Aerodinaminių daugiakanalio spiralinio ciklono procesų modeliavimas

Abstract

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamas daugiakanalis spiralinis ciklonas kietosioms dalelėms (KD) šalinti. Darbo tikslas – siekiant tiksliau nustatyti ciklone vykstančius aerodinaminius procesus, atliekamas vienfazio ir dvifazio (su KD) srauto daugiakanaliame spiraliniame ciklone modeliavimas. Pagal natūroje esantį ciklono modelį yra sukurtas matematinis modelis, kurį ,,Phoenics“ ir ,,Ansys“ programos skaitiškai sprendžia baigtinių tūrių ir baigtinių elementų metodais, naudojant RNG ir Chenoo Wood‘o (k-e modelio) modifikaciją. Gauti greičių, slėgio, efektyvumo rezultatai, esant skirtingiems įtekėjimo į cikloną greičiams, pusžiedžių padėtims, pradinėms sąlygoms yra lyginami tarpusavyje ir su eksperimentinių tyrimų metu gautaisiais rezultatais. Iš mažiausią paklaidą turinčių rezultatų atrenkama skaitiniui modeliavimui tinkamiausia programa, kuria remiantis galima įvertinti eksperimentiniais bandymais neišmatuotus parametrus ir stebėti nematomus procesus. Atlikus skaičiavimus ir rezultatų analizę, pateikiamos baigiamojo darbo išvados ir rekomendacijos. Darbą sudaro 3 dalys:1. Kietųjų dalelių judėjimo ciklone analizė, 2. Aerodinaminių procesų ciklone tyrimų metodikos, 3. Skaitinio modeliavimo rezultatai. Pabaigoje pateiktos išvados ir rekomendacijos, pridėtas literatūros ir publikacijų sąrašas. Darbo apimtis – 122 p. teksto be priedų, 77 iliustr., 24 lent., 84 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

In order to eliminate the particulate matter (PM) from the air, the multi-channel spiral cyclone is needed. The main purpose of this work - to determine the aerodynamic processes in the cyclone and to model the single-phase and two-phase conducted ( with PM) flow in multi-channel spiral cyclone. According to the natural model of cyclone the mathematical model was created. Two different ,,Phoenics\" and ,,Ansys“ programs numerically solves the finite element and volume methods using RNG and Chen Wood‘s ( k- e model ) modification. The results of velocity, pressure, efficiency for different inlet velocities in the cyclone, the positions of the half-rings and the different initial conditions are compared with each other and with the ones obtained in experimental studies. From the smallest error with the results of numerical modeling is selected the most appropriate program, according to which, it is possible to evaluate the experimental tests immeasurable parameters and monitor the hidden processes. When the calculation and analysis are done, the next part are the conclusions and recommendations. The paper consists of three parts: 1. The movement analysis of the particulate matters in the cyclone; 2. The methodologies of aerodynamic processes research in the cyclone; 3. The results of numerical simulation. At the end of the work are the conclusions and recommendations. Also there is the list of bibliography and publications. Pages - 122 p . text, 77 figures, 24 tables, 84 bibliographic sources.