РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТЕХНИЧЕСКОЙ И
ОБОРОТНОЙ ВОДЫ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ И ТЕХНОГЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ
, ,
В настоящей работе рассмотрены задачи о стационарном закрученном движении несущего потока загрязненной жидкости и движении частиц в потоке в кольцевой области с проницаемыми стенками (рис.1) применительно к проточной части саморегенерирующихся гидромеханических фильтров и систем очистки. Полученные ниже результаты позволяют рассчитать пространственное поле скоростей несущего потока и движение частиц примесей в потоке. Это дает возможность использовать их в качестве основы для оптимизации конструктивных и гидродинамических параметров систем нового поколения двустадийной очистки высокозагрязненных жидких сред.
Здесь, как и в работах [1],[2], массовые силы и вязкость учитываются только при рассмотрении силового взаимодействия системы «жидкость-частицы». При этом исходные уравнения для определения поля скоростей несущего потока и траекторий движения твердых частиц в потоке в цилиндрической системе координат (z,
,r) запишутся [2],[3]:
- для несущего потока:
, (1)
, 
; (2)
- для частиц примесей:
, (3)
, (4)
, (5)
, 
, 
, (6)
где 
, 
- векторы скоростей несущего потока и частиц примесей; 
- проекции скоростей несущего потока и частиц примесей; 
- плотности жидкости и частиц; 
- коэффициент закрутки потока; 
- масса частицы; 
- диаметр частицы; 
- коэффициент сопротивления для частицы; 
- угловая скорость закрутки потока; 
- ускорение силы тяжести.
Рассмотрим решение уравнения (1) при граничных условиях:
(7)
(8)
где 
- радиусы проницаемых цилиндров (классификаторов); 
- расходы через внутренний и внешний проницаемые цилиндры; 
- общий расход несущего потока; 
- коэффициенты проницаемости потока.
Введем далее новую функцию
(9)
и подставим её в исходное уравнение (1) и граничные условия (7), (8). В результате получим следующую краевую задачу:
(10)
, 
, (11)
(12)
Будем искать решение уравнения (10) в виде ряда
(13)
Подставляя (13) в (10) и приравнивая коэффициенты при 
получим для определения функции 
уравнение вида
(!4)
где:
(15)
Решение уравнений при 
имеет вид [4]:
. (16)
Для определения 
используем граничные условия (12).
Возвращаясь к 
с учетом (9), (13), (16) и (2) имеем:
, (17)
(18)
. (19)
Для нахождения поля скоростей частиц примесей и траекторий их движения на основе уравнений (3)-(6) и соотношений (17)-(19) составлена программа их численного решения.
Отметим, что на эффективность разделения фаз потока «жидкость-частицы» в фильтрах особое влияние оказывают плотность частиц, их размер, скорость закрутки потока и геометрические параметры проточной части.
ЛИТЕРАТУРА
1. Харитонов возможности высокоскоростного фильтрования в системах очистки воды от механических примесей. Сб. научных трудов.-Алчевск: НИПКИ «Параметр» при ДГМИ, 1998.-С.23-37.
2. , Харитонов системы очистки жидких сред в горнометаллургических переделах. Зб. наукових праць Національної гірничої академії України.- Дніпропетровськ: Видавництво «Навчальна книга», 2002.- № 13.- Т.3 –С.85-88.
3. , Бревнов влияния закрутки потока на движение взвешенных частиц в рабочих полостях устройств очистки жидких сред. Сб. научных трудов/ Окружающая среда – человек, ресурсосбережение. – Алчевск: ДГМИ.-1999.- Т.1, Вып. 2. –С.20-26.
4. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. – М.: Наука, 1965. – 703 с.
