Удосконалення гідродинамічних фільтрів шляхом закрутки потоку в кільцевій області зовні фільтроелемента (стр. 5 )

Основні висновки, одержані в дисертаційній роботі:

1. Закрутка потоку в кільцевій області із проникною перегородкою дозволяє використати гідродинамічний ефект для очищення рідин від твердих часток домішок з розміром, меншим за розмір отворів фільтрувальної сітки.

2. За рахунок закрутки потоку в робочій області гідродинамічного фільтра в умовах ламінарної течії можна виключити контакт зважених часток певної густини з фільтруючою поверхнею при розмірах зважених часток рівних і більших розміру отворів фільтруючої перегородки, що дозволяє збільшити термін служби фільтрувальної сітки.

3. Закрутка потоку в кільцевій області дозволяє зменшити скидання рідини в 2-3 рази від загальної витрати через фільтр.

4. Перепад тиску при витраті через фільтр до 100 м3/год й при величині закрутки потоку, достатньої для гідродинамічного очищення, не збільшується більш ніж до 0,015 МПа, що на порядок менше, ніж у гідроциклонах.

5. Траєкторії руху твердих часток розміром до 50 мкм у потоці закрученої рідини в кільцевій області визначаються в основному силою лобового опору й силою, що виникає в результаті перепаду тиску в радіальному напрямку.

6. Результати дисертаційного дослідження впроваджені на виробництві ЛОКСТП «ЛТКЕ» та у навчальному процесі ДонДТУ.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.  Мочалин влияния закрутки потока на движение взвешенных частиц в рабочих полостях устройств очистки жидких сред / , // – Сборник научных трудов НИПКИ "Параметр" при ДГМИ. - Алчевск: ДГМИ, 1999. Т.1, вып.2. - С.20-26.

2.  Бревнов несферичности твердых частиц примесей на их движение в потоке жидкости между двумя коаксиальными цилиндрами / //. Сборник научных трудов.- Алчевск: ДГМИ, 2000. Вып. 12, – С. 232-237.

3.  К постановке задачи о движении взвешенной частицы в закрученном потоке несущей жидкости между двумя соосными цилиндрами с учетом отсоса жидкости через внутренний цилиндр / , // Сб. научн. трудов ДГМИ.- Алчевск: ДГМИ, 2001. Вып. 13, - С.210-218.

4.  Бревнов поля скоростей закрученного потока в кольцевой области с проницаемой стенкой / , // Вісник Сумського державного університету. – 2003. - №12(58).- С.65-69.

5.  Бревнов и расчет полнопоточного гидродинамического фильтра, использующего закрутку потока / // Всеукраинский научно-технический журнал «Промышленная гидравлика и пневматика». – 2005. -№2 (8). – С.66-68.

6.  Бревнов влияния закрутки потока на работу гидродинамического фильтра с неподвижным фильтроэлементом / // Технологія і техніка друкарства. 2006. - № 4(14), C.64-72.

7.  Бревнов конструкции гидродинамического неполнопоточного фильтра с закруткой потока / // Сб. научн. трудов ДонГТУ. - Алчевск: ДонГТУ, 2006. Вып. 25. - С.208-218.

8.  Бревнов исследование работоспособности гидродинамического неполнопоточного фильтра с закруткой потока / // Сб. научн. трудов ДонГТУ. - Алчевск: ДонГТУ, 2008. - Вып. 26, С.231-240.

9.  Пат. 4859 Україна, МПК (2004) В01D27/08. Фільтр для очищення рідини. / , Є. В.Мочалін (Україна). - № u20040503434; заявл.06.05.2004; опубл. 15.02.2005, Бюл. №2

АНОТАЦІЯ

Бревнов гідродинамічних фільтрів шляхом закрутки потоку в кільцевій області зовні фільтроелемента. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 - «Гідравлічні машини й гідропневмоагрегати». - Сумський державний університет, 2009.

Для підвищення ефективності гідродинамічного очищення рідини шляхом використання закрутки потоку проведено дослідження гідродинамічних характеристик потоку несучої рідини в робочій порожнині гідродинамічного фільтра із закруткою потоку. Виявлено закономірності руху зважених часток у зоні відділення домішок гідродинамічного фільтра із закруткою потоку. Обґрунтувано раціональну конструкцію фільтра, що використовує закрутку потоку в комбінації із сітчастим фільтроелементом і розроблено методику розрахунку його гідродинамічних параметрів. Проведено експериментальні дослідження, що підтвердили ефективність запропонованого пристрою очищення й адекватність отриманих теоретичних результатів реальним фізичним процесам. Середня розбіжність між розрахунковими й отриманими в результаті експерименту значеннями порівнюваних параметрів склало 8,3%.

