex apparatusuk
dc.subjectdispersion mediumuk
dc.subjectdisperse phaseuk
dc.subjecttrajectory of motionuk
dc.titleМоделювання процесу сепарації в циклонних вихрових апаратахuk
dc.title.alternativeModeling the process of separation in cyclonic wiring apparatusen
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-ChemInzh_2019_1(18)_p40-51.pdf
Розмір:
507.54 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 1 (18)