автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Гидродинамика процессов с неоднородными структурами закрученных гетерогенных потоков в вихревых аппаратах

004617994

На правах рукописи

Белоусов Александр Сергеевич

ГИДРОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ С НЕОДНОРОДНЫМИ СТРУКТУРАМИ ЗАКРУЧЕННЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ ПОТОКОВ В ВИХРЕВЫХ АППАРАТАХ

Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 6 ЛЕН 2010

004617994

На правах рукописи

Белоусов Александр Сергеевич

ЩЦРОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ С НЕОДНОРОДНЫМИ СТРУКТУРАМИ ЗАКРУЧЕННЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ ПОТОКОВ В ВИХРЕВЫХ АППАРАТАХ

Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина» на кафедре «Процессы, аппараты химической технологии и безопасность жизнедеятельности»

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Сажин Борис Степанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Авдюнин Евгений Геннадиевич

доктор технических наук, профессор Кабанов Александр Николаевич

доктор технических наук, профессор Горшенин Павел Александрович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности» (ГОУ ВПО «РосЗИТЛП»)

Защита диссертации состоится «2 'X I1 2010 г. в / О часов, на заседании диссертационного совета Д 212.139.03 при Московском государственном текстильном университете им. А.Н. Косыгина по адресу: 119071, г. Москва, ул. Малая Калужская, д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н.Косыгина».

Автореферат разослан « ¿5» X / 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

А.В.Фирсов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Постоянное технологическое обновление, необходимое для перехода России на инновационный путь развития, требует наличия у разработчиков процессов и аппаратов теорий, методов исследования и расчета, позволяющих выявлять новые гидродинамические эффекты процессов и описывать тенденции изменения характеристик аппаратов в широком диапазоне параметров.

В особенности эта проблема имеет значение для вихревых аппаратов с гетерогенными потоками, поскольку закрутка потока, а также частичное заполнение рабочего объема дисперсной фазой вызывают неоднородности течений и, в итоге, существенные изменения технологических характеристик аппаратов при вариации параметров. Для центробежных пылеуловителей проблемой является также сам расчет основной рабочей характеристики - фракционной эффективности улавливания (ФЭУ).

С другой стороны, существующие методы расчета рабочих параметров вихревых аппаратов, обычно основаны на критериальном подходе и экспериментальных константах, подобранных в основном для конкретных конструкций и режимов работы, то есть не описывают указанные явления и обладают малыми прогнозирующими возможностями.

Одной из основных причин этого положения является пока еще недостаточная изученность внутренней задачи гидродинамики закрученных гетерогенных потоков в технологических аппаратах. Это вызвано незавершенностью, как теории турбулентности, так и методологии подхода к моделированию технологических турбулентных течений. Таким образом, имеется существенный разрыв между результатами классических теорий турбулентных двухфазных течений и практическими задачами моделирования и расчета вихревых аппаратов.

Исходя из вышеизложенного, в настоящее время важным является проведение комплекса исследований по разработке адекватной прикладной теории и моделей закрученных потоков в вихревых аппаратах; созданию методологии исследования и обобщения свойств неоднородных двухфазных течений и характеристик аппаратов; разработке рекомендаций по повышению эффективности процессов в вихревых аппаратах.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планами Проблемного совета РАН по теоретическим основам химической технологии (ТОХТ) 2003-2008 гг.; планами важнейших НИР ГКНТ АН СССР по ТОХТ на 1986-1990 гг.; хоздоговорными и госбюджетными планами МТИ им. А.Н. Косыгина 1981-1991 гг.; планами НИР МГТУ им. А.Н. Косыгина 2003-2008 гг.

Цель работы - создание научных основ прикладной гидродинамики вихревых аппаратов с неоднородными структурами закрученных гетерогенных потоков, обеспечивающих реализацию эффективных гидродинамических режимов технологических процессов.

Основные задачи исследования: - анализ современных данных и тенденций по прикладной гидродинамике закрученных двухфазных течений, эффективности процессов сепарации во вращающихся потоках; обоснование основных принципов исследования

щающихся потоках; обоснование основных принципов исследования вихревых аппаратов с неоднородными структурами гетерогенных потоков;

- разработка основ прикладной теории турбулентных гетерогенных течений в вихревых аппаратах;

- создание приближенных моделей для прогнозирования структур потоков и полей скоростей: в аппаратах с одним входом закрученного потока, с двумя входами, с двумя выходами, с распределенным выходом;

- теоретическое и экспериментальное исследование и обобщение основных закономерностей неоднородной гидродинамики несущей среды в вихревых аппаратах различной геометрии;

- исследование и моделирование гидродинамики двухфазных течений в вихревых аппаратах; разработка методологии аналитического и компьютерного исследования двухфазных вихревых потоков; создание моделей неоднородной гидродинамики двухфазных потоков и методологии идентификации этих моделей и характеристик аппаратов;

- исследование и обобщение эффектов влияния структур и неоднородностей потоков на эффективность процессов в вихревых аппаратах, в том числе для материалов с дисперсностью менее 5 мкм;

- разработка вихревых пылеуловителей с эффективным использованием гидродинамических неоднородностей, разработка технических рекомендаций по аппаратам и системам пылеочистки, многофункциональным аппаратам для совмещенных процессов, создание инженерной методики расчета аппаратов с переменной структурой потоков.

Научная новизна:

В целом в диссертации разработана совокупность научных положений, представляющая новый подход к исследованию и моделированию аппаратов с неоднородной и переменной структурой вихревых гетерогенных потоков, который основан на предложенной прикладной теории и методах неоднородной многомерной гидродинамики. Все закономерности по неоднородной гидродинамике вихревых аппаратов получены впервые.

- Разработана прикладная теория турбулентных закрученных течений в аппаратах с неоднородными структурами потоков, основанная на модели при-осевой турбулентности и векторной функции турбулентного числа Рейнольдса; получены уравнения и разработана методика расчета, позволяющие прогнозировать структуру линий тока, поля скоростей и турбулентное смешение.

- Установлено существование различных структур течения газа в вихревых аппаратах с двумя входами: структуры разделения потоков, равномерного перехода и частичного байпаса; обнаружено явление приосевого распада вихря пузыревидного типа, обладающего существенно неоднородной и управляемой структурой; установлен вид и характеристики поверхностей тока, циркуляционных зон; выявлен туннельный эффект проскока приосевого потока к стенке аппарата.

- Выявлены основные закономерности полей скоростей газа в вихревых аппаратах: неоднородность тангенциальной и осевой скоростей по высоте аппарата; распределение в пространстве радиального стока, наличие радиального

источника вблизи осевого завихрителя; распределение полей скоростей неоднородной структуры распада вихря; эффект смещение оси физического вихря.

- Получены и аналитически решены приближенные модели гидродинамики вихревых течений на основе уравнений Эйлера: модели на основе теории эффективно невязкой жидкости для аппаратов со встречными закрученными потоками (ВЗП), аппаратов с разделением потока; структурные модели для аппаратов с кольцевыми течениями, с гладкими и фильтрующими перегородками.

- . Разработаны детерминированная и стохастическая Эйлеро-Лагранжевы модели движения частиц материала; получены критерии структурного упрощения уравнений движения частиц, найдены условия перехода к вероятностно-логарифмической кривой фракционной эффективности улавливания; с помощью компьютерных экспериментов установлены различные структуры движения частиц, обнаружено физическое явление туннельного турбофо-реза, предложена методика расчета функций фракционной эффективности осаждения (ФЭО), характеризующих влияние структур потоков на эффективность сепарации частиц; разработаны эффективные методы определения ФЭУ.

- Разработана группа многопоточных моделей неоднородных структур и методы идентификации распределения времени пребывания (РВП) твердой фазы в вихревых аппаратах. Методика идентификации неоднородных структур РВП, основана на нелинейной оптимизации совместно с анализом приближенных функций интенсивности.

- Выявлены закономерности РВП для аппаратов с неоднородными потоками: найдено, что для режима винтового течения в вихревых аппаратах адекватна ячеечная модель с числом секций N = 8 + 50; для циклонов при скоростях

*

больше критической Кд установлено существование эффекта распада РВП на две ветви; для многофункциональных аппаратов ВЗП-ВК разделение РВП на две ветви происходит при определенной высоте перелива; установлено существование двух циркуляционных контуров в аппарате фонтанирующего слоя; выявлено изменение структуры перемешивания в вихревой камере.

- Разработана инженерная методика расчета и модели процесса разделения гетерогенных потоков и потерь давления несущей фазы в вихревых аппаратах, основанные на проведенных исследованиях и структурно-интегральном подходе к моделированию неоднородностей.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

- Уравнения и вихревая теория турбулентных гетерогенных потоков и приближенные решения моделей невязкой жидкости дают возможность прогнозировать трудно измеряемые поля течений, движение дисперсной фазы, а также структуры двухфазных потоков в разрабатываемых вихревых аппаратах.

- Результаты исследований и обобщений, разработанные модели и методики расчета позволяют: обеспечить эффективную организацию неоднородной гидродинамики для различных технологических задач в вихревых аппаратах; проводить расчет фракционной эффективности для различных конструкций; выбирать рациональные режимы работы и габариты пылеулавливающих и многофункциональных аппаратов с многофазными потоками.

- Предложенные методы идентификации позволяют с высокой достоверностью определять фракционные характеристики и параметры РВП; методика и предложенные модели позволяют эффективно выявлять и описывать гидродинамические неоднородности потоков для широкого класса аппаратов.

- Разработан и исследован новый вид вихревых пылеуловителей типа ВП, которые имеют номинальное соотношение входных расходов 1:1, широкий рабочий диапазон по соотношению расходов, малочувствительны к колебаниям нагрузок; разработаны типоразмеры аппаратов ВП диаметром от 0,2 до 1,2 м и установки ВП-700х2 и ВП-800хЗ, которые обеспечивают очистку газов в диапазоне от 500 до 22000 л? /час.

- Разработаны рекомендации по конструктивным характеристикам и режимным параметрам для различных конструкций пылеулавливающих и многофункциональных аппаратов ВЗП, комбинированных аппаратов.

- По результатам выполненных исследований разработаны и внедрены в различных производствах аппарат ВП-300, пылеуловители ВП-700, установка ВП-700х2, комбинированная установка ВП-800хЗ. Внедрены пылеуловители типа ВЗП в составе установок ВЗП-бООхЗ, ВП-1, ВП-2, ВП-3. Результаты работы были использованы при разработке и внедрении и эксплуатации пылеуловителей ВЗП-2000, ВЗП-2000У, ВЗП-ЦРП, при проектировании сушилки с одновременным улавливанием СВЗП-600, микрогранулятора ВЗП-350-МГ.

- Результаты работы используются в учебных курсах МГТУ им. А.Н. Косыгина: «Моделирование химико-технологических процессов», «Оптимизация химико-технологических процессов», «Прикладная математика и кинетика процессов переноса».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинарах Совета РАН по технологическим процессам с твёрдой фазой (2005г.), по теоретическим основам химической технологии (1987г.); на международном совещании РАН, посвященном столетию со дня рождения академика Н.М. Жаворон-кова (2007г.); at The Second Nordic Drying Conference (NDC-03), Copenhagen, Denmark, 2003, а также более чем на 30 международных, всероссийских и всесоюзных конференциях, в том числе на: международных конференциях «Экологические и ресурсосберегающие технологии промышленного производства» (Витебск, 2006г.); «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Иваново, 2004, 2006, 2007гг.); «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2003-2008гг.); на международных конгрессах по химии и химической технологии «МКХТ» (РХТУ им. Д.И. Менделеева 2003-2008гг).; всесоюзных конференциях «Очистка газовых выбросов промышленных предприятий» (Тольятти, 1990г.); «Технология сыпучих материалов» (Ярославль, 1989г.); «Новые процессы, оборудование и гибкие производственные системы для многономенклатурных химических производств» (Черкассы, 1989г.); «Современные машины и аппараты химических производств» (Чимкент, 1988г.); «Аэрозоли и их применение в народном хозяйстве» (Юрмала, 1987г.); «Создание и внедрение современных аппаратов с активными гидродинамическими режимами для текстильной промышленности и произ-

водства химических волокон» (Москва, 1981,1983,1985,1989 г.); «Повышение эффективности тепломассообменных и гидродинамических процессов в текстильной промышленности и производстве химических волокон» (Москва, 1985,1988 г.); «Методы кибернетики в химии и химической технологии» (Грозный, 1984г.); на «Всесоюзном совещании по математическому моделированию и управлению высокотемпературными процессами в циклонных и вихревых аппаратах» (Одесса, 1980г.); научных конференциях МТИ им. А. Н. Косыгина, 1982-1987гг. и др.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 105 научных работ, из них 50 работ приведены в списке автореферата, 18 статей в журналах из перечня ВАК РФ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 8 глав, приложений, основных выводов и списка литературы. Общий объем диссертации 372 страниц, таблиц - 14, рисунков - 93, библиография включает 315 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы, формулируются цель и задачи исследований, отмечена научная новизна, практическая ценность и реализация диссертационной работы.

Первая глава посвящена анализу работ по исследованиям аппаратов с закрученными гетерогенными потоками, гидродинамике внутренних турбулентных вихревых течений, методам расчета двухфазных течений и характеристик аппаратов.

Выполнен анализ современных направлений применения закрученных гетерогенных течений для различных технических приложений, в первую очередь для обработки дисперсных материалов в аппаратах ВЗП. Отмечено, что применение аппаратов с закрученными потоками дает положительные результаты в химической и смежных отраслях промышленности. Однако их выходные характеристики имеют существенную нелинейность, экстремальность, а иногда и резкое изменение при вариации параметров, что говорит о возможности кризисных гидродинамических явлений и неоднородности структуры потоков.

Вместе с тем основные прикладные методы моделирования гидродинамики вихревых аппаратов исходят из однородной и фиксированной структуры потоков, и, следовательно, не могут прогнозировать возможные неоднородности. Другим направлением является применение фундаментальных методов вычислительной гидродинамики (CFD- Computational Fluid Dynamics), основанных на так называемых стандартных (базовых) полуэмпирических моделях турбулентности. Однако из анализа применения наиболее популярной группы двухпараметрических базовых моделей (2Р) следует, что они в основном работоспособны только при малых степенях крутки потока.

Проведен также обзор методов расчета технологических характеристик вихревых аппаратов, который показал, что их можно разделить на две группы. Первая группа основана на экспериментальных данных, обработанных метода-

ми теории подобия, и позволяет рассчитывать на заданные рабочие условия типовые (нормализованные) конструкции. Вторая группа содержит широкий спектр моделей - от простых инженерных до вычислительных, основанных на базовых моделях турбулентности. Здесь наилучшие результаты получены для СРЕ)- моделей, однако и они обычно дают совпадение только для одного режима.

На основе анализа сформулированы основные задачи исследования.

Вторая глава содержит исследования по гидродинамике и разработку прикладной теории внутренних турбулентных течений в вихревых аппаратах.

Выполнен анализ системы физических эффектов турбулентных потоков в вихревых технологических аппаратах. В соответствие с результатами М.А. Гольдштика применен аналог вариационного принципа о минимизации диссипации кинетической энергии. Предложена вихревая концепция: приосевая генерация турбулентности, пропорциональная крутке потока и частичное подавления турбулентности в основном ядре течения. В этом случае универсальной постоянной задачи является турбулентное число Рейнольдса &Г ~ Р' 6/(2 ■ к • Щ • Н), где <3 - расход воздуха через аппарат, Н — высота аппарата, турбулентная вязкость. Исходя из аналога вариационного принципа получено Щ ~к[1 Ф, где Ф- приведенный параметр закрутки, к( ® 26.