Ключові слова: гідродинамічний фільтр, закрутка потоку, зважені частки перепад тиску, рівняння Нав’е-Стокса, циліндричний фільтроелемент.

АННОТАЦИЯ

Бревнов гидродинамических фильтров за счет закрутки потока в кольцевой области снаружи фильтроэлемента. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 – «Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты». – Сумской государственный университет, Сумы, 2009.

Представленный в работе анализ показал, что для улучшения технических характеристик устройств очистки жидкостей от твердых частиц примесей, сочетание сетчатого фильтроэлемента, в рамках гидродинамического неполнопоточного фильтра, и закрутки потока на входе в область фильтрования, возможно, при условии детального изучения гидродинамических свойств закрученного потока в этой области и поведения взвешенных частиц в несущем потоке.

Установлено, что уменьшение сброса жидкости возможно при определенном сочетании закрутки потока и геометрических размеров области фильтрования, основным из которых является ширина кольцевого зазора. Эффективная очистка может быть реализована при условии сохранения ламинарного характера течения по всей длине области фильтрования и обязательном отсутствии обратных токов.

Установлено, что при моделировании поведения твердых частиц размером до 50 мкм в условиях рассматриваемой задачи необходимо учитывать силу лобового сопротивления и силу, возникающую в результате перепада давления в радиальном направлении. Показано, что при расчете траекторий твердых частиц таких размеров нужно принимать сферической формы.

Разработан гидродинамический фильтр с закруткой потока, который обладает преимуществами в сравнении с аналогичными устройствами очистки, такими как: уменьшение сброса жидкости; возможность не подпускать к фильтровальной сетке твердые частицы наиболее опасные с точки зрения забивания сетки; на порядок меньший, чем у гидроциклонов, перепад давления.

Выполнено экспериментальное подтверждение эффективности разработанного гидродинамического фильтра, использующего закрутку потока. Среднее расхождение между расчетными и полученными в результате эксперимента значениями сравниваемых параметров составило 8,3%.

Результаты диссертационной работы внедрены в конструкции фильтра
ГДЗ-10, установленного на предприятии ЛОКСТП «ЛТКЭ» (г. Ровеньки, Украина), основные теоретические положения использованы в учебном процессе Донбасского государственного технического университета.

Результаты исследования могут быть использованы при проектировании новых и модернизации существующих гидродинамических фильтров.

Ключевые слова: гидродинамический фильтр, закрутка потока, взвешенные частицы, перепад давления, уравнения Навье-Стокса, цилиндрический фильтроэлемент.

SUMMARY

Brevnov O. A. Improvement of hydrodynamic filters by the swirl of stream in circular area outside filtеrelement.

Thesis for а degree technical sciences candidate in specialty 05.05.17 - «Hydraulic machines and hydraulic and pneumatic units». - Sumy State University, Sumy, 2009.

The analysis presented in-process rotined that for the improvement of technical descriptions of devices of cleaning of liquids from the particulate matters of admixtures, combination of reticulated filter element, within the framework of hydrodynamic nonfullflowing filter, and rollup of stream on included in the area of filtration, possibly, on condition of the detailed study of hydrodynamic properties of involute stream in this area and conduct of the self-weighted particles in a bearing stream.

It is set that diminishing of upcast of liquid is possible at certain combination of rollup of stream and geometrical sizes of area filtrations basic from which is a width of circular gap. The effective cleaning can be realized on condition of maintainance of laminar character of flow on all length of area of filtration and obligatory absence of reverse currents.

It is set that at the design of conduct of particulate matters a size to 50 mkm in the conditions of the examined task it is necessary to use force of head-resistance and force, arising up as a result of overfall of pressure in radial direction. It is rotined that at the calculation of trajectories of particulate matters of such sizes it is needed to accept spherical form.

A hydrodynamic filter is developed with the rollup of stream which possesses advantages by comparison to the analogical devices of cleaning, such as: diminishing of upcast of liquid; possibility not to allow to approach to the filtration net particulate matters the most dangerous from point of hammering nets; on an order less, than at hydrociklones, overfall of pressure.

Experimental confirmation of efficiency of the developed hydrodynamic filter, using the rollup of stream is given. Middle divergence between a calculation and got 8,3% made as a result of experiment of value of the compared parameters.

Dissertation job performances are inculcated in the constructions of filter of GDZ-10, set on the enterprise of LOKSTP «LTKE» (Ukraine Roven'ki), substantive theoretical provisions are used in the educational process of the Donbass state technical university.

Result research may be used in designing new or improving already deigned of hydrodynamic filters.

Key words: hydrodynamic filter, rollup of stream, self-weighted particles, overfall of pressure, equations of Navier-Stokes, cylindrical filtеrelement.