WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

0.25 0.2 0.15 T0 j[50] 0.1 0.05 0 0.1 1 10 WinРисунок 9. Зависимость T0 (сплошные линии); [j50] (пунктирные линии) (кривая 1,4 – cV 0 = 0.01, кривая 2,5 – cV 0 = 0.04, кривая 3,6 – cV 0 = 0.1 ) от скорости инжекции, Pem = 10, m = 1.7.

Для эффективного разделения частиц также важен оптимальный размер отверстия Hin для допольнительной инжекции жидкости в классификатор.

1 0.25 Hin=0.Hin=0.0.8 Hin=0.05 0.2 Hin=0.0.0.15 T Tj[50] 0.0.1 0.0.05 0 0.01 0.1 1 10 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.j Win0Hin а) б) Рисунок 10. а) Зависимость сепарационной функции от размера частиц сечении при различных значениях размера инжекционного отверстия, Win0 = 1, cV 0 = 0.04, Pem = 10, m = 1.7. б) Зависимость T0 (кривая 1 – при изменении Win0, кривая 2 – при изменении Hin ); [j50] (кривая 3 – при изменении Win0, кривая 4 – при изменении Hin ) от объема инжектируемой жидкости.

Увеличение размера отверстия для инжекции (рис.10а) приводит к тому, что содержание мелких частиц в нижнем сливе классификатора снижается, а размер зерна разделения почти не изменяется.

На практике полагают, что количество инжектируемой воды является основным параметром, определяющим эффективность инжекции. На рис. 10б показано поведение характеристик сепарационной кривой в зависимости от количества инжектируемой воды при двух указанных способах его изменения. Видно, что такая характеристика как T0 качественно одна и та же, но количественно разная при обоих способах варьирования Qin = Win,0Hin. В то же время [50] качественно зависит от того, как менялось Qin.

d Сравнение вычисленных и измеренных значений T0 и зерна [50] разделения d (экспериментальные данные (J. Dueck, E. Pikushchak, L. Minkov, M. Galal, Th. Neesse. Simulation of Water Injection in Hydrocyclones // Proceedings of physical separation’09 (Falmouth, UK, June 16-17). 2009. p. 1-13.) показано на рис. 11.

0.расчет расчет эксперимент 0.эксперимент 0.0.T0.0.0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 Vin,Vin,Рисунок 11. Сравнение вычисленных значений T0 (а), зерна разделения (б) с измеренными значениями в эксперименте в зависимости от скорости инжекции воды.

При численном моделировании поставленной задачи количество фракций бралось равным 51, начальная объемная концентрация частиц твердой фазы cV 0 = 0.094, S = 9, Uinl,0 = 600 л/час, din = 2.5 мм, n = 5 - количество инжекционных отверстий, Pem = 10 (высота классификатора h = 50 мм, коэффициент турбулентной диффузии D 10-3 м2/с).

Из рис. 11 видно хорошее согласие между расчетными и экспериментальными данными. Тем не менее, увеличение вычисленного значения размера зерна разделения при возрастании скорости инжекции больше, чем в эксперименте. Данное обстоятельство можно объяснить неучетом в численных расчетах разжижения суспензии перед нижним сливом, что приводит к более быстрому оседанию частиц крупных фракций.

В заключении сформулированы основные научные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе:

1. На основе построенной физико-математической модели оседания частиц полидисперсной суспензии в тарельчатой центрифуге выявлен безградиентный характер концентрационных профилей, что позволяет rp ln ci(rp,t) Us,i(rp,t)= использовать формулу для 2 t экспериментального определения скорости седиментации частиц.

2. В данной работе построена упрощенная модель работы классификационного аппарата. Получено автомодельное решение поставленной задачи. Показано, что на некотором расстоянии от входа в аппарат устанавливается автомодельный профиль концентрации частиц, переходящий к предельному, зависящему лишь от расстояния до стенок. Для крупных частиц в проточном аппарате седиментационный и диффузионный потоки уравновешивают друг dдруга на меньшем расстоянии от входа в аппарат, чем для мелких частиц.

