Naujos kartos konstrukcijos vieno lygio daugiakanalio ciklono eksperimentiniai tyrimai

Abstract

Daugiakanalis naujos kartos cilindrinis ciklonas sukurtas ir išbandomas Vilniaus Gedimino technikos universiteto Aplinkos apsaugos laboratorijoje. Kuriamo daugiakanalio ciklono darbas pagrįstas išcentrinių jėgų ir papildomai atsirandančio filtracijos proceso veikimu. Dėl ateinančio iš tolimesnio kanalo (periferinio) ir tekančio kanalu link ciklono ašies (tranzitinio) srautų tarpusavio sąveikos atsiranda papildoma filtracija. Oro srautas filtruojamas pro periferinį srautą - užuolaidą, susidarančią už kreivalinijinių pusžiedžių persiskyrimo zonos, taip padidinant oro valymo efektyvumą. Dvifazis srautas patenka į cikloną, o išcentrinių jėgų veikiama tankioj i mišinio fazė (KD) pradeda santykinai judėti radialine kryptimi ir atskiriama nuo pagrindinio srauto. Daugiakanaliai ciklonai iš užterštų oro srautų gali pašalinti labai smulkias kietąsias daleles nuo 2 mikronų dydžio ir pasiekti virš 90% bendrą oro valymo efektyvumą. Šis daugiakanalis ciklonas yra galima alternatyva elektrostatiniams ir rankoviniams filtrams. Be to, daugialygio ciklono konstrukcija leidžia pasiekti didesnį valomo oro srauto našumą esant tam pačiam įrenginio skersmeniui, nuosekliai sujungiant kiekvieno ciklono lygio separavimo kameras. Taip sutaupoma įrenginio darbui reikalingo ploto, gamybos bei eksploatacinės išlaidų. Dulkėto srauto filtravimo ir išcentrinio valymo derinys - nauja inercinių oro valymo filtrų kryptis. Tyrimuose išnagrinėtos įrenginyje vykstančių aerodinaminių procesų priklausomybės ir oro valymo nuo smulkiadispersių iki 20 Mm dalelių efektyvumas. Vieno lygio šešiakanalis ciklonas sudarytas naudojant kreivalinijinius pusžiedžius, kurie išdėstyti separavimo kameroje. Granito kietųjų dalelių iki 20 Mm atskyrimo iš užteršto srauto efektyvumas vieno lygio šešiakanaliame ciklone siekia 91%, o užteršto iki 50 Mm dydžio dalelėmis atskyrimo efektyvumas siekia 94,2%

The new generation design of cylindrical cyclone researched in the Institute of Environmental Protection at Vilnius Gediminas Technical University. The work of the multichannel cyclone is based on centrifugal forces and the occurring additional filtration process. The additional filtration is caused by the interaction between the flow coming from the later channel (peripheral) and the other floating towards the axis of cyclone (transitional). When the air flow is filtrated through the peripheral flow, a curtain is forrned behind the curvilinear half-ring separation zone, which results in the increase of cleaning efficiency. The two-phase flow gets into cyclone and the dense phase of the rnixture influenced by centrifugal forces starts to move relatively towards a radial direction and is separated from the main flow. The object of this research is air cleaning equipment of the new generation - the multichannel cyclones that can remove very small particulate matter (PM) up to 2 microns in diameter from airflows and reach the general air cleaning effectiveness of 90%. This multichannel cyclone is a possible alternative for electrostatic and contract filters. The construction oftwo-level cyclone allows one to reach greater gas (air) flow efficiency with the same measurements of the equipment and to consistently combine each level separator chambers. Thus, the space needed for the work of the equipment and the expenses for production and exploitation are saved. Research and results are developed for the treatment of separation technologies of PM. The cleaning process using dusted airflow filtration and centrifugal forces is the new direction of the air cleaning inertia filters. The studies carried out by the aerodynamic processes and air cleaning efficiency of cyclone from PM up to 20Mm. A one-level six-channel cyclone is forrned by curvilinear half-rings, which are composed in the separation chamber. The cleaning efficiency of the six-channel cyclone has been determined by letting by appropriately processed granite PM up to 20Mm which was equal to 91% and PM up to 50Mm at 94,2%.