Турбулентное течение газа в аппарате описано уравнениями Рейнольдса в цилиндрической системе координат (г,г,(р). Для замыкания уравнений Рейнольдса применена модель анизотропной турбулентной вязкости.

Предложена гидродинамическая схема течения в технологических вихревых аппаратах, состоящая из ядра потока, обладающего свойствами свободной турбулентности, и тонкого пограничного слоя. Таким образом, для условий

течения в аппарате получена векторная турбулентная вязкость = (зд,/^),

где 11г(р - турбулентная вязкость, соответствующая напряжению тг(р, а //д -

турбулентная вязкость остальных компонент тензора турбулентных напряжений. Для среды с постоянной плотностью и постоянными коэффициентами /¿,/¿0 и цг(р получены следующие уравнения

дч>эг дч>дг ( { д2г эг) , ,д2г „ .

эГ & - = ^] ^'

1 Э^У 1 да9 | 1 ду

г (к дг г ск дг г2 & ^

= С«-/Ц))

Гд20)(р дг2 ' д2Ч>

дг2 д2хУ

1 дт,

<р

г дг

2 ГрдГ ' ,3 дг

дг2 г дг

(1-6)

(1-в)

где УР - функция тока, Г - циркуляция, а^- азимутальная компонента вихря.

По аналогии с корреляцией П. Брэдшоу принято /лГ(р = /сг$, где ст$

- интегральный параметр анизотропии, зависящий от эффективной закрутки.

Используя результаты исследований по струйным и отрывным течениям для турбулентной вязкости в ядре потока получено

10,33

и -Q p

ъ

(2)

где Фм., i = 1,2 - модельные степени закрутки во входных сечениях первого

(нижнего приосевого) и второго (верхнего периферийного) потоков, D - диаметр аппарата; К - соотношение расходов потоков: К = Qij{Q\ + Qj)- Для интегрального параметра анизотропии предложено уравнение

где Rex - средний относительный радиус входа потока в тангенциальном за-вихрителе, R\— радиус втулки, Ri - радиус нижнего завихрителя.

Методика расчета внутренних турбулентных закрученных течений предусматривает также задание специальных граничных условий, зависящих от конструкции, как на проточных границах аппаратов, так и на их стенках.

В качестве универсального критерия, характеризующего влияние вращения на гидродинамические процессы в аппарате, принят интегральный параметр крутки S, определяемый через тангенциальную Vq> и осевую Vz скорости

R /Л

S = ¡V.V^dr IR- \(Vz2)rdr. (4)

о /о

Краевые условия на входах различных типов завихрителей определяются через эквивалентные параметры крутки, которые рассчитаны по известным экспериментам для закрученных течений в трубах. Расчет модельной степени крутки Фу., соответствующей эквивалентной, проводился по уравнению (4).

Для вихревых потоков учитывается изменение крутки при входе в аппарат и при движении потока. Для момента импульса М можно записать:

М = Мj /(1 + kMjX / R) , (5)

где X - координата вдоль оси в зоне однородного течения; М; - момент импульса в начальном сечении; к - коэффициент трения.

Для лопаточного завихрителя при допущениях о равномерном распределении осевых скоростей и задании профиля Уф в виде -г" =const получаем:

Sc=2tgcp0-N, (6)

где: Sc - расчетный параметр крутки; фо - угол закрутки при r=R; R - радиус канала; для п=3: N = ln(l/d^jd-d^) ; для п*3:

cIq - относительный диаметр втулки завихрителя. При тех же допущениях уравнения для тангенциального и улиточного завихрителей имеют вид:

Sc=x(R2-RÏ)/(FinyRin/R -sm/3 , (7)

где Fin - площадь входа, Rin - радиус центра тяжести площади входа до оси аппарата, (3 - угол между осями входного патрубка и аппарата.

Для определения действительных значений S0 на срезе завихрителей, данные, полученные в литературе для X/D>3 экстраполировались с помощью (5) до кромок завихрителей.

Для расчета значений крутки тангенциальных завихрителей с использованием экстраполированных S0 предложена корректирующая поправка:

K(SC) = 1.28 • Sc0'25 • ехр(-0.075 ■ Sc) • Sc , (8)

где Sc рассчитывается по уравнению (7). В этом случае погрешность составляет не более 8 %. Применяя уравнения (7) и (8) для циклонов ЦН-24, ЦН-15, ЦН-11 и СКЦН-34 получены значения крутки, хорошо коррелирующие с параметрами эффективности указанных циклонов.

Для расчета течения в пристеночной области предложена схема тонкого пограничного слоя в котором местные коэффициенты трения зависят от интегральных свойств потока. Для касательных напряжений на стенке riû} получено

тш = 0,тр(1 + К^-\У\-Гш1Ш , i=Z, <р, (9)

где V - характерная скорость, Vj0) - компонента скорости на стенке. Значения параметров в (9) приняты: Kz=10,2; affl = Kz/K(p = 4,15. Проектируя

напряжения, действующие со стороны ядра потока на границе 5- слоя на плоскость, касательную к стенке, получены необходимые условия сопряжения.

На оси аппарата принимались условия симметрии, на выходе - равенство нулю градиентов вдоль оси. Полученные разностные уравнения решались методом последовательной нижней релаксации.

В третьей главе приведены результаты расчетов по предложенным моделям, экспериментальные исследования полей течений и выявлены основные закономерности неоднородной гидродинамики несущей фазы. На рис. 1 представлены распределения линий тока в аппарате при различных соотношениях потоков. Так как модель осесимметрична, на рисунке приведена половина сечения аппарата плоскостью, проходящей через ось симметрии.

Из полученных результатов видно, что в зависимости от соотношения расходов К в аппарате со встречными закрученными потоками могут существовать принципиально различные структуры течения. При преобладании расхода периферийного потока (рис. 1, а) в центральной части аппарата образуется циркуляционная зона I, а часть нисходящего потока движется вниз, вплоть до отбойной шайбы и затем резко меняет направление и устремляется к оси, образуя сильный придонный поток II (режим частичного байпаса). При уменьшении К придонный поток исчезает и картина течения соответствует равномерному переходу нисходящего периферийного потока в приосевой восходящий поток (цилиндрическая структура, рис. 1, б).

Рис. 1 Структура потоков газовой фазы в аппарате.

Я =2,15; 5i=0,6; S2 =5,2; а) ¿>0,8; б) К =0,62; в) К =0,39.

При =0,39 структура движения газа наиболее сложная (рис. 1, в). Из представленных результатов следует, что в приосевой области возникает замкнутая циркуляционная зона III, содержащая сильное возвратное течение на оси (явление пузыревидного распада вихря - ПРВ). Выявлены особенности распада вихря применительно к аппаратам ВЗП: крупномасштабная неоднородность по всему сечению аппарата; устойчивая форма; хорошая управляемость формой распада при изменении режимно - конструктивных параметров. Таким образом установленное явление ПРВ можно классифицировать как специальную управляемую форму распада в отличие от классического неуправляемого распада вихря, возникающего в авиации при срыве потока с дельтовидных крыльев.

В периферийной зоне нижней части устройства возникает тороидальный циркуляционный контур IV. Как видно из рис.1в, поток, выходящий из нижнего завихрителя, резко меняет направление течения и движется к стенке в относительно узком проходе между циркуляционными контурами III и IV. Таким образом для частиц из приосевого входа может быть реализован своеобразный туннельный эффект быстрого продвижения от завихрителя к стенке аппарата.

Между нижним потоком и циркуляционным течением IV возникает разделяющая поверхность тока, которая замыкается на боковую стенку в точке 1 на рис.1.в. Аналогичная поверхность замыкается на боковую стенку в точке 2. Между точками 1 и 2 осевая скорость в пристеночной зоне направлена вверх, что дает удержание в этой зоне материала.

Для экспериментального исследования гидродинамики полей течений был разработан стенд, на котором пневмометрическим методом исследовались

поля скоростей для двух лабораторных моделей аппаратов, в шести сечениях, при трех соотношениях расходов. Сравнение результатов расчетов и экспериментов по полям скоростей при числе Рейнольдса 11ео = 15000 показано на рис.2. Как видно из приведенных данных экспериментальные измерения достаточно хорошо подтверждают качественные и количественные результаты расчетов полей скоростей. Подтверждено существование неоднородных структур потоков, зоны распада вихря, значительных градиентов тангенциальной и осевой скоростей. Экспериментально полученная ширина зоны распада даже больше расчетной. Расчетные и экспериментальные поля турбулентного смешения также хорошо согласуются между собой.

%ч

О- г

Л а р'

лД

ш

Li--

V

VZ,V9

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Г

а)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 г

в)

vz,v„ 2 1 0 -1 -2

Ф

У

у-о.. {

Vz,V(p 2 1 0 -1

\

:..л—/ J? Оф

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Г

б)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Г

г)

Рис.2 Расчетные и экспериментальные значения скорости в сечениях: Z = Z/D. Vz- осевая скорость: * 1 - расчет, -Л- - эксперимент; V^ - тангенциальная скорость: -•--расчет, О - эксперимент, а) Z=l,25, К=0,8; при К=0,39: —, -о--расчет и эксперимент для К,', -«-, -О- -соответственно расчет и эксперимент для V^', 6) Z=0,7, К=0,39; в) Z=l,65, К=0,62; г) Z=l,65, К=0,62.

Эффективность обработки многофазных сред в вихревых аппаратах в значительной степени определяется радиальным стоком газа. Однако измере-

ние радиального стока затруднительно, ввиду малой радиальной скорости, возможно также искажение замеров из-за смещения оси вихря (см. рис. 2).

Оценка смещения была проведена путем обработки литературных данных для радиальной скорости в циклоне, полученных с помощью специальной измерительной системы. Установлено, что для циклонов смещение оси по высоте близко к спиралевидному распаду вихря. Предложено исследовать оценку радиального стока по осесимметричной модели течения, а корректировку самой модели проводить по результатам замеров осевых и тангенциальных скоростей

Из расчетов получено, что радиальный сток существенно изменяется по высоте аппарата и зависит от режима его работы. В основной части аппарата радиальный сток мал и близок к приближенной оценке Уг / = -0,2. Вблизи выхлопа (Ъ =2,0), увеличиваются радиальные токи, направленные к оси.

В целом, в результате расчетов установлена сильная чувствительность структуры потоков и полей скоростей к значениям параметров крутки завихри-телей ^ , $2 и к высоте рабочей части аппарата Н. В режиме разделения потоков вблизи нижнего завихрителя появляется область с радиальной скоростью Уг > 0 (частичный срез туннельного эффекта на рис. 1, в). При этом прилегающая периферийная область потока имеет значение радиального стока примерно в 2 раза меньшее, чем при К - 0,8. Эти явления способствуют процессу улавливания частиц и, следовательно, повышают эффективность пылеуловителя.

В четвертой главе представлены приближенные модели течений эффективно невязкого газа на основе уравнений Эйлера. Исследованы возможности рассчитывать гидродинамику вихревых течений с помощью более простых моделей, чем уравнения Рейнольдса (1).

В наиболее общем виде модель вихревых течений получена из уравнений Громеки-Ламба и имеет вид

-^Ч. (10)

2.. а (, =.Л - Г

+ С2и + q + £2[аг0 + щ (и + Ф0)] = -с2Фо - iГТ

ос,

Здесь: безразмерные цилиндрические координаты; и- отклонение

функции тока от граничного условия на нижнем завихрителе; Фо,сг-,а,- параметры задачи. Аналитическое решение получено в виде ряда

»{Ш = Ъ2 ехр(- Ci2/4 G„f(i - V(4C),2>C£2)- (А, Sh^)! Sh{anH)-

п=1

-2cT-2A„Ch-\anH/2)Sh[an-{ij-H)l2\-Sh{an-T,l2)}, (11)

где F— функция Куммера, С = , <уп = -, коэффициенты An,Dn,Gn определяются из граничных условий на торцах аппарата, Л„- корень уравнения F(l-^/(4C),2,c) = 0.

Рассчитаны различные частные случаи задачи (10) для модели эффективно невязкой жидкости, при которой параметры задачи определяются по данным измерений скоростей в ядре течения. В этих случаях возможно реализация структур потоков и полей скоростей, соответствующих рис. 1, а и 1, б. Этот

подход применен для моделирования течений в аппаратах ВЗП для 0,65 < К, когда реализуются режимы, близкие к цилиндрическим, а также для аппаратов с одним входом и разделением потоков.

Предложены также структурные модели на основе (10), определение параметров в которых выполнено по методу М.А. Гольдштика. Решения получены в виде рядов (11) и описывают только структуры течений в цилиндрических или кольцевых аппаратах. Установлено, что уменьшение кольцевого зазора или введение фильтрации устраняет неоднородности течений.

Пятая глава посвящена разработке методов исследования движения дисперсной фазы при ее малых концентрациях, а также методикам идентификации гидродинамических неоднородностей и характеристик псевдожиженных структур в вихревых аппаратах при локально повышенных концентрациях плотной фазы.

В работе предлагается подход к исследованию закрученных гетерогенных потоков в вихревых устройствах с единых позиций Эйлеро-Лагранжева описания гидромеханики течений. Уравнения движения плотной фазы приведены к безразмерному виду. В качестве масштаба скорости принята безразмерная скорость в плане аппарата Fq, масштаба размера - радиус аппарата R, масштаба времени ~Тд= R/Vq . Уравнения движения частицы получены в виде:

2

St.^ = B-fv{Vr-Wr)+St-^~ (13)

ав г

dW(0 ( х Wa-Wr

Sf^ = B-fv[V<p-Wip)+St-^-^ (14)

где: W и V - безразмерные скорости частицы и газа; 9— безразмерное время; St - число Стокса St = z/Тд; х~ время релаксации частицы

г = рт ■ сР'/{[%■ Wg- безразмерная скорость витания; В = Cj/СjSt~ отно-

St

сительный коэффициент сопротивления частицы; Cj - коэффициент сопро-

С/

тивления частицы, рассчитанный по закону Стокса Q = 24/Rej; pm,d-плотность и диаметр частиц; Rej - число Рейнольдса частицы.

Анализ системы (12-14) выявил основные закономерности движения и область возможного применения критериального подхода. При условиях В = 1, Wq = const и малых значениях числа Стокса система допускает структурное упрощение. В этом случае решения исходной системы приближенно описываются решением вырожденной системы квазистационарного приближения (правые части уравнений (12—14)). Такое движение частиц будет обладать свойством подобия траекторий и позволяет применить критериальный подход.

Выполнено исследование методов определения фракционной эффективности разделения, показана смещенность оценок и неустойчивость общеприня-

тых методов. Разработаны эффективные и устойчивые к ошибкам экспериментов методы, основанные на алгоритмах нелинейного оценивания.

Разработана методика идентификации распределения времени пребывания плотной фазы при переменной структуре потоков.

В областях повышенной концентрации плотной фазы возникают локальные псевдоожиженные структуры, для которых пока нет установившихся теорий. Поскольку здесь возможны переменные и неоднородные структуры частиц, то для идентификации РВП нужны точные и чувствительные методы.