3. Показано, что для классификационного аппарата размер зерна разделения и острота разделения растут с увеличением сплит-параметра.

Кривая разделения смещается в область более мелких частиц при удлинении аппарата. Качество разделения при этом падает за исключением очень коротких аппаратов.

4. С помощью полуфеноменологической модели увлечения мелких частиц крупными, объяснено аномальное поведение сепарационной кривой при малых значениях размеров частиц, так называемый «fishhook» эффект. Показано, что глубина «fish-hook» эффекта сепарационной кривой, как функция концентрации частиц на входе, имеет немонотонный характер; глубина «fish-hook» эффекта сепарационной кривой возрастает при увеличении параметра Пекле, длины классификационного аппарата L и уменьшении сплитпараметра S, что находится в согласии с имеющимися экспериментальными данными.

5. Показано, что сепарация в гидроциклоне с дополнительным впрыском воды может быть описана с использованием модифицированной модели поперечно-поточной классификации, содержащей две основные характеристики инжекции – скорость инжектируемой воды и размер сопла инжектора.

6. Показано, что увеличение скорости инжектируемой воды ведет к увеличению зерна разделения и уменьшению минимального значения функции сепарации. Изменение размера сопла инжектора при фиксированной скорости инжектируемой воды влияет лишь на минимальное значение функции сепарации, оставляя неизменным зерно разделения.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пикущак Е.В. Модель «fish-hook» эффекта в классификационном аппарате / Е.В. Пикущак, И.Г. Дик, Л.Л. Миньков // Физика и химия высокоэнергетических систем: доклады IX Всерос. научно-технической конф.

Томск, 2003 г. - Томск: ТГУ, 2003. – С. 39-40.

2. Пикущак Е.В. Моделирование классификационного аппарата для случая слабоконцентрированной суспензии / Е.В. Пикущак // Физика и химия высокоэнергетических систем: материалы научной сессии молодых ученых.

Томск, 17-20 марта 2004 г. – Томск: ТГУ, 2004. – С. 51-52.

3. Пикущак Е.В. Исследование основных сепарационных характеристик в классификационном аппарате для упрощенной постановки задачи / И.Г. Дик, Л.Л. Миньков, Е.В. Пикущак // Физика и химия высокоэнергетических систем:

доклады XI Всероссийской научно-технической конф. Томск, 08-09 апр. 2005 г.

– Томск: ТГУ, 2005. – С. 21-22.

4. Пикущак Е.В. Исследование влияния начальной концентрации твердой фазы на «fish-hook» эффект в классификационном аппарате / Е.В. Пикущак // Физика и химия высокоэнергетических систем: сб. материалов первой Всероссийской конф. молодых ученых. Томск, 26-29 апр. 2005 г. – Томск: ТГУ, 2005. – С. 213-215.

5. Пикущак Е.В. Седиментация бидисперсной суспензии в тарельчатой центрифуге / Е.В. Пикущак // Наука. Технологии. Инновация: материалы всероссийской научной конф. молодых ученых. Новосибирск, 08-11 дек. 2005 г.

– Новосибирск: НГТУ, 2006. - Часть 1. – С. 159-161.

6. Пикущак Е.В. Влияние концентрации твердой фазы полидисперсной суспензии на ускоренное оседание мелких частиц в тарельчатой центрифуге / Е.В. Пикущак // Физика и химия наноматериалов: сб. материалов Международной школы-конф. молодых ученых. Томск, 13-16 дек. 2005 г. – Томск: ТГУ, 2005. – С. 431-433.

7. Пикущак Е.В. О сепарационных кривых проточного классификационного аппарата конечной длины / И.Г. Дик, Л.Л. Миньков, Е.В. Пикущак // Инженерно-физический журнал. – 2006 – Т. 79, № 3 - С. 171178.

8. Пикущак Е.В. Эффекты полидисперсности при оседании суспензии в тарельчатой центрифуге / Е.В. Пикущак // Физика и химия высокоэнергетических систем: сб. материалов II Всероссийской конф. молодых ученых. Томск, 04-06 мая 2006 г. – Томск: ТГУ, 2006. – С. 265-268.

