Аналіз вдосконалень при конструюванні корпуса циклона

Практика показує, що ускладнення конструкції циклона в більшості випадків нераціонально, тому що ефективність пиловловлювання в порівнянні із звичайними циклонами або не збільшується, або незначне підвищення ефективності супроводжується підвищенням гідравлічного опору пиловловлювача, тобто збільшенням витрат електроенергії, якій звичайно складають 80 - 90% від загальних витрат на очистку повітря в циклонах.

Пояснимо це на прикладах найбільш вдалих вдосконалень при конструюванні корпусу циклона:

- використання сферичних поверхонь дозволяє виключити області підвищеної турбулентності в зонах, що знаходяться біля вихідних патрубків [97];

- встановлення циліндричної [98, 99] або циліндрично-конічної [100] камери, що утворюють додаткові  сепараційні  канали; спіралеподібні  циліндричні направляючі в верхній циліндричній частині корпусу [101, 102]; циліндричну спіраль, що заміняє верхню циліндричну частину корпусу [103, 104];

- виконання верхньої частини корпусу у вигляді спіралі, де спіраль в цьому випадку виконує швидше роль патрубка, що додатково розкручує потік;

- встановлення або концентричних конусів,  конусність яких зменшується по ходу руху потоку [105, 106, 107], або спіралеподібних конічних направляючих по ходу потоку [108, 109], а також дна у вигляді конічної спіралі [110];

- обладнання циліндричного корпуса дном, що виконано по гвинтовій утворюючій [111].

Створення конструкцій циклонів з гвинтоподібними каналами постійного перетину, що розташовані навкруги вертикальної [112, 113] або горизонтальної вихлопної труби [114], дозволяє отримати більш закономірний процес виділення частинок, ніж в інших циклонах.

Кут нахилу гвинтоподібного дна у деяких апаратах пов’язаний з фізико-хімічними властивостями пилу, що вловлюється. Апарат має спірально-циліндричний корпус, діаметр якого збільшується зверху вниз, і гвинтоподібну кришку, яка закріплена між витками спіралі [115]. Такі циклони забезпечують довготривалу дію відцентрової  сили на тверді частинки і значно збільшують шлях руху частинок пилу всередині нього.

Перфорація встановлених всередині корпуса циклона співвісних камер нейтралізує вторинний винос пилу разом з радіальним стоком, який в ньому утворюється. Одні винахідники встановлюють перфоровані камери співвісно [116], другі - ексцентрично [117] вздовж бокової поверхні корпуса, або ж вздовж конічної частини корпуса циклона [118, 119]; треті - співвісно, вздовж зовнішньої поверхні вихідного патрубка [99, 102, 120] або камери являються продовженням вихідного патрубка [121].

Аналіз і експериментальна перевірка цих стверджень привели до створення циклона з співвісним перфорованим конусом, розташованим під вхідним патрубком дном догори, причому діаметр його дна більший за діаметр вихідного патрубка [122]. Перфорований конус такої конструкції, що є додатковою камерою, поглиблює вихідний патрубок пилу в сторону бункера, а це сприяє підвищенню ефективності пиловловлення [123]. Одночасно він розкручує очищений потік і знижує гідравлічний опір циклону. Для збільшення швидкості обертання потоку в прилеглій до осі зоні співвісно розміщують мікроциклон [124], [125] [126]. Для зниження інтенсивності радіального стоку в нижній частині конічного корпуса циклона встановлюють вставку у вигляді прямого і зворотного конусів, які особливо перехрещуються [127].

Для надання обертового руху потоку всередині апарата більш правильної форми, між вихідним патрубком очищеного повітря і корпусом встановлюють спіральну напрямну [128]. Підведення газів до патрубку виводу пилу дає початок внутрішньому вихору очищеного газу, що рухається в апараті назустріч виділеному пилу (тобто ефект зміни руху частинок вздовж осі циклону при переході від зовнішньої до внутрішньої спіралі) і здійснює набагато більший вплив на ефективність очистки, ніж радіальний стік.

Для зниження можливості захоплення пилу, що рухається в бункер, пропонується кільцева щілина, утворена двома співвісними конічними поверхнями [129, 130]. Звільнившись від пилу, газ повертається назад в корпус через центральний отвір всередині корпуса.

Бункер приймає активну участь в газодинаміці циклонного процесу, тому він повинен мати певну ємність, щоб вловлений в циклоні пил міг повністю в нього осипатися. Якщо цього не буде, відбудеться неминучий винос пилу з нього, а це зменшує ефективність роботи апарату. Часто для запобігання виносу вловленого пилу конічну частину корпуса апарата заглиблюють у бункер [131, 132].

У забезпеченні ефективності очистки відіграє велику роль і герметичність пилового затвору. У випадку виникнення підсосів, швидкість вихору, що піднімається з бункера, збільшується і підсилюється винос вже відокремлених частинок пилу.

В залежності від фізико-хімічних властивостей пилу пред’являються різні вимоги до остаточного вмісту пилу в газових потоках. Особливо жорсткі вимоги застосовуються до токсичного дрібнодисперсного органічного пилу хімічних і анілінофарбових виробництв. Тому існує багато рішень при розробці відцентрових апаратів для виділення твердих частинок з газових потоків. Приведений нами аналіз виявив велику кількість конструкцій відцентрових апаратів, частіше не підкріплених теоретичними і експериментальними дослідженнями структури утворених потоків і процесу виділення частинок в них. Дев’яносто відсотків з приведених вдосконалених циклонів носить чисто конструкторський підхід, досліджені в кращому випадку тільки експериментально на дослідних установках і являють ілюстрацію можливих варіантів виготовлення циклонів.

Відмітимо, що основний вплив на ефективність пиловловлення твердих частинок у відцентрових апаратах здійснюють вдосконалення, які проводяться в корпусі апарата, причому вони спрямовані, в загальному, на збільшення відцентрового фактору розділення або на зниження шкідливої дії радіального виносу пилу.

Вся работа доступна по <a href=

"   http://mydisser.com/ru/catalog/view/19484.html " target="_blank">Ссылке</a>

</p>