Для разработки таких методов выполнен анализ процедур оценивания параметров моделей структуры потоков, основанных на методе трассера. Предложена комплексная методика, основанная на процедуре нелинейного оценивания и группе моделей структур потоков, характерных для вихревых аппаратов. В процедуре идентификации производится пошаговое построение цепочки моделей 2п, аппроксимирующих С (в) - кривую отклика (здесь п - номер этапа, 9- нормированное по среднему время пребывания материала в аппарате). Выбор моделей проводился на основе F - критерия и с помощью анализа приближенных функций интенсивности L(ß). Функции Ь{в) рассчитывались путем кубической сплайн-интерполяции точек кривых отклика С(в). По интерполированной кривой С*(д) определялась интегральная функция F*(ß) и, далее,

приближенная функция интенсивности L(ß) = -d[ln(l -F* (#))]/ dd.

Предложена группа многопоточных моделей, которая учитывает наблюдаемое в исследованиях реальное разделение потоков дисперсной фазы. На первом этапе анализа рассматривается начальная подгруппа, включающая шесть моделей с последовательно возрастающим числом параметров, имеющие аналитические решения. В ходе процедуры последовательных приближений число параметров и составных частей модели корректируется по результатам оптимизации. Если при поиске в начальной подгруппе адекватную структуру не удается определить, то на втором этапе по тому же принципу строятся более сложные численные модели ячеечной структуры.

Аналитические решения для первых пяти моделей легко компонуются из известных решений для соответствующих потоков с учетом соотношения между передаточной функцией системы W(s) и передаточными функциями отдельных потоков tVj(s).

Решение для смешанной циркуляционной модели получено в виде

к= 1

/

ак

S

rAkJ ■ R{~X ■ ехр(- Tkß\ + Rk)/{\ - Bk))Nk\ф(тк^

(15)

где Аи^ + Як^ЩНк"" ТК;=(в-(]-\УВк/Кк),

К - число контуров в системе, Л^ - число секций контура к в ядре потока, Лк~ доля общего потока в контуре, Rk-Qr,k|Qk~ относительный поток рециркуляции, Вк- объемная доля блока идеального вытеснения, Мк- объемная

доля секции в ядре потока, ак - число членов ряда обратного преобразования Лапласа, Г- гамма-функция, Ф - функция Хевисайда.

В шестой главе излагаются результаты расчетных и экспериментальных исследований неоднородностей плотной фазы в аппаратах различных типов.

Закономерности процесса разделения для цилиндрической схемы течения (рисунок 1, б) исследовались на основе численного решения полной системы уравнений движения частиц (12-14), где для поля скоростей газа использовалась вихревая модель (10), полученная в гл.4.

Показано, что в зависимости от размеров, частицы имеют различные структуры движения. Мелкие частицы могут образовать устойчивые цилиндрические структуры из тороидальных вихрей на границе раздела восходящего и нисходящего потоков, в которых отмечается высокие значения числа Яе^. Средний размер частиц с1*, попавших в угловую точку цилиндрической границы зоны однородности потоков, характеризует эффективность разделения равную 50 %. Эффективность улавливания, время пребывания и среднее число Рейнольдса различаются для частиц, подаваемых в аппарат по разным входам. Получено, что время сепарации частиц на стенку (для <й50 мкм) намного меньше, чем время движения частиц в пристеночной зоне.

Выполнена проверка возможности применения критериального подхода на основе критериев квазистационарного приближения: В »1, & «1. Оценка критериев проводилась осреднением по траекториям для критического диаметра частиц й*. Показано, что критериальное обобщение наиболее обосновано можно применять в диапазоне характерных размеров частиц 0 < й* < 30 мкм.

Исследование двухфазной среды в турбулентных полях скоростей различной структуры выполнено на основе Эйлеро-Лагранжева подхода. Уравнения для газовой фазы записывались и решались в эйлеровых переменных, а движение частиц описывалось в лагранжевых переменных.

Рассмотрены две модели движения частиц. Детерминированное модель основана на описании движения дисперсной фазы в гидродинамическом поле, которое описывается осредненными скоростями движения сплошной среды. Стохастическая модель дополнительно учитывает взаимодействие частиц с турбулентными вихрями.

Детерминированная модель хорошо описывает движение инерционных частиц, а также позволяет оценить влияние слабых структурных эффектов для мелких частиц, поскольку при наличии турбулентных пульсаций эти эффекты могут не проявляться.

Расчеты детерминированного движения частиц проводились также в неоднородных полях скоростей газа, полученных по турбулентной модели (1-9). Установлено, что частицы имеют еще более сложные и неоднородные структуры движения, чем несущая фаза. Показано, что в рабочем объеме имеются зоны притяжения (захвата) и образования циркуляций частиц в основном двух видов: слабого и сильного захвата. Определены верхние границы размеров частиц для зоны сильного захвата, составляющие при Уо = 4м/с и К=0,39 соответственно

405 и 300 мкм для первого или второго каналов. Установлено, что в режиме разделения потоков, крупные частицы могут иметь низкочастотные колебания.

В стохастической модели использована так же система (12-14), однако скорость газовой фазы моделировалась в виде V = 0 + щ, где 0 - осредненная, а щ - пульсационная составляющие скорости газа. Пульсационная составляющая щ рассчитывалась с помощью метода стохастического моделирования:

где - случайные числа нормированного распределения Гаусса, г = (г,г,<р) -индекс координат, Цг) и /(г) - демпфирующие функции, аналогичные корреляциям для масштаба вихрей в моделях турбулентности, Си— параметр задачи.

Взаимодействие гетерогенной частицы с турбулентными пульсациями моделировалась на основе схемы сферического вихря А.Д. Госмена и Е. Иони-диса. Принималось, что газовый вихрь, сохраняет пульсационную скорость в течение времени своего существования. Время контакта частицы с вихрем определялось как наименьшее из времени жизни вихря 7] и времени пребывания частицы в вихре . Для Ц и предложены уравнения

Введены также пристеночные функции пограничного слоя для частиц, моделирующие эффекты взаимодействия с шероховатой стенкой и вязким подслоем. Взаимодействие со стенкой, помимо удара частиц, моделировалось в виде численного аналога односторонней пелены с радиусом IIр[ =(/?-£ • Д),

где Д - шероховатость стенки.

На рис. 3 представлены некоторые характерные результаты расчета движения частиц по стохастической модели в турбулентном потоке с пульсациями, На каждом рисунке представлена выборка из 10 характерных траекторий частиц одного размера для различных структур потоков, соответствующих рис. 1. На рис 3, а представлена структура течений частиц для обычного режима равномерного перехода потоков (рис.1, б). В данном случае частицы диаметром 6 мкм, поступившие по периферийному вводу, в основном улавливаются.

На рисунках 3, б и 3, в показаны траектории частиц диаметром 2 мкм, введенных по первому каналу, но попавших в различные структуры потоков. На рисунке 3, б частицы подаются в структуру равномерного перехода потоков (рис.1, б). В этом случае значительная часть частиц проскакивает в унос, а осаждается на стенку и улавливается около 60 % частиц. Совершенно иная картина на рисунке 3, в, при работе аппарата в режиме распада вихря (структура 1, в). Как видно в этом случае за счет туннельного эффекта значительная часть частиц резко вбрасывается непосредственно в пристенную зону. Однако и в этой зоне частицы не следуют за линиями тока газа, а сепарируют на стенку и оста-

(16)

(17)

ются в вязком подслое. Это происходит в основном за счет неоднородности распределения турбулентных пульсаций в пограничном слое - возникает явление турбофореза, вызывающее турбулентную миграцию частиц к стенке. Оба явления естественно объединить в один эффект туннельного турбофореза, который по сути является движущей силой нового типа для процесса разделения газовзвеси, формируемой за счет гидродинамической неоднородности распада вихря.

а) б) в)

Рис.3 Стохастические траектории движения частиц в аппарате в плоскости

(рр=<р. Я =2,15; 5] =0,6; 52=5,2 •

а) К=0,62, 2 канал, с1р=6 мкм; б) К=0,62, 1 канал, с1р=2 мкм; в) К=0,39, 1 канал, с1р=2 мкм.

На рис. 3, в нанесены также с рис. 1, в точки присоединения и отрыва первого потока от стенки аппарата. Видно, что в точке 2 происходит увеличение концентрации дисперсного материала и начинает образовываться кольцевой стационарный вихрь, имеющий увеличенное время пребывания частиц (локальная псевдоожиженная структура - ЛПС).

Для оценки влияния структур потоков в ядре течения на фракционную эффективность аппарата предложено формировать и исследовать функции фракционной эффективности осаждения (ФЭО) на стенку аппарата. В ряде случаев эффекты ЛПС будут незначительно влиять на фракционную эффективность улавливания (ФЭУ), и тогда, функции ФЭО и ФЭУ совпадают.

Таким образом в основу расчетов ФЭО положена турбулентная модель несущей фазы (1~9) и стохастическая модель движения частиц (16-17). Анализ движения групп частиц осуществлялся по осреднению траекторий пробных частиц, представляющих группу. Все исходы движения кроме уноса в стохастической модели рассматривались как осаждение на стенку. Для одного вида пробной частицы осреднение проводилось по 700 траекториям. На рис. 4, а и 4, б показаны результаты теоретических расчетов функций фракционного осаждения ФЭО и экспериментальные кривые ФЭУ для идентичных условий. Как

видно из рисунка 4, а при цилиндрической структуре (рис. 1, б) второй канал данного аппарата работает более эффективно, чем первый, что подтверждают и эксперименты. В целом, если иметь в виду, что в данном случае расчеты прогнозирующие, то можно считать качественное и количественное совпадение с экспериментом достаточно хорошим.

Щ

%

80 70 Б0 SO 40 30 20

7/

У

ч:

f. 'p '

к ш

•f I

! J

6

а)

э ю d,

ю d,

а) б)

Рис.4 Результаты расчетов ФЭО в различных структурах потоков, а) К=0,62 :1 канал: -О- - расчет, - - эксперимент; 2 канал: - расчет, - - эксперимент; -О, -*- - соответственно расчетные ФЭУ по базовой 2Р модели турбулентности [*] и экспериментальные данные[**]. б) К=0,39 : обозначения - см. а).

Таким образом, при цилиндрической структуре потоков методика позволяет рассчитать основную характеристику центробежного разделения - фракционную эффективность улавливания. На рис. 4, а приведены также расчеты близкого по характеристикам циклона, выполненные с помощью базовой СРБ -модели [*] и соответствующие экспериментальные данные [**]. Как видно из рис. 4, а эта модель недостаточно хорошо описывает дисперсию ФЭУ.

На рис. 4, б даны теоретические функции ФЭО и экспериментальные фракционные характеристики для структуры разделения потоков. В этом случае характеристики каналов принципиально меняются: расчеты и эксперименты показывают, что при этой структуре более эффективен первый канал. Однако совпадение с экспериментом дает лишь функция ФЭО второго канала. ФЭО первого канала в данном случае прогнозирует очень высокие эффективности осаждения, в том числе для тонкодисперсных частиц в диапазоне 1-5 мкм. Сравнение этих данных с траекториями движения частиц (рис. 3, е) показывает, что высокая расчетная эффективность осаждения обусловлена действием эффекта туннельного турбофореза.

Отличие расчета от эксперимента вызвано, в основном, не учитываемым эффектом скопления и взаимодействия частиц в ЛПС в районе точки отрыва

[*] -Griffiths W.D., Boysan F. //J. Aerosol Science. 1996. V. 27. №2. P. 281- 304.

[**] - Kim C.H., Lee J. W. //J. Aerosol Science. 2001. V. 32. №2. P. 251- 269.

потока 2 (рис. 3, в).

Таким образом, при создании условий для осаждения частиц из зоны ЛПС в бункер, и, при сохранении основный структуры распада вихря в ядре потока, можно обеспечивать использование движущей силы туннельного тур-бофореза дополнительно к центробежной силе и, соответственно, высокую эффективность улавливания первого канала для тонкодисперсных фракций. Один из возможных вариантов такого аппарата реализован в главе 8.

В качестве обобщенных характеристик структуры потоков предложены параметры К*,Нр,К§. Основной обобщенной характеристикой вихревого аппарата ВЗП предложено соотношение расходов потоков, К* при котором происходит слияние точек присоединения и отрыва первого потока от стенки (совпадение точек 1 и 2, обозначенных на рисунке 1, в). Величина Нр обозначает

высоту зоны разделения, то есть расстояние между точками 1 и 2. Через К§ обозначено такое соотношение потоков, что при К>К$ доля второго потока всасывается восходящий поток в малой окрестности поверхности г = 0. В рабочем диапазоне соотношения расходов {АГт;п,Л^тах} выделены три структуры течения: разделения потоков Кт[п < К < К*; структура равномерного перехода потоков К* <К<К$ (цилиндрическая); структура последовательного прохождения потоков (режим частичного байпаса) - <К< Ктах.

Обобщенную характеристику, связывающую конструкцию аппарата и структуру потоков, предложено искать в виде зависимости К* = /(¿¡.^.Я). Определение этой характеристики, а также высоты зоны разделения проводилось по результатам экспериментов на 15 модификациях конструкции с различными значениями высоты аппарата и параметрами круток завихрителей. В результате обобщения опытных данных для К* и Нр получены уравнения

К* = 0,77 ^ • я/1 + 0,132■ 52 + 0,77 • 510,33Я, (18)

ЯР=4,72-(£*-£)0'67, (19)

Формулы (18) и (19) справедливы в диапазоне аргументов: ^ = 0,6 — 3,0;

= 3,0-12,0; Я = 2-4. Среднеквадратичная погрешность аппроксимации для уравнения (18) составляет 2,7%, а для уравнения (19) - 6%.

Полученное уравнение (18) описывает по сути дела кризисную точку для вихревых аппаратов - переход структуры потоков несущей фазы из состояния 1, б в состояние 1, в (рис. 1). В случае двухфазного течения в структуре рис. 1, в (разделение потоков) образуется кольцевой вихрь частиц - рис. 5, а.

Проведенные эксперименты подтвердили также расчетные данные турбулентной модели. На рисунке 5, а на фотографию вращающегося вихря частиц нанесены расчетные линии тока. Как видно из рисунка, имеется полное согласование расположения вихревого слоя частиц и расчетных линий тока.

На основе разработанной методики идентификации РВП исследованы структуры потоков и кризисные явления в ряде аппаратах взвешенного слоя. В

рассматриваемой группе аппаратов многие неоднородные гидродинамические эффекты имеют положительное значение, за счет рациональной организации их может быть достигнута высокая эффективность процессов.

Выполнено исследование структур потоков для следующих аппаратов: циклона, комбинированного вихревого аппарата, дисковой вихревой камеры, аппарата с закрученным фонтанирующим слоем.

Рис.5 Кризисные явления в вихревых аппаратах, а) распад вихря в аппарате ВЗП: расчетные линии тока нанесены на экспериментальную визуализацию структуры вращающихся частиц; б) Кризис структуры потоков в циклоне: •-0-- -экспериментальная £($)-функция интенсивности в точках замеров и между ними;--двухпоточная секционная модель; х - ячеечная модель;

-А- - относительная ошибка Ьд экспериментальной функции интенсивности.

Расчет структуры двухфазного течения в циклоне показал, что для всех режимов и конструкций (кроме длинного аппарата) адекватной является ячеечная модель с числом ячеек Ы=35-50. Для длинного аппарата (Я =12) адекват-

*

на двухпоточная модель, возникающая при критической скорости .

