Особенности движения твердых частиц в рабочих зонах неполнопоточных гидродинамических фильтров с вращающейся перфорированной перегородкой

Аннотация

Приведены результаты исследования особенностей движения твердых частиц в неполнопоточных гидродинамических фильтрах с вращающейся перфорированной перегородкой, а также результаты компьютерного моделирования потоков жидкости в рабочих зонах фильтров. Определены осредненные значения тангенциальной, радиальной и осевой составляющих скоростей движения в зависимости от радиуса устройства. Доказана обоснованность применения цилиндрической формы стенки фильтров. Установлено наличие малонапорного и напорного режимов реализации очистки жидкостей в рассматриваемых фильтрах. В малонапорном режиме выявлены особенности движения твердых частиц, которые характерны для центрифуг, а в напорном --- для гидроциклонов малых размеров. Приведена методика получения осредненных детерминированных характеристик, составляющих скорости потока жидкости как по высоте, азимуту, так и по радиусу в рабочих зонах гидродинамического фильтра. Приведены количественные оценки осредненных составляющих скорости движения жидкости. По сравнению с тангенциальной составляющей осевая составляющая скорости меньше на порядок, а радиальная составляющая --- на два порядка. Выявлено, что в конструкциях таких гидродинамических фильтров реализуется четырехступенчатая система очистки жидкостей. Отмечено, что для частиц размером менее 40 мкм в уравнениях переноса наряду с детерминированными составляющими необходимо учитывать и случайные составляющие протекающих процессов

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Девисилов В.А., Львов В.А., Фатова А.В. Особенности движения твердых частиц в рабочих зонах неполнопоточных гидродинамических фильтров с вращающейся перфорированной перегородкой. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2022, № 2 (141), c. 112--127. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2022-2-112-127

Литература

[1] Белянин П.Н., Данилов В.М. Промышленная чистота машин. М., Машиностроение, 1982.

[2] Пискунов М.А. Чистота гидравлического масла в гидравлических системах харвестеров и форвардеров. ЛесПромИнформ, 2015, № 4, с. 66--72.

[3] Шевченко Г.А., Кривцова Н.И. Влияние сернистых соединений на смазывающую способность дизельных топлив. Вестник Томского государственного университета. Химия, 2015, № 2, с. 45--58.

[4] Хисматуллин А.С., Баширов М.Г., Солдатова Е.Г. и др. Повышение эффективности охлаждения маслонаполненных трансформаторов. Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки, 2018, т. 24, № 1, с. 38--49. DOI: https://doi.org/10.18721/JEST.240104

[5] Булат А.В., Карелина С.А., Ивановский В.Н. и др. Рациональные области применения различных видов оборудования для защиты от механических примесей. Территория "НЕФТЕГАЗ", 2020, № 9-10, с. 52--63.

[6] Кича Г.П., Семенюк Л.А. Полнопоточная комбинированная фильтрованием и центрифугированием тонкая очистка моторного масла в судовых дизелях. Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология, 2018, № 2, с. 62--69. DOI: https://doi.org/10.24143/2073-1574-2018-2-62-69

[7] Tarleton E.S. Progress in filtration and separation. Academic Press, 2014.

[8] Девисилов В.А., Шарай Е.Ю. Гидродинамическое фильтрование. Безопасность в техносфере, 2015, т. 4, № 3, с. 68--80. DOI: https://doi.org/10.12737/11885

[9] Девисилов В.А., Мягков И.А. Гидродинамическое вибрационное фильтрование и конструкции фильтров. Безопасность жизнедеятельности, 2004, № 7, с. 37--47.

[10] Александров A.A., Девисилов B.A., Шарай Е.Ю. и др. Влияние геометрических параметров рабочего канала гидродинамического фильтра с защитной перегородкой на структуру течения среды. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2018, № 2 (77), с. 23--38. DOI: https://doi.org/10.18698/1812-3368-2018-2-23-38

[11] Мочалин E.B., Халатов A.A. Проблемы промышленной очистки жидкостей от механических примесей и применение ротационных фильтров. Промышленная теплотехника, 2009, т. 31, № 2, с. 19--30.

[12] Девисилов В.А., Мягков И.А., Львов В.А. и др. Регенерируемый фильтр. Патент РФ 149 136 U1. Заявл. 04.08.2014, опубл. 20.12.2014.

[13] Мягков И.А., Львов В.А., Беловолова А.Л. Исследование механизма центробежной сепарации в гидродинамическом вибрационном фильтре. Сб. тр. VII Междунар. экологич. конгр., т. 6. Самара--Тольятти, 2019, с. 139--144.

[14] Браженко B.M. Теоретическое исследование эффективности механической чистки жидкости ротационным фильтром. Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe, 2017, т. 12 (28), № 2, с. 17--22.

[15] Девисилов В.А., Мягков И.А., Львов В.А. и др. Аналитическая модель процесса разделения суспензий в гидродинамическом фильтре с вращающейся перфорированной перегородкой. Безопасность в техносфере, 2014, т. 3, № 5, с. 32--41. DOI: https://doi.org/10.12737/6022

[16] Терновский И.Г., Кутепов А.М. Гидроциклонирование. М., Наука, 1994.

[17] Протодьяконов И.О., Люблинская И.Е., Рыжков А.Е. Гидродинамика и массообмен в дисперсных системах жидкость--твердое тело. Л., Химия, 1987.

[18] Малиновская Т.А., Кобринский И.А., Кирсанов О.С. и др. Разделение суспензий в химической промышленности. М., Химия, 1983.

[19] Александров А.А., Девисилов В.А., Шарай Е.Ю. Численное исследование течения жидкости между проницаемыми вращающимися цилиндрическими поверхностями. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2020, № 1 (88), с. 32--45. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/1812-3368-2020-1-32-45