Cilindrinio daugiakanalio ciklono su reguliuojamais pusžiedžiais tyrimai ir tobulinimas

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamas cilindrinis daugiakanalis ciklonas kietosioms dalelėms (KD) šalinti. Pagrindinis tyrimo objektas – cilindrinis daugiakanalis ciklonas su reguliuojamais pusžiedžių tarpais. Darbo tikslas – ištirti priklausomybes, darančias įtaką kietosioms dalelėms iš dvifazio srauto daugiakanaliame ciklone šalinti, taip pat remiantis eksperimentinių tyrimų rezultatais patobulinti daugiakanalį cikloną nustatant optimalius reguliuojamų pusžiedžių tarpus. Darbe sprendžiami šie uždaviniai: nustatyti bendro efektyvumo ciklone priklausomybes nuo oro srauto greičio, kietųjų dalelių dispersiškumo, tankio, koncentracijos ir cilindrinių pusžiedžių skaičiaus, atlikti smulkiadispersinių kietųjų dalelių šalinimo iš srauto tyrimus norint nustatyti optimalius pusžiedžių tarpus bei vienfazio ir dvifazio srauto aerodinaminių procesų modeliavimą. Disertaciją sudaro įvadas, šeši skyriai, bendrosios išvados ir rekomendacijos, taip pat naudotos literatūros bei autorės publikacijų disertacijos tema sąrašai ir vienas priedas. Įvade aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, iškeliamas mokslinis darbo naujumas ir praktinė darbo rezultatų reikšmė, pateikiami ginamieji teiginiai, taip pat pristatomos disertacijos tema paskelbtos autorės publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skiriamas literatūros apžvalgai, kurioje nagrinėjama oro tarša KD, pasaulyje naudojamų ciklonų konstrukcijos ir jų panaudojimo sritys, aprašomos pernašos procesų modeliavimo programos, formuluojamos išvados ir uždaviniai. Antrajame skyriuje pateikiama dinaminio slėgio matavimo kreivalinijiniuose kanaluose tyrimų metodika, rezultatai, ju analizė ir išvados. Trečiajame skyriuje pristatoma daugiakanalio ciklono bendro efektyvumo, naudojant skirtingos kilmės KD, eksperimentinių tyrimų metodika, rezultatai, jų analizė ir išvados. Ketvirtajame skyriuje nagrinėjama skirtingo dydžio KD šalinimo oro sraute daugiakanaliame ciklone metodika, pateikiama gautų rezultatų analizė ir išvados. Penktajame skyriuje aprašomas skaitinis vienfazio ir dvifazio srauto modeliavimas, gauti rezultatai nagrinėjami, vaizduojami ir lyginami su eksperimentiniais duomenimis. Šeštajame skyriuje pristatomas daugiakanalis ciklonas ir nurodomos jo naudojimo sritys. Disertacijos tema paskelbti 8 straipsniai: 3 straipsnių rinkinyje, įtrauktame į ISI Web of Sciense duomenų bazes, 4 kitose referuojamose tarptautinėse duomenų bazėse, 1 recenzuojamame tarptautinės konferencijos Lietuvoje leidinyje. Disertacijos tema perskaityti 5 pranešimai respublikinėse bei tarptautinėse konferencijose. Įteiktos dvi patentinės paraiškos: daugiakanalis ciklonas (spiralinis korpusas) Ukrainos valstybinio intelektinės nuosavybės departamentui, daugiakanalis ciklonas (cilindrinis korpusas) – LR Valstybiniam patentų biurui.

In the dissertation, the problem of air pollution by solid particles (SP) is analyzed. The main object of the research is a cylindrical multichannel cyclone for air purification from SP equipment. The aim of the dissertation is researches and simulation of multichannel cyclone, possessing half-rings of different radius with adjusted clearances in single-phase or double-phase flow aerodynamic processes. In the graduation dissertation, several basic objectives are being solved: determination of the dependence of overall efficiency in the cyclone on air velocity, dispersity, density and concentration of solid particles, number of cylindrical half-rings; performance of researches on cleaning of small dispersive solid particles from the flow by determining the optimal spacing of half-rings as well as simulation of single-phase and two-phase flow aerodynamic processes. The dissertation consists of an introduction, six chapters, general conclusions and recommendations, lists of the references used as well as the list of the author‘s publications on the dissertation topic and one annex. In the introduction the research problem, relevance of the work are discussed, the research object is described, the aim and objectives of the work are formulated, scientific innovation of the work, practical significance of the work outcomes as well as protective propositions are indicated. The first chapter covers the review of references where air pollution by SP, constructions of globally used cyclones and their usage areas are analyzed. In the second chapter methodology of dynamic pressure measurements in curvilinear channels researches is represented. Results of air flow velocity in curvilinear channels researches, analysis and conclusions are presented. In the third chapter experimental researches methodology of the multichannel cyclone general efficiency using SP of different nature, results and analysis of the research are given, conclusions are formulated. In the fourth chapter methodology of different size SP capture in the air flow in the multichannel cyclone and analysis of the received results as well as conclusions are delivered. In the fifth chapter simulation of the single-phase and doublephase air flow numerical simulation is presented. In the sixth chapter the designed multichannel cyclone and its usage areas are described. 8 articles on the dissertation topics have been published: three articles have been published in the compendium of articles, included into Web of Science ISI database; four articles have been published in other international reviewed data bases, one article – in the reviewed publication of Lithuanian international conferences. 5 speeches on the graduation dissertation topic have been made in national and international conferences. Two patent applications have been submitted: multichannel cyclone (helical housing). The State Intellectual Property Department of Ukraine. Multichannel cyclone (cylindrical housing).The State Patent Bureau of the Republic of Lithuania.