На рисунке 5, б представлены экспериментальные и расчетные кривые I- функций, характеризующие структуру потоков в длинном циклоне при Я = 1.5 м, У0= 1,28 м/с. Как следует из этих результатов, в данном случае происходит распад потока на две ветви, причем вторая ветвь имеет большее время пребывания и дисперсию. Такими характеристиками должны обладать частицы,

вынесенные из пограничного слоя, но затем вернувшиеся в основной поток и

*

уловленные. Получено уравнение для критической скорости циклона Уд

V0* =1,6-103-Рр-м-(нчУ0'3 • D0'2 -Js/\p2g is- 1)J, (20)

где pp,p- плотность материала и газа; /и- вязкость газа; Нц = кц/D-

относительная высота цилиндрической части аппарата; S— параметр крутки.

Установлено, что в комбинированном аппарате также может происходить разделение течения на две ветви с разными характеристиками, однако в данном случае причина в высоте переливного порога. При увеличении высоты порога до величины h = 0,075 исчезает разделение потоков и максимально возрастает среднее время пребывания.

Показано, что в дисковой вихревой сушилке, структуры потоков зависит от расхода газа через камеру Q, причем вид модели изменяется при некотором

критическом значении Q*. При Q = q\q структура близка к идеальному смешению. В диапазоне 1<<2<1.5 происходит интенсивная перестройка структуры потоков, число ячеек увеличивается до N =3.2. Далее, при расходах 1.5 < Q < 2 число ячеек ¿V « 4 и в системе возникают и увеличиваются с ростом Q циркуляционные колебания.

В аппаратах фонтанирующего слоя опускающийся вдоль стенок поток неоднороден, обработка известных данных показала, что в нем имеются две зоны, среднее отношение скоростей частиц в которых отличается в 30 раз.

Представлены расчетные и экспериментальные данные, характеризующие циркуляционную структуру потоков в аппарате фонтанирующего слоя с дополнительными вводами теплоносителя. Установлено, что все стадии циркуляционных процессов хорошо описывает двухконтурная циркуляционная модель. При табличном значении критерия Ff= 4,7 эта модель HMeeTF=3,89 и является адекватной. Соотношение времени циркуляций в контурах составляет 72/^1=2.17, что говорит о значительном снижении неравномерности в пристенной зоне при применении дополнительных вводов с закруткой потоков.

В седьмой главе излагаются результаты экспериментальных исследований характеристик вихревых аппаратов в широком диапазоне параметров.

Экспериментальные исследования проводились на 20 модификациях пылеуловителей ВЗП и ВП; комбинированной системе пылеочистки; модификациях многофункционального аппарата для сушки тонкодисперсных материалов. Для определения характеристик пылеуловителей использовались молотые кварцевые пыли, а также специальные и промышленные пыли. Дисперсность пылей классифицировалась по удельной поверхности, составлявшей для пыли />4 - 10500 см2/г, и, соответственно для пылей 1\ - Рт, - 6500 см2/г - 3500 см2/г. Для подготовки и анализа проб использовался лабораторный комплекс приборов "Fritsch", фотоседиментограф "Analysette", лазерный измеритель грансоста-ва "Malvern". Лабораторные аппараты для исследования технологических характеристик имели широкий диапазон варьирования параметров и были согласованы с конструкцией аэродинамического стенда (глава 3).

На рис. 6, а даны результаты экспериментального исследования общей эффективности улавливания при различных структурах потоков в лабораторном аппарате с характеристиками: О = 0,107 м; 5\ = 0,6; ^ = 5,2; К* = 0,45.

Ло

90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0

•уУ^/ Г/ .

к ¡Г/ \ г г X . Г /

С / /V •// Л (

я

¿ >< к?

; !—; . —--

0,20 0,30 0,40

К,

О АР,

Па

7

1500

6

1250

5

4 1000

3 750

2 500

0,50. 0,60 0,70 К* К2

а)

К

250

О /

/

/

/и

0,0

5,0

10,0

б)

Рис.6 Выходные характеристики вихревых аппаратов при различных структурах потоков, каналах подачи материала и конструкции, а) Эффективность улавливания и в аппаратах ВЗП: ВЗП-107: 1 канал: -О - пыль Р\; "О" - Р2; - Р4; 2 канал: - пыль Р[; - Р3; НК- - расчет эффективно-

сти для пьши Р2, канал 1.

Дисперсии ФЭУ 1 и 2 каналов: "С" - ел;"*" - ау, --Д-- -дисперсия ФЭУ канала №1 при 51 = 1,8. б) Расчетные и экспериментальные значения потерь давления в аппарате ВЗП-107 при изменении крутки периферийного завихрителя.

Как видно из представленных данных существует диапазон соотношения расходов К\<К¿К2, (включающий значение К*), в котором общая эффективность улавливания первого канала /791 превосходит эффективность второго канала. Существование такого диапазона экспериментально подтверждает эффект туннельного турбофореза. Действительно, при значениях А^ < АТ уменьшается зона распада вихря (рис. 1, б), ослабляется движущая сила туннельного турбофореза для первого потока, но при этом увеличивается движущая сила центробежного разделения для обоих каналов за счет большей крутки второго потока. В итоге в этой области эффективность второго канала становится выше, чем эффективность первого.

При значениях К &К* имеется небольшая зона распада вихря, однако еще нет локальной псевдоожиженной структуры в точке 2 и соответственно ее влияния на пограничный слой и вынос частиц из пристенной зоны. В этой области наиболее высокая относительная эффективность улавливания первого канала. При значениях К <К\ имеется уже значительная высота зоны разделения

потоков, в которой происходит насыщение пристенного слоя частицами и обра зуется структура вихревого слоя дисперсного материала (см. фото 5, а). Пр: этом возрастает вероятность уноса частиц и уменьшается эффективность.

Установлено, что фракционная эффективность улавливания каналов опи сывается интегральной функцией ^ логарифмически нормального распределе ния. Фракционная степень очистки в аппарате в целом описывается уравнением

где од-, к=1,2 - параметры функций фракционной эффективное! улавливания по каналам аппарата.

Исследование улавливания в конструктивной модификации аппарата увеличенным параметром крутки нижнего ввода 5] = 1,8 дает увеличение эф фективности при К-0,6 и уменьшение при К = 0,4 по сравнению с данным на рис. 6, а. В этой конструкции параметр К* = 0,55, поэтому при К = 0,4 аппг рат уже работает в режиме вихревого слоя, что вызывает уменьшение щ. Вме сте с тем, повышение ^, как видно из рис. 6, а улучшает остроту разделение Таким образом, для разработки эффективных режимов разделения и для мне гофункциональных процессов надо согласованно варьировать предложенны обобщенные параметры К*,,Нр,К§.

Исследованы зависимости потерь давления от различных параметров. Ус тановлено, что они также зависят от вида структуры потоков и степени закру! ки, то есть от обобщенных переменных Кг^^^Нр. Значение потерь давлени

от К имеет экстремальный характер, однако точка минимума энергозатрат общем случае не совпадает с кризисным параметром К*.

Разработана модель потерь давления в вихревом аппарате, согласованна с положениями вариационного принципа (глава 2). Получено, что потери энер гии пропорциональны действующему в данном сечении 2 параметру крутк , и обратно пропорциональны характерному радиусу , связанному с рг диусом выхлопной трубы. Для расчета коэффициентов сопротивления канало получены уравнения

к=1,2 (22 + к= 1,2 (22,

Фех(1) = 3^/(2^), =

где и Я2 - конструктивные параметры крутки завихрителей, - функция, корректируемая по экспериментальным данным, Я^ - радиус выхлопной тр) бы, Л - коэффициент трения, = Н, й2 = Н + . Как видно из рисунка 6, наблюдается хорошее согласование расчетов по модели с экспериментом. Для характеристики эффективности разделения предложен критери ^ =100 • АР/т70 , где АР -потери давления.

Исследовано влияние неоднородных структур на среднее время пребывания и тепломассообмен плотной фазы в режиме распада вихря.

Как установлено в результате расчетов, режим распада вихря дает возможность захвата и удержания как частиц, размером от 1 до 20 мкм, так и частиц в диапазоне 20-500 мкм. Как показали эксперименты в этом режиме возрастает среднее время пребывания. Неоднородная структура обуславливает также интенсификацию процесса за счет нестационарного взаимодействия фаз вдоль траектории движения материала. При этом относительное число Рей-нольдса, Яе^, увеличивается, особенно в зонах циркуляции частиц.

Указанные эффекты дают возможность организовать в аппаратах типа ВЗП технологические процессы, которые трудно реализовать в других условиях, например процессы сушки тонкодисперсных материалов или микрогрануляции, для получения непылящих выпускных форм красителей. Для исследования многофункционального процесса сушки и улавливания была проведена серия экспериментов на четырех модификациях лабораторного аппарата ВЗП. Для тонко дисперсных фракций полифениленоксида со средним диаметром 14 мкм найдено, что удовлетворительные выходные параметры обеспечиваются в "жестком" режиме - при повышенных значениях круток обоих завихрителей.

В восьмой главе изложены вопросы эффективной организация неоднородных гидродинамических режимов, расчета и разработки и внедрения аппаратов с закрученными гетерогенными потоками

Разработана модель и методика инженерного расчета разделения двухфазных сред во встречных закрученных потоках. Структура потоков описана в виде модельных гидродинамически однородных зон с переменными размерами. Описание процесса в зонах основано на уравнениях (12-14) и (21). Основные расчетные уравнения получены в виде

рмНШ 14/5"2-1)

уГ

(25)

(26)

2751/(1-*,)

е, = 1+Щ-, Ьк = * , /2 = 0,75-0,5(До2/Д)2-0,25(До2/В.)4, (27)

& А

• I

где 0у=0[+ ¡£¿(¡>2, 22 = (1 — ^<5)62' величины &>о и с^ зависят от интегральных параметров крутки по уравнению (23), С\, С2- параметры задачи .

Как видно из рис. 6, а рассчитанные значения улавливания хорошо согласуются с экспериментом. Расчеты по модели дают удовлетворительное совпадение с экспериментом также для аппаратов различных конструкций.

На основе полученные теоретических и экспериментальных данных разработан новый вид вихревых аппаратов с организованной гидродинамикой типа ВП. Примерная схема аппарата и его относительные характеристики показаны на рис. 7.

1П=50,

О

1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6

—я г""""— -•А

JT —¡V— -Ú

/ / N ч ч

< к \ ч ч

ч ч \

ч

К

0,30 0,40 0,50 0,60 0,70

б)

Рис.7 Вихревой аппарат типа ВП. а) Принципиальная схема пылеуловителя типа ВП: 1 - дополнительный завихритель 2-го канала; 2 - вставка пережима; 3 - завихритель 1-го канала; б) Фракционные характеристики аппарата: d^Q, а - параметры ФЭУ приведенные к характеристикам

типового пылеуловителя ВЗП-Т: "О-, -tr - соответственно d^_5Q и а первого канала; -Ф-,-ér-- d^-50 и а второго канала; К -соотношение расходов потоков.

Комплексные исследования, выполненные на ряде модификаций аппарата ВП диаметром D = 0,2 по стандартной методике испытаний пылеуловителей, позволили определить рациональные конструктивные параметры и исследовать характеристики полученной конструкции. Характеристики аппарата ВП позволяют, при одинаковых параметрах, снизить выбросы в атмосферу для типичных промышленных пылей в 1,4 - 1.8 раза. Аппарат имеет в 2 раза больший диапазон регулирования соотношения расходов, К = (0,35 - 0,65) чем типовая конструкция ВЗП-Т и, в этом плане занимает промежуточное положение между пылеуловителями ВПУ и ВЗП. При соотношении К = 0,5 обеспечивается минимум энергозатрат. Высота аппарата и металлоемкость примерно в 1,25 раза меньше чем у ВЗП-Т. Аппарат устойчив к колебаниям как общей нагрузки, так и соотношения расходов газа.

По результатам исследования разработаны промышленные типоразмеры аппаратов ВП диаметром от 200 до 1200 мм и установки ВП-700х2 и ВП-800хЗ, обеспечивающие очистку газов в диапазоне производительности от 500 до 22000 м3/час. Разработаны и внедрены аппараты ВП-300 в производстве трех-сернистой сурьмы, пылеуловители ВП-700, установка ВП-700х2, комбинированная установка ВП-800хЗ в литейном цехе машиностроительного предприятия.

В ряде производств внедрены пылеуловители типа ВЗП. В производстве красок и жировых смесей внедрена установка ВЗП-бООхЗ, обеспечивающая очистку 22000 м3/час газа. В производстве синтетических моющих средств внедрены три пылеочистные установки, включающие семь аппаратов ВЗП-700. В производстве сложных минеральных внедрены пылеуловители ВЗП-2000, обеспечивающие очистку газов от пыли при расходе воздуха 70000-120000 м3/час. Полученные в работе рациональные значения парметров реализованы в пылеуловителях ВЗП-2000 и ВЗП-2000У. Результаты работы были использованы при внедрении пылеуловителей с разделением потоков ИВРП и ВЗП-ЦРП 1200/700, при проектировании микрогранулятора ВЗП-ЗОО-МГ и сушилки СВЗП-600. Даны рекомендации по рациональным значениям режимно - конструктивных параметров пылеулавливающих и тепломассообменных аппаратов ВП и ВЗП.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны научные основы прикладной гидродинамики вихревых аппаратов с закрученными гетерогенными потоками, включающие теорию турбулентных вихревых течений (физические и математические модели), Эйлеро-Лагранжеву детерминированную и стохастическую модели движения дисперсной фазы. Разработанные методики, основаны на учете аппаратных особенностей при применении фундаментальных методов для инженерных расчетов. Методы позволяют теоретически прогнозировать неоднородную структуру потоков и поля скоростей сплошной и дисперсной фаз.

2. Выявлены основные закономерности неоднородной гидродинамики газа в вихревых аппаратах: установлены особенности трех характерных структур потоков и полей скоростей в них, влияние конструктивных параметров на структуры, обнаружено явление управляемого приосевого распада вихря; выявлен туннельный эффект проскока приосевого потока к стенке аппарата, характер распределения радиального стока, эффект смещение оси физического вихря.

3. Исследование движения плотной фазы выявило новые закономерности, вскрывающие механизм эффектов, как наблюдаемых в экспериментах, так и неизвестных: турбулентная миграция частиц в режиме распада вихря, вызывающая движущую силу нового типа - эффект туннельного турбофореза; захват частиц в гидродинамические ловушки и образование циркуляционных структур частиц; определены границы размеров частиц для разных зон захвата.

4. Предложены обобщенные параметры, связывающие неоднородную гидродинамику и конструкцию вихревых аппаратов: модельные параметры крутки Фм, критическое соотношение расходов потоков К*, высота зоны разделения Нр, критический диаметр частиц с1* и другие. В результате обобщения опытных данных получены уравнения для параметров АТ* и Нр.

5. Разработаны и проанализированы приближенные модели и методы упрощения основной теории. Полученные решения моделей газа на основе уравнений Эйлера реализуют частные случаи основной теории (расчет структур, или поля скоростей течений квазицилиндрического типа). Получены критерии структурного упрощения и условия подобия для уравнений движения частиц.

6. Разработаны модели структур, и методы идентификации распределения времени пребывания плотной фазы в вихревых аппаратах, позволяющие эффективно исследовать неоднородную структуру потоков взвешенного слоя.