9. Пикущак Е.В. Коллективные процессы при седиментации частиц в плотной полидисперсной суспензии / И.Г. Дик, Л.Л. Миньков, Е.В. Пикущак // Аннотации докладов IX Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике. Нижний Новгород, 22-28 авг. 2006 г. – Нижний Новгород: НГУ им.

Н.И. Лобачевского, 2006. - Том II – С. 73-74.

10. Пикущак Е.В. Обоснование метода измерения скорости седиментации частиц отдельных фракций в плотной полидисперсной суспензии / Л.Л. Миньков, Е.В. Пикущак, И.Г. Дик // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: материалы 5 Всероссийской научной конференции. Томск, 03-05 окт. 2006 г. – Томск: ТГУ, 2006. – С. 394-395.

11. Пикущак Е.В. Возможности прикладного пакета программ FLUENT для расчета двухфазных течений в каналах сложных форм / Е.В. Пикущак // Физика и химия высокоэнергетических систем: сб. материалов 3 Всероссийской конф. молодых ученых. Томск, 24-27 апр. 2007 г. – Томск: ТМЛ-Пресс, 2007. – С. 200-202.

12. Пикущак Е.В. Моделирование “fish-hook” эффекта в классификационном аппарате / И.Г. Дик, Л.Л. Миньков, Е.В. Пикущак // Инженерно-физический журнал. – 2007. - Т. 80, № 1. - С. 60-69.

13. Пикущак Е.В. Влияние функции распределения частиц по размерам в полидисперсной суспензии на сепарационный процесс в классификационном аппарате / И.Г. Дик, Л.Л. Миньков, Е.В. Пикущак // Вестник ТГУ. Математика и механика. – 2008. - № 1. – С. 63-71.

14. Пикущак Е.В. Моделирование оседания частиц полидисперсной суспензии в тарельчатой центрифуге / Е.В. Пикущак // Физика и химия высокоэнергетических систем: сб. материалов IV Всероссийской конф.

молодых ученых. Томск, 22-25 апр. 2008 г. – Томск: ТМЛ-Пресс, 2008. – С. 272273.

15. E.V. Pikushchak. Origin of the “Fish-hook” effect / J.G. Dueck, L.L. Minkov, E.V. Pikushchak, Th. Neese // Transport Phenomena in Multiphase System, HEAT: proceeding of the 5th International conference. Bialystok, June 30– July 3, 2008. - Bialystok, Poland, 2008. - P. 205-212.

16. Пикущак Е.В. Упрощенная модель классификатора с дополнительны впрыском жидкости на выходе / Е.В. Пикущак, И.Г. Дик, Л.Л. Миньков // Известия ВУЗов. Физика. – 2008. - Т. 51, № 8/2 - С. 201-206.

17. Е.В. Пикущак. Особенности течения в гидроциклоне со встроенным инжектором / Л.Л. Миньков, И.Г. Дик, М. Джалал, Е.В. Пикущак // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: материалы VI Всерос. науч. конф. Томск, 30 сент.-02 окт. 2008 г. – Томск: ТГУ, 2008. – С.

381-383.

18. Пикущак Е.В. Моделирование седиментации частиц полидисперсной суспензии в тарельчатой центрифуге / Л.Л. Миньков, Е.В. Пикущак, И.Г. Дик // Теплофизика и аэромеханика. – 2009. - Т. 16, № 1. - С.79-88.

19. Пикущак Е.В. Моделирование изменения характеристик разделения классификатора путем инжекции воды в аппарат / И.Г. Дик, Е.В. Пикущак, Л.Л. Миньков // Теплофизика и аэромеханика. – 2009. - Т. 16, № 2. - С.261-273.

20. E. Pikushchak. Simulation of Water Injection in Hydrocyclones / J. Dueck,, E. Pikushchak, L. Minkov, M. Galal, Th. Neesse // Physical separation’09:

proceedings of International conf. Falmouth, UK, June 16-17 2009. - P. 1-13.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»