ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы течения и формирования структуры закрученных газовых потоков. Эффект энергетического разделения газов в вихревой трубе. Аппараты вихревого типа Гидромеханические процессы в условиях действия поля центробежных сил из "Очистка газов - вихревые и фотохимические аппараты" Во многих отраслях промышленности большинство процессов связано с обработкой газов и жидкостей. Одним из способов повышения эффективности различньк технологических производств является интенсификация процессов тепло- и массообмена практически на всех технологических стадиях. Для осуществления технологических операций разработаны и используются различные аппараты, в конструкции которых основное внимание уделено созданию условий для эффективного взаимодействия фаз. [c.7] Конструктивное исполнение аппаратов перечисленных выше фупп влияет на кинетические закономерности технологических процессов. В общем виде коэффициенты скорости различных процессов представляют следующим образом. [c.7] Повышение производительности аппаратов и эффективности их работы зависит от конструктивного исполнения элементов, вли-яюших на гидро- и термодинамику взаимодействующих сред. [c.8] В теплообменных, массообменных и химических аппаратах одними из определяющих параметров процессов являются скорость течения фаз и степень турбулизации, а в гидромеханических — скорость осаждения частиц. [c.8] Все технологические процессы зависят от скорости течения и взаимодействия фаз. Этот параметр во многом определяет конструктивное исполнение аппаратуры. Так, тепловые процессы интенсифицируются путем повышения степени турбулизации фаз. Для этого в аппаратах трубного типа устанавливаются различные тур-булизируюшие элементы, конструкция которых зависит от технологических параметров фаз и необходимой степени турбулизации. [c.8] Гидромеханические процессы основываются на течении фаз в поле массовых сил, причем наиболее распространены аппараты с использованием течений в поле центробежных и массовьгх сил. [c.8] Современные теории циклонирования изложены во многих работах [13]. Общая схема процессов представляется в следующем виде. Запыленный газ входит в циклон через патрубок, расположенный тангенциально к цилиндрической пылеосадительной камере и движется спирально вниз по стенке конуса, а затем вверх, в выходную трубу (рис. 1.1). При этом считается, что диаметр восходящего по спирали потока (ядро вихря) примерно равен диаметру выхлопной трубы. На входе в циклон газовый поток в кольцевом пространстве между стенкой корпуса и выхлопной трубой движется с ускорением. Кинетическая энергия потока диссипиру-ется в процессе обмена количеств движения с обратными потоками, возникающими на фанице застойных зон. [c.9] Осаждение твердой фазы происходит под действием центробежных сил при вращении газового потока. [c.9] По времени пребывания определяют рабочий объем циклона и его геометрические параметры. [c.12] Из анализа данного выражения следует, что чем выше касательная скорость, тем легче вьщелить частицы из потока. Эффективность циклона зависит от физико-химических свойств твердой фазы, расхода энергии на разделение и геометрических параметров аппарата. [c.12] Для расчета циклонов предложено большое число моделей, описывающих процессы движения газовых потоков и разделения фаз. Однако распределение потоков в циклоне до сих пор не изучено в достаточной степени. Нет единого мнения и в конструктивном оформлении ввода газового потока в циклон. Не выяснено, что лучше тангенциальный ввод или ввод через направляющие насадки типа винт , розетка . [c.12] С целью интенсификации процессов тепло- и массообмена применяют различные виды турбулизирующих устройств, создающих развитое турбулентнсе течение. В колонной аппаратуре это в основном элементы тарел ок для создания струйно-направленных потоков. [c.13] В циклонно-пенных аппаратах сочетается принцип работы пенных и циклонных аппаратов, используется центробежная сила и сила инерции для создания (при взаимодействии жидкости и газа) пены с высокоразвитой и интенсивно обновляющейся поверхностью. На этой же основе создан ряд реакторов. [c.13] Наиболее эффективно использование течения закрученных потоков в трубных аппаратах. При этом закручивающие устройства размещают как по всей длине труб, так и только на начальном участке (местная закрутка потока). [c.13] При местной закрутке потока благодаря силам вязкости происходит непрерывное изменение структуры вращающегося потока по длине трубы. Центробежные силы оттесняют поток к стенке трубы, что приводит к изменению поля скоростей и градиента статического давления по радиусу трубы. Закрученное движение в трубах характеризуется еще одним важным параметром. В трубах имеет место течение, аналогичное обтеканию вогнутой поверхности, при изменяющемся радиусе ее кривизны , зависящей от угла ввода потока через закручивающее устройство. Известно, что около вогнутой поверхности возникают вихри Тейлора-Гёртлера и существенно усиливаются тепло- и массообменные процессы. [c.13] В закрученных потоках возникают области с активным или консервативным воздействием центробежных массовых сил на структуру потока, они способствуют случайным возмущениям или подавляют их. [c.13] Большое значение имеют вопросы, связанные с исследованием закономерностей течения закрученных потоков в осесимметричных каналах (трубах) с изменяющейся по длине площадью сечения, других геометрических параметров каналов и закручивающих устройств. На их основе разрабатываются новые конструкции аппаратов для всех отраслей промышленности. [c.14] Второй вид связан с реализацией в закрученном газовом потоке эффекта температурного разделения (эффекта Ранка — Хилша). [c.14] Каналы для тангенциального ввода потока могут иметь круглую или прямоугольную форму, а их число — от одного и более. Аксиальные завихрители представляют собой осевое направляющее устройство с центральным неподвижным или вращающимся телом и каналами, образованными лопатками или винтовой нарезкой различного профиля. [c.14] Расчетное значение интефального параметра закрутки на входе в канал определяют по геометрическим размерам закручивающих усфойств. Получены полуэмпирические уравнения для расчета различных видов завихрителей [22]. Расчетные уравнения выведены из условия равномерности профиля осевой скорости на выходе из завихрителя, отсутствия азимутальной асимметрии и полного соответствия профиля вращательной скорости геометрии закручивающего устройства. [c.15] Вернуться к основной статье