7. Предложена методика расчета функций фракционной эффективности осаждения - ФЭО, характеризующих влияние структур потоков на эффективность сепарации частиц; разработаны эффективные методы определения ФЭУ.

8. Выявлен ряд закономерностей РВП для аппаратов с неоднородными потоками: установлен эффект распада РВП в циклоне на две ветви при скоростях больше критической; разделение РВП на две ветви при определенной высоте перелива в многофункциональных аппаратов ВЗП; установлено существование двух циркуляционных контуров в аппарате фонтанирующего слоя; выявлено изменение структуры перемешивания в вихревой камере.

9. Разработан ряд экспериментальных стендов, на которых выполнены испытания 20 модификаций вихревых аппаратов в широком диапазоне параметров: исследовались аэродинамические и гидравлические характеристики, фракционная эффективность сепарации, сушка тонкодисперсных фракций, общая эффективность улавливания на прототипах промышленных установок. В исследованиях подтверждены теоретические результаты, а также получены данные для обобщения зависимостей между неоднородными структурами течений, параметрами аппаратов и технологическими характеристиками.

10. Разработаны инженерная методика расчета и модели процесса разделения гетерогенных потоков и расчета потерь давления в вихревых аппаратах, основанные на проведенных исследованиях и структурно - интегральном подходе к моделированию неоднородностей;

11. Разработан и исследован новый вид вихревых пылеуловителей типа ВП, с рабочим соотношение входных расходов 1:1, широким диапазоном по соотношению расходов, малочувствительных к колебаниям нагрузок; типоразмеры аппаратов ВП обеспечивают очистку газов в диапазоне от 500 до 22000

м /час. Разработаны рекомендации по конструктивным характеристикам и эффективным режимным параметрам для пылеулавливающих и многофункциональных аппаратов ВЗП, комбинированных аппаратов.

12. По результатам работы внедрено в различных производствах более 15 вихревых аппаратов.

Условные обозначения, нерасшифрованные в тексте: Dj, (Rj-) ~ диаметр (радиус) выхлопной трубы; V - скорость газа по отношению к плановой скорости Vq .

■ Научные результаты диссертации опубликованы в 105 печатных работах, в том числе:

1. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Отрубянников Е.В. Структура потоков в аппаратах со взвешенным слоем //Химическая технология. 2008. т. 9. №7. С. 332336.

2. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Гидродинамические неоднородности вихревого слоя газовзвеси // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2007. № 6С. С. 140-144.

3. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Закономерности структур течений в аппаратах для обработки волокнообразующих полимеров при активных гидродинамических режимах // Химические волокна. 2007. № 6. С. 40—43.

4. Сажин Б.С., Кочетов JI.M., Белоусов A.C. Удерживающая способность и структура потоков в вихревых аппаратах // Теоретические основы хим. технологии. 2008. т. 42. №2. С. 125-135.

5. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Циркуляционные течения в организованном взвешенном слое //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2007. № ЗС. С. 115-118.

6. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Кризисные явления в винтовых потоках газовзвесей //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2007. №2. С. 110-114.

7. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Сажин В.Б. и др. Распад потока газовзвеси в циклоне // Успехи в химии и химической технологии. Т. XXI. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2007. №9 (77). С. 111-113.

8. Сажин Б.С., Сажина М.Б., Белоусов A.C. и др. Основные характеристики и классификация дисперсных волокнообразующих полимеров как объектов сушки // Изв. вузов.Технология текстильной промышленности. 2007. № 3. С. 111-113.

9. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Обработка волокнообразующих полимеров в винтовом потоке // Химические волокна. 2007. № 6. С. 40-43.

10. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Сажин В.Б. и др. Исследование структуры закрученных потоков с дисперсной фазой // Сборник тез. докл. междун. конф. по химич. технологии ХТ'07. Т.2/ Под ред. А.А.Вошкина, Н.Н.Кулова, А.И.Холькина, Е.В.Юртова. М.: ЛЕНАНД. 2007. С. 134-136.

11. Сажин Б.С., Белоусов A.C. Гидродинамические характеристики двухфазных течений в вихревых устройствах.//Вестник МГТУ. М.: МГТУ им. А.Н.Косыгина. 2007. С. 93-97.

12. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. и др. Влияние параметров процесса на время пребывания дисперсной фазы в вихревом аппарате // Успехи в химии и химической технологии. Т. XX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2006. №10 (68). С. 92-94.

13. Сажин Б.С., Сажина М.Б., Белоусов A.C. и др. Комплексный анализ дисперсных волокнообразующих полимеров как объектов сушки во взвешенном слое // Химические волокна. 2007. № 3. С. 24-26.

14. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. и др. Гидродинамическое перемешивание дисперсной фазы в вихревом потоке // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2006. № 6. С. 104-109.

15. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Отрубянников Е.В. Турбулентное смешение потоков в вихревом аппарате с двумя входами // Успехи в химии и химической технологии. Т. XX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2006. №10 (68). С. 94-96.

16. Сажин Б.С., Сажина М.Б., Белоусов A.C. и др. Классификация волокнообразующих полимеров как объектов сушки // Химические волокна. 2007. № 3. С. 21-23.

17. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Структура потоков в вихревых устройствах

// Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2006. № 5. С. 98-103.

18. Белоусов A.C., Сажин B.C., Лопаков A.B. Дисперсия фракционной эффективности разделения в центробежных пылеуловителях // Успехи в химии и химической технологии. Т. XX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2006. №10 (68). С. 96-98.

19. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. и др. Структура потоков в циклоне // Успехи в химии и химической технологии. Т. XX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2006. №9 (67). С. 121-123.

20. Белоусов A.C., Сажин Б.С.. Радиальный сток в центробежных пылеуловителях // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2006. № 4. С. 96-100.

21. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Влияние режима работы и конструкции на характеристики вихревого аппарата //Успехи в химии и химической технологии. Т. XX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2006. №2 (60). С. 9497.

22. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Поля скоростей в вихревых аппаратах II Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2006. № 2. С. 100-105.

23. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Гидродинамическая модель пылеуловителя с разделяющимися потоками //Успехи в химии и химической технологии. Т. XIX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева.2005. №10 (58). С. 117-119.

24. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Закрутка потоков в вихревых аппаратах // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2005. № 3. С. 96-100.

25. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. К расчету потерь давления в вихревом аппарате // Успехи в химии и химической технологии. Т. XIX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2005. №10 (58). С. 62-64.

26. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Диффузионная модель перемешивания в технологических аппаратах при малых числах Пекле // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2005. № 2. С. 96-100.

27. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Кочетов Л.М. и др. Структура потоков двухфазной полидисперсной смеси в вихревой сушилке //Успехи в химии и химической технологии. Т. XIX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2005. №10 (58). С. 77-79.

28. Белоусов A.C. Адекватность моделей перемешивания структуре потоков в химико-технологических аппаратах // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности: сб. матер, междунар. конф. Ч. 1. Иваново: ИГТА. 2004. С. 103-104.

29.Белоусов A.C., Сажин Б.С., Кочетов Л.М. и др. Аэродинамика турбулентного потока в вихревой сушилке // Успехи в химии и химической технологии. Т. XVIII. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2004. №6 (46). С. 126-128.

30.Белоусов A.C., Сажин Б.С., Миронов A.B. Интегральные параметры крутки потоков в вихревых пылеуловителях // Успехи в химии и химической технологии. Т. XVIII. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2004. №7 (47). С. 86-89.

31. Belousov A., Sazin В. Application of Guided Vortex Breakdown for Drying and Separation of the Powder in Vortex Cyclone // Proceeding of The Second Nordic Drying Conference (NDC-03). CD. Copenhagen. Denmark. 2003. P. 1-5.

32. Белоусов A.C., Кочетов Л.М., Сажин Б.С. Гидродинамическая структура потоков в вихревой сушильной камере // Успехи в химии и химической технологии. Т. XVII. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2003. №13 (38). С. 94-97.

33. Белоусов A.C., Яковлев А.Ю. Экспериментальное исследование процесса разделения газовзвесей в вихревом аппарате // Разработка и внедрение аппаратов с активными гидродинамическими режимами в текстильной промышленности и производстве химических волокон: межвуз. сб. науч. тр. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина. 1991. С. 43-47.

34. Сажин Б.С., Белоусов A.C., Коротченко С.И. и др. Использование текстильных фильтровальных материалов для предварительной концентрации очищаемых запыленных газов.// Актуальные проблемы техники и технологии в текстильной и легкой промышленности: межвуз. сб. науч. тр. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина. 1991. С. 99-102.

35. Сажин Б.С., Белоусов A.C., Лапшин А.Б. Математическая модель и метод расчета течения газа через фильтровальную ткань // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1990. № 2. С. 83-87.

36. Белоусов A.C. Расчет и моделирование вихревых аппаратов и установок для пылеочистки // Очистка газовых выбросов промышленных предприятий: сб. тр. всесоюзн. конф. Тольятти: 1990. С. 116-117.

37. Белоусов A.C., Яковлев А.Ю. Исследование и разработка методов расчета характеристик классификации и разделения газовзвесей в вихревых аппаратах.// Разработка и совершенствование технологических процессов и худож. оформления изделий в текстильной и легкой промышленности: межвуз. сб. науч. тр. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина. 1988. С. 47-50.

38. Сажин Б.С., Белоусов A.C., Коротченко С.И. Моделирование вихревых течений газа в технологических аппаратах и устройствах.// Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1990. № 1. С. 81-85.

39. Белоусов A.C. Метод расчета процесса разделения газовзвесей в вихревых аппаратах с переменной структурой потоков // Повышение эффективности технологических процессов и оборудования в текстильной промышленности и производстве химич. волокон и разработка систем пылеулавливания: межвуз. сб. науч. тр. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина. 1988. С. 35-37.

40. Сажин Б.С., Белоусов A.C. Степень разделения газовзвесей в вихревых аппаратах // Современные машины и аппараты химических производств: тез. докл. всесоюзн. конф. Чимкент: 1988. часть 3. С. 115-116.

41. Белоусов A.C., Яковлев А.Ю. Определение фракционных характеристик классификаторов и пылеуловителей со встречными закрученными потоками // Повышение эффективности технологич. процессов и оборудования в текстильной пром-ти и производстве химич. волокон и разработка систем пылеулавливания: межвуз. сб. науч. тр. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина. 1988. С. 3-5.

42. Белоусов A.C. Прогнозирование структуры течений в аппаратах со встречными закрученными потоками.// Методы кибернетики в химии и химич. технологии: тез. докл.2-го всесоюзн. совещания. Грозный: 1984. С. 48.

43. Белоусов A.C., Фокин И.Ф. Режимная оптимизация промышленного аппарата со встречными закрученными потоками.// Аппараты с активными гидро-

динамич. режимами для текстильной промышленности и производства химич. волокон: межвуз. сб. науч. тр. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина. 1983. С. 33-35.

44. Сажин Б.С., Белоусов A.C. Турбулентные и вихревые течения в аппаратах со встречными закрученными потоками // Аппараты с активными гидроди-намич. режимами для текстильной промышленности и производства химич. волокон: межвуз. сб. науч. тр. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина. 1983. С. 17-21.

45. Сажин Б.С., Лукачевский Б.П., Белоусов A.C. Математическое моделирование аппаратов со встречными закрученными потоками // Всесоюзн. совещ. по математич. моделированию и управлению высокотемпературными процессами в циклонных и вихревых аппаратах: тез. докл. Одесса. 1980. С. 13-14.

46. Белоусов A.C. Расчет коэффициентов переноса многокомпонентных газовых смесей // Гидродинамика и тепломассоперенос в технологических процессах: межвуз. сб. науч. тр. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина. 1981. С. 95-98.

47. Патент РФ на изобретение № 2312286. Многосекционная вибрационная сушилка для дисперсных и адгезионных материалов / Б.С. Сажин, О.С. Кочетов, A.C. Белоусов и др.; опуб. Б.И. № 34 от 10.12.07.

48. A.c. 1585018 СССР. Сепаратор / Б.С. Сажин, A.C. Белоусов, А.Ю Яковлев и др.; опубл. Б.И. № 30 от 15.08.90.

49. A.c. 1595570 СССР. Вихревой пылеуловитель / Б.С. Сажин, A.C. Белоусов, С.И. Коротченко и др.; опубл. Б.И. № 36 от 30.09.90.

50. A.c. 1623731 СССР. Способ очистки газа от пыли / Б.С. Сажин, A.C. Белоусов, С.И. Коротченко; опубл. Б.И. № 4 от 30.01.91.

Подписано в печать 20.09.10 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печ.л. 2,0 Заказ 296 Тираж 100 ГОУВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1

Постоянное технологическое обновление, необходимое для перехода России на инновационный путь, развития, требует наличия у разработчиков процессов и аппаратов теорий, методов исследования и расчета, позволяющих выявлять новые гидродинамические эффекты процессов и описывать тенденции изменения характеристик аппаратов в широком диапазоне параметров.

В особенности эта проблема имеет значение для вихревых аппаратов с гетерогенными потоками, поскольку закрутка потока, а также частичное заполнение рабочего объема дисперсной фазой вызывают неоднородности течений и, в итоге, существенные изменения технологических характеристик аппаратов при вариации параметров. Для центробежных пылеуловителей проблемой является также сам расчет основной рабочей характеристики -фракционной эффективности улавливания (ФЭУ).

С другой стороны, существующие методы расчета рабочих параметров вихревых аппаратов, обычно основаны на критериальном подходе и экспериментальных константах, подобранных в основном для конкретных конструкций и режимов работы, то есть не описывают указанные явления и обладают малыми прогнозирующими возможностями.

Одной из основных причин этого положения является пока еще недостаточная изученность внутренней задачи гидродинамики закрученных гетерогенных потоков в технологических аппаратах. Это вызвано незавершенностью, как теории турбулентности, так и методологии подхода к моделированию технологических турбулентных течений. Таким образом, имеется существенный разрыв между результатами классических теорий турбулентных двухфазных течений и практическими задачами моделирования и расчета вихревых аппаратов.

Исходя из вышеизложенного, в настоящее время важным является проведение комплекса исследований по разработке адекватной прикладной теории и моделей закрученных потоков в вихревых аппаратах; созданию методологии исследования и обобщениям свойств неоднородных двухфазных течений и характеристик аппаратов; разработке рекомендаций по повышению эффективности процессов в вихревых аппаратах.

Данная работа выполнялась, в соответствии с планами Проблемного совета РАН по теоретическим основам химической,технологии (ТОХТ) 20032008 гг.; планами важнейших НИР ГКНТ АН СССР по ТОХТ на 1986-1990 гг.; хоздоговорными и госбюджетными планами МТИ им. А.Н. Косыгина 1981-1991 гг.; планами НИР МГТУ им. А.Н. Косыгина 2003-2008 гг.

Цель работы - создание научных основ прикладной гидродинамики вихревых аппаратов с неоднородными структурами закрученных гетерогенных потоков, обеспечивающих реализацию эффективных гидродинамических режимов технологических процессов. Основные задачи исследования:

- анализ современных данных и тенденций по прикладной гидродинамике закрученных двухфазных течений, эффективности процессов сепарации во вращающихся потоках; обоснование основных принципов исследования вихревых аппаратов с неоднородными структурами гетерогенных потоков;

- разработка основ прикладной теории турбулентных гетерогенных течений в вихревых аппаратах;

- создание приближенных моделей для прогнозирования структур потоков и полей скоростей: в аппаратах с одним входом закрученного потока, с двумя входами, с двумя, выходами, с распределенным выходом;

- теоретическое и экспериментальное-исследование и обобщение основных закономерностей неоднородной гидродинамики несущей среды в вихревых аппаратах различной геометрии;

- исследование и моделирование гидродинамики двухфазных течений в вихревых аппаратах; разработка методологии аналитического и компьютерного исследования двухфазных вихревых потоков; создание моделей неоднородной гидродинамики двухфазных потоков и методологии идентификации этих моделей и характеристик аппаратов; и исследование и обобщение эффектов влияния структур и неоднородностей потоков на эффективность процессов в вихревых аппаратах, в том числе для материалов с дисперсностью менее 5 мкм;

- разработка вихревых пылеуловителей с эффективным использованием гидродинамических неоднородностей, разработка технических рекомендаций по аппаратам и системам пылеочистки, многофункциональным аппаратам для совмещенных процессов, создание инженерной методики расчета аппаратов с переменной структурой потоков.

Научная новизна:

В целом в диссертации разработана совокупность научных положений, представляющая новый подход к исследованию и моделированию аппаратов с неоднородной и переменной структурой вихревых гетерогенных потоков, который основан на предложенной прикладной теории и методах неоднородной многомерной гидродинамики. Все закономерности по неоднородной гидродинамике вихревых аппаратов получены впервые.

- Разработана прикладная теория турбулентных закрученных течений в аппаратах с неоднородными структурами потоков, основанная на модели приосевой турбулентности и векторной функции турбулентного числа Рейнольдса; получены уравнения и разработана методика расчета, позволяющие прогнозировать структуру линий тока, поля скоростей и турбулентное смешение.

- Установлено существование различных структур течения газа в вихревых аппаратах с двумя входами: структуры разделения потоков, равномерного перехода и частичного байпаса; обнаружено явление приосевого распада вихря пузыревидного типа, обладающего существенно неоднородной и управляемой структурой; установлен вид и характеристики поверхностей тока, циркуляционных зон; выявлен туннельный эффект проскока приосевого потока к стенке аппарата.

- Выявлены основные закономерности полей скоростей газа в вихревых аппаратах: неоднородность тангенциальной и осевой скоростей по высоте аппарата; распределение в пространстве радиального стока, наличие радиального источника вблизи осевого завихрителя; распределение полей скоростей неоднородной структуры распада вихря; эффект смещение оси физического вихря. с — Получены и аналитически решены приближенные модели гидродинамики вихревых течений на основе уравнений Эйлера: модели на основе теории эффективно невязкой жидкости для аппаратов со встречными закрученными потоками (ВЗП), аппаратов с разделением потока; структурные модели для аппаратов с кольцевыми течениями, с гладкими и фильтрующими перегородками.

Разработаны детерминированная и стохастическая Эйлеро-Лагранжевы модели движения частиц материала; получены критерии структурного упрощения уравнений движения частиц, найдены условия перехода к вероятностно-логарифмической кривой фракционной эффективности улавливания; с помощью компьютерных экспериментов установлены различные структуры движения частиц, обнаружено физическое явление туннельного турбофореза, предложена методика расчета функций фракционной эффективности осаждения (ФЭО), характеризующих влияние структур потоков на эффективность сепарации частиц; разработаны эффективные методы определения ФЭУ.

Разработана группа многопоточных моделей неоднородных структур и методы идентификации распределения времени пребывания (РВП) твердой фазы в вихревых аппаратах. Методика идентификации неоднородных структур РВП, основана на нелинейной оптимизации совместно с анализом приближенных функций интенсивности.

Выявлены закономерности РВП для аппаратов с, неоднородными потоками: найдено, что для режима винтового течения в вихревых аппаратах адекватна ячеечная модель с числом секций N = 8 4- 50; для циклонов при з скоростях больше критической Уд установлено существование эффекта распада РВП на две ветви; для многофункциональных аппаратов ВЗП-ВК

разделение РВП на две ветви происходит при определенной»высоте перелива; установлено существование двух циркуляционных контуров в- аппарате фонтанирующего слоя; выявлено изменение структуры перемешивания в вихревой камере.

Разработана инженерная методика расчета и модели процесса разделения гетерогенных потоков и потерь давления несущей фазы в вихревых аппаратах, основанные на проведенных исследованиях и структурно-интегральном подходе к моделированию неоднородностей.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Уравнения и вихревая теория турбулентных гетерогенных потоков и приближенные решения моделей невязкой жидкости дают возможность прогнозировать трудно измеряемые поля течений, движение дисперсной фазы, а также структуры двухфазных потоков в разрабатываемых вихревых аппаратах.

Результаты исследований и обобщений, разработанные модели и методики расчета позволяют: обеспечить эффективную организацию неоднородной гидродинамики для различных технологических задач в вихревых аппаратах; проводить расчет фракционной эффективности для различных конструкций; выбирать рациональные режимы работы и габариты пылеулавливающих и многофункциональных аппаратов с многофазными потоками.

Предложенные методы идентификации позволяют с высокой достоверностью определять фракционные характеристики и параметры РВП; методика и предложенные модели позволяют эффективно выявлять и описывать гидродинамические неоднородности потоков для широкого класса аппаратов.

Разработан и исследован новый вид вихревых пылеуловителей типа ВП, которые имеют номинальное соотношение входных расходов 1:1, широкий рабочий диапазон по соотношению расходов, малочувствительны к колебаниям нагрузок; разработаны типоразмеры аппаратов ВП диаметром от

0,2 до 1,2 м и установки. ВП-700х2 и ВП-800хЗ, которые обеспечивают

-5 очистку газов в диапазоне от 500 до 22000 м / час.

- Разработаны рекомендации по конструктивным характеристикам и режимным параметрам для различных конструкций пылеулавливающих и многофункциональных аппаратов ВЗП, комбинированных аппаратов.

- По результатам выполненных исследований разработаны и внедрены в различных производствах аппарат ВП-300, пылеуловители ВП-700, установка ВП-700х2, комбинированная установка ВП-800хЗ. Внедрены пылеуловители типа ВЗП в составе установок ВЗП-бООхЗ, ВП-1, ВП-2, ВП-3. Результаты работы были использованы при разработке и внедрении и эксплуатации пылеуловителей ВЗП-2000, ВЗП-2000У, ВЗП-ЦРП, при проектировании сушилки с одновременным улавливанием СВЗП-600, микрогранулятора ВЗП-350-МГ.

Результаты работы используются в учебных курсах МГТУ им. А.Н. Косыгина: «Моделирование химико-технологических процессов», «Оптимизация химико-технологических процессов», «Прикладная математика и кинетика процессов переноса».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинарах Совета РАН по процессам с твёрдой фазой (2005г.), по теоретическим основам химической технологии (1987г.); на международном совещании РАН, (2007г.); at The Second Nordic Drying Conference (NDC-03), Copenhagen, Denmark, 2003, а также более чем на 30 международных, всероссийских и всесоюзных конференциях,

Публикации. По теме диссертации опубликовано 105 научных работ, из них 50 работ приведены в списке автореферата, 18 статей в журналах из перечня ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, приложений, основных выводов и списка литературы. Общий объем диссертации 372 страниц, рисунков - 93, библиография 315 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны научные основы прикладной гидродинамики- вихревых аппаратов с закрученными гетерогенными потоками, включающие теорию турбулентных вихревых течений (физические и математические модели), Эйлеро-Лагранжеву детерминированную и стохастическую модели движения дисперсной фазы. Разработанные методики, основаны на учете аппаратных особенностей при применении фундаментальных методов для инженерных расчетов. Методы позволяют теоретически прогнозировать неоднородную структуру потоков и поля скоростей сплошной и дисперсной фаз.

2. Выявлены основные закономерности неоднородной гидродинамики газа в вихревых аппаратах: установлены особенности трех характерных структур потоков и полей скоростей в них, влияние конструктивных параметров на структуры, обнаружено явление управляемого приосевого распада вихря; выявлен туннельный эффект проскока приосевого потока к стенке аппарата, характер распределения радиального стока, эффект смещение оси физического вихря.

3. Исследование движения плотной фазы выявило новые закономерности, вскрывающие механизм эффектов, как наблюдаемых в экспериментах, так и неизвестных: турбулентная миграция частиц в режиме распада вихря, вызывающая движущую силу нового типа — эффект туннельного турбофореза; захват частиц в гидродинамические ловушки и образование циркуляционных структур частиц; определены границы размеров частиц для разных зон захвата.

4. Предложены обобщенные параметры, связывающие неоднородную гидродинамику и конструкцию вихревых аппаратов: модельные параметры крутки Фм, критическое соотношение расходов» потоков К*, высота зоны разделения Н„, критический диаметр частиц с1* и другие. В результате обобщения опытных данных получены уравнения для параметров^* иНр.

5. Разработаны и проанализированы приближенные модели и методы, упрощения основной- теории. Полученные решения моделей газа- на основе уравнений Эйлера реализуют частные случаи основной теории (расчет структур, или поля скоростей течений квазицилиндрического типа). Получены критерии структурного упрощения и условия подобия для уравнений движения частиц.

6. Разработаны модели структур, и методы идентификации распределения времени пребывания плотной фазы в вихревых аппаратах, позволяющие эффективно исследовать неоднородную структуру потоков взвешенного слоя.

7. Предложена методика расчета функций фракционной эффективности осаждения — ФЭО, характеризующих влияние структур потоков на эффективность сепарации частиц; разработаны эффективные методы определения ФЭУ.

8. Выявлен ряд закономерностей РВП для аппаратов с неоднородными потоками: установлен эффект распада РВП в циклоне на две ветви при скоростях больше критической; разделение РВП на две ветви при определенной высоте перелива в многофункциональных аппаратов ВЗП; установлено существование двух циркуляционных контуров в аппарате фонтанирующего слоя; выявлено изменение структуры перемешивания в вихревой камере.

9. Разработан ряд экспериментальных стендов, на которых выполнены испытания" 20 модификаций вихревых аппаратов в широком диапазоне параметров: исследовались аэродинамические и гидравлические характеристики, фракционная эффективность сепарации, сушка тонкодисперсных фракций, общая эффективность улавливания на прототипах промышленных установок. В исследованиях подтверждены теоретические результаты, а также получены данные для обобщения зависимостей между неоднородными структурами течений, параметрами аппаратов и технологическими характеристиками.

10. Разработаны инженерная методика расчета и модели процесса разделения гетерогенных потоков и расчета потерь давления в вихревых аппаратах, основанные на проведенных исследованиях и структурно -интегральном подходе к моделированию неоднородностей;

11. Разработан и исследован новый вид вихревых пылеуловителей типа ВП, с рабочим соотношение входных расходов 1:1, широким диапазоном по соотношению расходов, малочувствительных к колебаниям нагрузок; типоразмеры аппаратов ВП обеспечивают очистку газов в диапазоне от

500 до 22000 м ¡час. Разработаны рекомендации по конструктивным характеристикам и эффективным режимным параметрам для пылеулавливающих и многофункциональных аппаратов ВЗП, комбинированных аппаратов. По результатам работы внедрено в различных производствах более 15 вихревых аппаратов.

288

1. Азаров В.H. Пылеуловители со встречными закрученными потоками: Опыт внедрения. - Волгоград, Волгогр. гос. техн. ун-т.-2003. - 136 с.

2. Азаров В.Н., Волынцева JI.H., Сергина Н.М. и др. Пылеуловители со встречными закрученными потоками / Под ред. В.Н. Азарова. -Волгоград, ООО "Ассоциация Волгоградлкотехзерно".- 1999. (Обзор изобретений). - 48 с.

3. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Теория вероятностей и прикладная статистика. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 656 с.

4. Асламова B.C., Асламов A.A., Ляпустин П.К. Алгоритм расчета эффективности сепарации циклонных пылеуловителей // Современные технологии и научно-технический прогресс: сб. тр. науч. техн. конф. 4.1. — Ангарск: ATTA. 2005. С. 133-139.

5. Аэродинамика закрученной струи / Ахмедов Р.Б., Балагура Т.Б., Рашидов Ф.К., Сакаев А.Ю. -М.: Энергия, 1977. 240 с.

6. Акулич A.B., Сажин Б.С., Егоров А.Г. Моделирование движения газовой фазы в прямоточном вихревом пылеуловителе // Изв. Вузов. Технология текстильной промышленности. — 1998. — № 4. — С. 96.

7. Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Румянцев C.B. Экстремальные методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1988. - 288 с.

8. Белов И.А., Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений /Уч. пособие. — СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2001. 108 с.

9. Бахвалов Н.С. Численные методы, т.1. — М.: Наука, 1973. 631 с.

10. Белоусов A.C. Расчет коэффициентов переноса многокомпонентных газовых смесей //Гидродинамика и тепломассоперенос в технологических процессах. М'.: МТИ им. А. Н. Косыгина, 1981. - с.95-98.

11. Белоусов A.C. Прогнозирование структуры течений в аппаратах со встречными закрученными потоками //Методы кибернетики в химии и химической технологии: тез. докл. второго Всесоюзного совещания-семинара молодых ученых. Грозный, 1984.-с.48.

12. Белоусов A.C. Расчет и моделирование вихревых аппаратов и установок для пылеочистки //Очистка газовых выбросов промышленных предприятий: сб. тр. всесоюзн. конф. Тольятти, 1990: - С. 116-117.

13. Белоусов A.C., Кочетов JI.M., Сажин Б.С. Гидродинамическая структура потоков в вихревой сушильной камере //Успехи в химии и химической технологии. Т. XVII. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2003. - №13 (38). - С. 94-97.

14. Белоусов A.C., Кочетов JI.M., Сажин Б.С. и др. Потери циркуляции в вихревых камерах //Успехи в химии и химической технологии. Т. XVIII. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2004. - №7 (47). - С. 112114.

15. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Гидродинамические неоднородности вихревого слоя газовзвеси //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2007. - № 6С. - С. 140-144.

16. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Закономерности структур течений в аппаратах для обработки волокнообразующих полимеров при активных гидродинамических режимах // Химические волокна. 2007. — № 6. - С. 40-43.

17. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Циркуляционные течения в организованном взвешенном слое //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2007.- № ЗС. - С. 115-118.

18. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Исследование структуры закрученных потоков с дисперсной фазой //Сборник тез. докл. междун. конф. по химич. технологии ХТ'07. Т.2/ Под ред. А.А.Вошкина, Н.Н.Кулова, А.И.Холькина, Е.В.Юртова. М.: ЛЕНАНД, 2007. - С. 134-136.

19. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Структура потоков в вихревых устройствах //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 2006. — № 5. — С.98-103.

20. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Радиальный сток в центробежных пылеуловителях //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 2006,- №4,- С. 96-100.

21. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Поля скоростей в вихревых аппаратах // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 2006. — № 2. С. 100-105.

22. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Закрутка потоков в вихревых аппаратах // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 2005. № 3. - С. 96100.

23. Белоусов A.C., Сажин Б.С. Диффузионная модель перемешивания в технологических аппаратах при малых числах Пекле //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2005. - № 2. - С. 96-100

24. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Кочетов JI.M. и др. Полидисперсный взвешенный слой в вихревой камере //Успехи в химии и химической технологии. Т. XIX. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2005. - №10 (58). - С. 87-90.

25. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Кочетов JIM. и др. Аэродинамика турбулентного потока в вихревой сушилке //Успехи в химии и химической технологии. Т. XVIII. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева.2004.- №6(46).- С. 126-128.

26. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Кочетов JI.M. и др. Структура потоков двухфазной полидисперсной смеси в вихревой сушилке //Успехи в химии и химической технологии. Т. XIX. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева.2005. №10 (58). - С. 77-79.

27. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Кризисные явления в винтовых потоках газовзвесей //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2007. - № 2. - С. 110-114.

28. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Обработка волокнообразующих полимеров в винтовом потоке // Химические волокна. — 2007. — № 6. — С. 40-43.

29. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. и др. Влияние параметров процесса на время пребывания дисперсной фазы в вихревом аппарате //

30. Успехи в химии и химической технологии. Т. XX. - М.: РХТУ им. Д.И.* Менделеева: - 2006. - №10 (68). - С. 92-94.

31. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков. A.B. и др. Гидродинамическое перемешивание дисперсной фазы в- вихревом потоке //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2006. - № 6. - С. 104-109.

32. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Дисперсия фракционной эффективности разделения в центробежных пылеуловителях //Успехи в химии и химической технологии. — Т. XX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2006. - №10 (68). - С. 96-98.

33. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. и др. Структура потоков в циклоне //Успехи в химии и химической технологии. — Т. XX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2006. - №9 (67). - С. 121-123.

34. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Влияние режима работы и конструкции на характеристики вихревого аппарата //Успехи в химии и химической технологии. Т. XX. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. -2006. - №2 (60). - С. 94-97.

35. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. Гидродинамическая модель пылеуловителя с разделяющимися потоками //Успехи в химии и химической технологии. Т. XIX. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. -2005.- №10(58).- С. 117-119.

36. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Лопаков A.B. К расчету потерь давления в вихревом аппарате //Успехи в химии и химической технологии. Т. XIX. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2005. - №10 (58). - С. 62-64.

37. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Миронов A.B. Интегральные параметры крутки потоков в вихревых пылеуловителях //Успехи в химии и химической технологии. — Т. XVIII. М.: РХТУ им. Д:И. Менделеева. -2004. - №7 (47). - С. 86-89.

38. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Отрубянников Е.В. Турбулентное смешение потоков в вихревом аппарате с двумя входами //Успехи в химии ихимической технологии.- Т. XX. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2006. №10 (68). - С. 94-96.

39. Белоусов. A.C., Сажин Б.С., Отрубянников Е.В. Структура потоков в аппаратах со взвешенным1 слоем // Химическая технология. —2008. — т. 9, №7.-С. 332-336.

40. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Сажин В.Б. и др. Распад потока газовзвеси в циклоне //Успехи в химии и химической технологии. — Т. XXI. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2007. - №9 (77). - С. 111-113.

41. Белоусов A.C., Сажин Б.С., Сажин В.Б. и др. Структура потоков в горизонтальном вихревом слое газовзвеси // Успехи в химии и химической технологии. — Т. XXI. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. —2007.- №12(80).- С. 112-115.

42. Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М. Метод «крупных» частиц в газовой динамике. М.: Наука, 1982. — 392 с.

43. Беннетт К.О., Майерс Дк.Е. Гидродинамика, теплообмен и массообмен. -М.: Недра, 1966,- 728 с.

44. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут К. Явления переноса. М.: Химия, 1974. -687 с.

45. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений, т.2. М.: Физматгиз, 1962.- 640 с.

46. Борисенко А.Й., Костиков О.Н., Чумаченко В.И. Экспериментальное исследование турбулентных характеристик потока во вращающемся канале // Инженерно-физический журнал. 1973. - т. 24, № 6. - с.1103-1108.

47. Браиловская И.Ю., Кускова Т.В., Чудов Л.А. Разностные методы решения уравнений Навье-Стокса (обзор) //Вычислительные методы и программирование. — вып.Х1. М., МГУ, 1968. — с.3-18.

48. Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение. — М.: Мир, 1974. -280 с.

49. Бусройд Р. Течение газа со взвешенными частицами. — М.: Мир, 1975. -378 с.

50. Вальдберг А.Ю., Кирсанова Н.С. К расчету эффективности циклонных пылеуловителей //Теоретические основы химической технологии. — 1989. -Т. 23.- №4.-С. 555.

51. Вальдберг А.Ю., Сафонов С.Г. Основы расчета эффективности газоочистных аппаратов инерционного типа //Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2006. - № 9. - С. 43-44.

52. Вальдберг А.Ю. Хуторов Ю.Ф., Андреенко О.В. и др. Исследования модели циклона //Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2007. -№ 12.-С. 36-37.

53. Вараксин А.Ю. Турбулентные течения газа с твердыми частицами. М.: Физматлит, 2003. - 192 с.

54. Васильев О.Ф. Основы механики винтовых и циркуляционных потоков. — М.: Госэнергоиздат, 1958. 144 с.

55. Васильев О.Ф., Будунов Н.Ф. К вопросу о расчете турбулентного течения при внезапном расширении канала //Турбулентные течения. М.: Наука, 1974.- с.131-135.

56. Васильева А.Б., Бутузов В.Ф. Асимптотические разложения решений сингулярно возмущенных уравнений. — М.: Наука, 1973. 272 с.

57. Владимиров В.А., Луговцов Б.А., Тарасов В.Ф. Подавление турбулентности в ядрах концентрированных вихрей//ПМТФ. 1980.- № 5. - с.69- 76.

58. Владимиров В.А., Тарасов В.Ф. Структура турбулентности вблизи ядра кольцевого вихря//ДАН СССР.- 1979.-т. 245, № 6. с.1325- 1328.

59. Волков К.Н. Разработка и реализация алгоритмов численного решения задач механики жидкости и газа //Вычислительные методы и программирование. 2007. - Т. 8, № 1. - С. 197-213.

60. Волков К.Н. Сравнение низкорейнольдсовых моделей турбулентности с данными прямого численного моделирования течения в канале // Теплофизика и аэромеханика. — 2005. — Т. 12., № 3 С. 365-378.

61. Волчков Э.П., Смульский И.И. Аэродинамика вихревой камеры с торцевым и боковым вдувом //Теор. основы хим. технологии. — 1983. т. 17, №2. - С.214-219.

62. Вопросы механики вращающихся потоков и интенсификация теплообмена в ЯЭУ / Каменыциков Ф.Т., Решетов В.А., Рябов А.Н. и др. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 176 с.

63. Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процессах. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1958.- 331 с.

64. Вулис J1.A., Устименко Б.П. Об аэродинамике циклонной топочной камеры //Теплоэнергетика. 1954. - № 9. - с.З- 10.

65. Вышенский В.В., Кочетков О.И. Экспериментальное исследование смешения вихревых потоков в циклонной камере //Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Алма-Ата, 1971. - вып.7.- с. 137— 144.

66. Гельперин Н.И., Пебалк В.А., Костанян А.Е. Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности. М.: Химия, 1977.-264 с.

67. Гиршфельдер Д., Кертис Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: ИЛ, 1961. - 929 с.

68. Голдобеев В.И. и др. Теплоотдача в начальном участке трубы при частичной закрутке газового потока на входе //Изв. вузов. Сер. Авиационная техника. 1973.- №4.- с. 108-ИЗ.

69. Гольдштик М.А. Вариационная модель турбулентного вращающегося потока //Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1985. №9. - с. 22-32.

70. Гольдштик М.А. Вихревые потоки. Новосибирск: Наука, 1981. - 366 с.

71. Гольдштик М.А. К теории эффекта Ранка (закрученный поток газа в вихревой камере) //Изв. АН СССР, Механика и машиностроение. 1963.- № I. с. 132- 137.

72. Горячев В.Д. Моделирование работы инерционного вихревого сепаратора на ЭЦВМ //Изв. вузов, Энергетика. 1980. - № 2. - с.49- 55.

73. Гудим Л.И. Разработка, исследование и внедрение в промышленность первичной обработки текстильного сырья высокоэффективных систем очистки воздуха с вихревыми пылеуловителями: автореф. дис. . докт. техн. наук. Ташкент, 1992. - 39с.

74. Гудим И.Л. и др. Метод расчета режимных и конструктивных параметров вихревого пылеуловителя //Изв. вузов, Технология текстильной промышленности.- 1998.- №2.- с. 98-101.

75. Гупта А., Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки: Пер. с англ. М.: Мир, 1987.-588 с.

76. Гурьев B.C., Успенский В.А. Результаты экспериментальных исследований вихревого пылеуловителя //Промышленная и санитарная очистка газов. — М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1975. № 4. - с. 12- 14.

77. Еникеев И.Х. Разработка газодинамических методов расчета сепарации дисперсных частиц в пылеуловителях вихревого и инерционного типа: автореф. дис. докт. техн. наук. — М., 1993. 31 с.

78. Ефремов Г.И. Разработка обобщенных методов расчета нестационарных гетерогенных процессов в химической технологии и в отделкетекстильных материалов: автореф: дис. . докт. техн. наук. — М;, МГТА им. А.Н. Косыгина, 1999. — 36 с.

79. Зазулина З.А., Дружинина Т.В., Конкин A.A. Основы технологии химических волокон. М.: Химия, 1985. - 304 с.

80. Зельдович Я.Б. К теории горения неперемешанных газов //Журн. технич. Физики.- 1949.- т. 19, вып. 10. с. 1199- 1210.

81. Иванов A.A. К расчету аэродинамики вихревых пылеуловителей // Теор. основы хим. технологии. 1998. - Т. 32., № 6. - С. 581-586.

82. Идельчик И.Е. Аэродинамика технологических аппаратов. (Подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов) М.: Машиностроение, 1992.-351 с.

83. Кажихов A.B. Замечание к постановке задачи протекания для уравнений идеальной жидкости //Прикладная математика и механика. 1980. - т.44, вып.5.- с.947-950.

84. Карпов C.B., Сабуров Э.Н. Оптимизация геометрических характеристик циклонных сепараторов //Теор. основы хим. технологии. 1998. - т. 32, №1.- с.11-16.

85. Карпов C.B., Сабуров Э.Н. Высокоэффективные циклонные устройства для очистки и теплового использования газовых выбросов. Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та., 2002. - 504 с.

86. Карпухович Д.Т. Влияние диаметра циклона на эффективность улавливания пыли // Электрические станции. —1973. — № 11. — С. 29-32.

87. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. — М.: Госхимиздат, I960. — 830 с.

88. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. М.: Высшая школа, 1991. — 400 с.

89. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. -М.: Химия, 1976.- 463 с.

90. Кафаров В.В. Основы массопередачи. М.: Высшая школа,1979.-440 с.

91. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии. М.: Наука, 1976. - 500 с.

92. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Липатов Л.Н. Системный анализ процессов химической технологии. Статистические методы идентификации процессов химической технологии. М.: Наука, 1982. -344 с.

93. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М,: Наука, 1973. - 897 с.

94. Коузов П.А. Сравнительная оценка циклонов различных типов // Обеспыливание в металлургии. -М., 1971.-С. 185-196.

95. Коузов П.А. Теоретические и экспериментальные основы определения эффективности пылеуловителей: автореф. дис. . докт. техн.наук. М., 1974.-39 с.

96. Коузов П.А. Расчет эффективности циклонов //Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС. 1969. - вып.61. — с.З- 10.

97. Коузов П.А., Мальгин А.Д., Скрябин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. Л: Химия, 1982. - 256 с.

98. Кочетов Л.М. Исследование гидродинамики и теплообмена дисперсных потоков в сушильных вихревых камерах: автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1969. - 24 с.

99. Кречин Ю.В. Касимов Ю.В., Коссовский В.П. и др. Результаты заводских испытаний вихревых пылеуловителей // Промышленная и санитарная очистка газов. — 1976. — № 1. — С. 24-25.

100. Кулов H.H., Слинько М.Г. Современное состояние науки и образования в области теоретических основ химической технологии //Теор. основы хим. технологии. 2004. - т. 38, №2. -С. 115-122.

101. Кускова Т.В., Чудов JI.A. О приближенных граничных условиях для вихря при расчете течений вязкой несжимаемой жидкости //Вычислительные методы и программирование. М., МГУ, 1968, вып.ХГ - с.27-31.

102. Кутателадзе С.С. Волчков Э.П., Терехов В.И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках. Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1987. - 282 с.

103. Кутателадзе С.С., Ляховский Д.Н., Пермяков В.А. Моделирование теплоэнергетического оборудования. — М.: Энергия, 1972. — 361 с.

104. Кутепов A.M., Непомнящий Е.А. Центробежная сепарация газожидкостных смесей как случайный процесс //ТОХТ. 1973. - т.7. -с.892.

105. Лазарев В.А. Циклоны и вихревые пылеуловители. Справочник. 2-е изд. перераб. и доп.- Нижний Новгород: Фирма ОЗОН-НН.- 2006 320 с.

106. Лапин Ю.В. Статическая теория турбулентности: прошлое и настоящее (краткий очерк идей) //Научно технические ведомости СПбГПУ. 2004. -№2.- с.7-20.

107. Лебедев A.B., Правдина М.Х. Плоская модель течения в вихревой камере. 1. Турбулентная вязкость в приосевой области //Теплофизика и аэромеханика. 1996. - т.З, №3, - с. 259 - 263.

108. Линь-Цзя-цзяо. Теория гидродинамической устойчивости. М.: ИЛ, 1958.- 194 с.

109. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. - 849 с.

110. Мартынов Ю.В. Вихревое осесимметричное течение невязкой жидкости в полубесконечном зазоре между соосными круговыми цилиндрами//Изв. АН СССР, МЖГ. 1977.- №5.- с.38-45.

111. Медников Е.П. Вихревые пылеуловители. М.: ЦИНТИХимнефтемаш, сер. ХМ-14, 1975.- 45 с.

112. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. — М.: Машиностроение, 1969.— 183 с.

113. Миклин Ю.А., Романков П.Г., Фролов В.Ф. Время пребывания сыпучего материала в аппарате циклонного типа //Журнал прикладной химии. 1969. - т. 42, №5. - с. 1081-1084.

114. Михин В.И., Фетисова J1.H. О незавершенности к-е модели турбулентности //Препринт ФЭИ-2556. -Обнинск 1996.

115. Муштаев В.И., Тимонин A.C., Лебедев В.Я Конструирование и расчет аппаратов со взвешенным слоем. М.: Химия, 1991. - 344 с.

116. Непомнящий Е.А. Кинетика некоторых процессов переработки дисперсных материалов // Теор. основы хим. технологии. — 1973. т.7. -с.754— 763.

117. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. — М.: Наука, 1978.- 336 с.

118. Николаев А.Н. Гортышов Ю.Ф. Очистка промышленных газовых выбросов в аппаратах вихревого типа // Химическая промышленность. -1998.-№9.-С. 49-52.

119. Нурсте Х.О., Иванов Ю.В., Луби Х.О. Исследование аэродинамики потока в закручивающих устройствах //Теплоэнергетика. — 1978. № I. — с.37-39.

120. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Кн.1/ Под общ. ред. Айнштейна В.Г. М.: Химия, 1999. - 888 с.

121. Павлов Г.Г. Аэродинамика технологических процессов и оборудования текстильной промышленности.- М.: Легкая индустрия, 1975. — 152 с.

122. Павлов С.С.Финансовый анализ рынка CAE-технологий в 2008 году // CAD-CAM-CAE Observer. 2009. - №7 (51). - с. 22-29.

123. Падва В.Ю. Оптимальные условия улавливания пыли циклонами //Водоснабжение и санитарная техника. 1968. - № 4. — с.6- 10.

124. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости—М.: Энергоатомиздат, 1984. — 150 с.

125. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1981. - 296 с.

126. Плановский А.Н., Муштаев В.И'. Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности. -М.: Химия, 1979. 288 с.

127. Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1974. - 480 с.

128. Полак Э. Численные методы оптимизации. Единый подход. — М.: Мир, 1974.-376 с.

129. Разумов И.М. Пневмо- и гидротранспорт в химической промышленности. — М.: Химия, 1979. 248 с.

130. Розен A.M., Костанян А.Е. К вопросу о масштабном переходе в химической технологии //Теор. основы хим. технологии. 2002. - т. 36, №4. - С.339-346.

131. Розен A.M., Мартюшин Е.И. Олевский В.М. и др. Масштабный переход в химической технологии: разработка промышленных аппаратов методом гидродинамического моделирования /под ред. докт. хим. наук A.M. Розена. M.: Химия, 1980.-320 с.

132. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии. Л.: Химия, 1982. - 288 с.

133. Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии. Л.: Химия, 1979.-272 с.

134. Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии. — Л.: Химия, 1975. 334 с.

135. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. М.: Мир, 1980. - 616 с.

136. Сабуров Э.Н., Карпов C.B., Осташев С.И. Теплообмен и аэродинамика закрученного потока в циклонных устройствах. Л.: ЛГУ, 1989. — 276 с.

137. Сабуров Э.Н., Карпов С.В.Теория и практика циклонных сепараторов, топок и печей. Архангельск, 2000. - 565 с.

138. Сажин Б.С. Исследование гидродинамики и процесса сушки дисперсных материалов в аппаратах с активными гидродинамическими режимами: автореф. дис. . докт. техн. наук. — М., 1972. — 57 с.

139. Сажин Б.С. Современные методы сушки. — М.: Знание, 1973, — 64 с.

140. Сажин Б.С. Аппараты с активными гидродинамическими режимами для сушки дисперсных волокнообразующих материалов. М.: изд. МТИ им. А. Н. Косыгина, 1980. - 43 с.

141. Сажин Б.С. Гидродинамика взвешенного слоя. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина, 1978. - 87 с.

142. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984. - 320 с,

143. Сажин Б.С. , Акулич А.В, Лукачевский Б.П. и др. Исследование гидродинамики многофункционального вихревого аппарата. — Деп. в ВИНИТИ, 1986. -№6883-В86. 10 с.

144. Сажин Б.С., Белоусов A.C., Гидродинамические характеристики двухфазных течений в вихревых устройствах.//Вестник МГТУ. — М.: МГТУ им. А.Н.Косыгина. 2007. - С. 93-97.

145. Сажин Б.С., Белоусов A.C. Степень разделения газовзвесей в вихревых аппаратах //Современные машины и аппараты химических производств: тез. докл. всесоюзн. конф. Чимкент, 1988. - часть 3. - С. 115-116.

146. Сажин Б.С., Белоусов A.C., Коротченко С.И. Моделирование вихревых течений газа в технологических аппаратах и устройствах.//Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 1990.— №1.— С. 81-85.

147. Сажин Б.С., Белоусов A.C., Лапшин А.Б. Математическая модель и метод расчета течения газа через фильтровальную ткань //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1990.- №2.- С. 83-87.

148. Сажин Б.С., Векуа Т.Ю., Реутский В.А. Метод расчета эффективности улавливания пыли для- аппаратов со встречными закрученными потоками //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 1980. — № Т. — С.73- 76.

149. Сажин Б.С., Гудим Л.И. Пылеуловители со встречными закрученными потоками / Обзорная информация. Сер. «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» М.: НИИТЭХИМ, 1982.-Вып. 1.-46.

150. Сажин Б.С., Гудим Л.И. Вихревые пылеуловители. М.: Химия, 1995. - 144 с.

151. Сажин Б.С., Гудим Л.И., Галич В.Н. и др. Результаты испытания пылеуловителя со встречными закрученными потоками и циклона ЦН-15 //Химическая промышленность. 1984. -№ 10. - С. 626-627.

152. Сажин Б.С., Кочетов Л.М., Белоусов A.C. Удерживающая способность и структура потоков в вихревых аппаратах //Теоретические основы хим. технологии. 2008. - т. 42, №2. - С. 125-135.

153. Сажин Б.С., Лукачевский Б.П., Кикалишвили О.И. и др. Структура перемешивания дисперсного материала в аппарате фонтанирующего слоя с хордальным вводом теплоносителя //Деп. в ЦНИИТЭИлегпром. 1984.- №952, ЛП-Д84. 6 с.

154. Сажин B.C., Лукачевский Б.П., Чувпило Е.А. и др. Однопараметрическая математическая модель гидродинамики сушильного аппарата со встречными закрученными потоками //ТОХТ.1977.- т.П. №4.- с.633- 636.

155. Сажин Б.С., Сажин В.Б. Научные основы техники сушки. М.: Наука, 1997.—448 с.

156. Сажин Б.С., Сажина М.Б., Белоусов A.C. и др. Основные характеристики и классификация дисперсных волокнообразующих полимеров как объектов сушки //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2007. - № 3. - С. 111-113.

157. Сажин Б.С., Сажина М.Б., Белоусов A.C. и др. Комплексный анализ дисперсных волокнообразующих полимеров как объектов сушки во взвешенном слое // Химические волокна. 2007. — № 3. - С. 24-26.

158. Сажин Б.С., Сажина М.Б., Белоусов A.C. и др. Классификация волокнообразующих полимеров как объектов сушки //Химические волокна. 2007. - № 3. - С. 21-23.

159. Сажин Б.С., Тюрин М.П. Энергосберегающие процессы и аппараты текстильных и химических предприятий. М., МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001.-311 с.

160. Сажин Б.С., Чувпило Е.А. Типовые сушилки со взвешенным слоем материала. М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1975. - 72 с.

161. Сажин Б.С., Чувпило Е.А., Фокин И.Ф. и др. Сушка с одновременным улавливанием в закрученных потоках //Интенсификация технологических процессов и совершенствование оборудования. Сумы.— 1973.

162. Сажина М.Б., Углов В.А. Экспериментальное исследование режима кольцевого слоя в аппаратах ВЗП //Изв. Вузов. Технология текстильной промышленности. 2002. — №2. — с. 107—110.

163. Самарский A.A., Попов Ю.П. Разностные методы решения задач газовой динамики. -М.: Наука, 1980. 352 с.

164. Самсонс^ В.Т. О методике. определения. эффективности пылеотделителей //Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС. — 1965. вып.5(37). - с.21- 30.

165. Самсонов' В.Т. Исследование процесса осаждения пыли в пылеотделителях //Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС. — 1969: вып.59. - с.22- 28.

166. Семеновский М.А., Шульчишин В.А., Сажин Б.С. Перспективы использования метода встречных закрученных потоков для получения гранулированных выпускных форм красителей //Анилино-красочная промышленность. 1980. - т.4, № 10. - с. 10- 13.

167. СистерВ.А., МуштаевВ.И., ТимонинА.С. Экология и техника сушки дисперсных материалов. — Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой. 1999. - 670 с.

168. Смирнов Е.М., Зайцев Д.К. Метод конечных обьемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии //Научно технические ведомости СПбГПУ. 2004. - №2. - с.70-81.

169. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общ. ред. Русанова A.A. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 312 с.

170. Старченко A.B. Бубенчиков A.M., Бурлуцкий Е.С. Математическая модель, неизотермического турбулентного течения газовзвеси в трубе // Теплофизика и аэромеханика. — 1999. Т. 6, № 1. — С. 59-70.

171. Страус В. Промышленная очистка газов. — М.: Химия, 1981. — 616с.

172. Тимонин A.C. Инженерно-экологический справочник. Т. 1 — Калуга: Изд-во Н.Бочкарёвой, 2003. 917 с.

173. Тишин O.A., Дорохов И.Н., Качегин А.Ф. Определение условий, обеспечивающих в аппаратах с мешалками распределение времени пребывания, соответствующее модели идеального премешивания //Изв. Вузов. Химия и химическая технология. 2002. - №5. - с.70-72.

174. Тюрин М.П. Повышение эффективности технологических процессов и утилизация тепловых отходов: автореф. дис. . докт. техн. наук. — М., МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2002. 32 с.

175. Турбулентность./Под ред. П.Брэдшоу. М.: Машиностроение, 1980. — 343 с.

176. Успенский В.А., Соловьев В.И. К расчету вихревого пылеулавливающего аппарата //Инженерно-физический журнал. 1970. — т. 18, № 3.- С.459- 466.

177. Успенский В.А., Соловьев В.И., Гурьев B.C. Исследование полей скоростей в вихревом пылеулавливающем аппарате //Инженерно-физический журнал. т.20, № 6. - с.1078- 1081.

178. Успенский В.А., Киселев В.М. Газодинамический расчет вихревого аппарата//ТОХТ. 1974. - т.8, № 3. - с.428- 434.

179. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю. Подготовка промышленных газов к очистке. М.: Химия, 1975. - 216 с.

180. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И., Решидов И.К. Очистка промышленных газов от пыли. — М,: Химия, 1981. 392 с.

181. Устименко Б.П. Процессы турбулентного переноса во вращающихся течениях. — Алма-Ата: Наука, 1977. — 228 с.

182. Ушаков С.Г., Зверев Н.И. Инерционная сепарация пыли. — М.: Энергия, 1974.- 169 с.

183. Ферцигер Дж., Капер Г. Математическая теория/процессов переноса в газах. М.: Мир, 1976. - 556 с.

184. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М*.: Наука, 1967. - 492 с.

185. Фукс Н:А. Механика аэрозолей. М.: АН СССР, 1955. - 352 с.

186. Халатов A.A., Щукин В.К., Летягин В.Г. Локальные и интегральные параметры закрученного течения в длинной трубе //Инженерно-физический журнал. 1977.— т.33,№2. — с.224-232.

187. Хзмалян Д.М., Каган А.Я. Теория горения и топочные устройства. -М.:Энергия, 1976.-488 с.

188. Циклоны НИИОГАЗ. Руководящие указания по проектированию, изготовлению, монтажу и эксплуатации. Ярославль, Верхне-Волжское изд-во, 1971.-96 с.

189. Чепмен С., Каулинг Т. Математическая теория неоднородных газов. -М.: ИЛ, i960. 510 с.

190. ИГлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. - 744 с.

191. Шрайбер, A.A., Гавин Л.Б., Наумов В.А., Яценко В.П. Турбулентные течения газовзвесей. Киев: Наукова думка, 1987. - 238 с.

192. Шургальский Э.Ф. Модель для расчета параметров вихревого течения двухфазной среды с учетом взаимного влияния фаз //ИФЖ. — 1985. Т. XIX, №1.- С.51-57.

193. Шургальский Э.Ф. Математическая модель вихревого аппарата, учитывающая влияние дисперсных частиц на гидродинамику несущей фазы //Расчет, конструирование и исследование машин, аппаратов и установок химических производств. — М., 1982.— с.53—57.

194. Шургальский Э.Ф., Фролов Е.В., Шитиков Е.С., Коленков B.JI. Вихревой аппарат для очистки газов от пыли //Промышленная и санитарная очистка газов 1983. — № 4. — с.8.

195. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М.: Машиностроение, 1980. - 240 с.

196. Щукин В.К., Халатов A.A. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах. — М.: Машиностроение, 1982. 200 с.

197. Щукин В.К., Шарафутдинов Ф.И., Миронов А.И. 0 структуре закрученного течения в непосредственной близости от завихрителей с прямыми лопатками//Изв. вузов. Авиационная техника. 1980.- № I. — с.76- 80.

198. Экотехника //Чекалов Л.В., Карпухович Д.Т., Смирнов М.Е. и др.; Под ред. Чекалова Л.В. Ярославль: Русь, 2004. - 424 с.

199. Янков В., Дичев И. Обезпрашител на базата на комбинирована вихър //Техническа мисъл. 1971. - т.8, № I. - с.95- 102.

200. Янковский С.С., Фукс H.A. Дисперсионный анализ промышленных аэрозолей по стоксовским диаметрам //Заводская лаборатория. 1966. -№7.- с.811-815.

201. Allander C.G. Ein qraphisches Verfahren zur Bestimmung des mittleren Abscheidegrades gewisser mechanischer Staubabbscheider //Staub. 1958. -V.18, N1. - s. 15.

202. Alt C., Schmidt P. Vergleichende Untersuchungen der Abscheideleistung verschiedener Fliehkraftenstaubungssysteme //Staub Reinhaltung der Luft. — 1963.-V. 29, №7.- s. 263-266.

203. Barth W. Berechnung und auslegung von zyklonabscheidern auf grund neuerer untersuchungs //Brennts. Warme-Kraft. — 1956. V.8, № 1. — P.l-9.

204. Basal G., Oxenham W. Vortex Spun Yarns vs. Air-Jet Spun Yarn //AUTEX Research Journal. 2003.- V.3, № 3.-P. 96-101.

205. Belousov A., Sazin B. Application of Guided Vortex Breakdown for Drying and Separation of the Powder in Vortex Cyclone //Proceeding of The Second Nordic Drying Conference (NDC-03). CD-ROM. - Copenhagen. Denmark.- 2003.- P. 1-5.

206. Boysan F., Ayers W.H., Swithenbank J. A fundamental mathematical modelling approach to cyclone design //Trans. Inst. Chem. Engrs. 1982. -V.60. - P. 222-230.

207. Boysan F., Ewan B.C.R., Swithenbank J., Ayers W.H. Experimental and theoretical studies of cyclone separator aerodynamics //In Institution of Chemical Engineers Symposium Series. 1983. - №68. - p. 305—319.

208. Bradshaw P. The analoge between Streamline Curvature and Buoyance in turbulent shear flow //J. of Fluid Mechanics. 1969. - V. 36. - p. 177- 191.

209. Budinsky K. Die Bewegung der festen Teilchen im Drehstromungsentstauber //Staub Reinhaitung der Luft. 1972. — V. 32, № 3.- s.87-91.

210. Budinsky K. Hodnoceni virovych protiproudovych odlucovacu a jejich porovnani s cycloni //Oerana ovzdusi. Vodni hospodarstvi. Ser. B. 1978. -V.28, № 2. - P. 23- 28.

211. Ciliberti D.F., Lancaster B.W. Perfomance of rotary flow cyclones //AIChE J. 1976. - V. 22, № 2. - P. 394- 398.

212. Ciliberti D.F., Lancaster B.W. An improvement of the simple model for rotary flow cyclones //AIChE J. 1976. - V. 22, № 6. - P. 1150- 1152

213. Ciliberti D.F., Lancaster B.W. Fine dust collection in a rotary flow cyclone //Chem. Eng. Sei. 1976. -V. 31, № 6. - p. 499- 503.

214. Curtis C. F. Symmetric gaseous diffusion coefficients //J. Chem. Phys. — 1968. V. 49, № 7. - p. 2917.

215. Frank T., Wassen E., Yu Q. Lagrangian Prediction of Disperse Gas-Particle Flow in Cyclone Separators //ICMF '98 3rd International Conference on Multiphase Flow 1998. Lyon, France, June 8.-12., 1998. CD-ROM - Paper No. 217.-p. 1-8.

216. Fredriksson C. CFD modelling of the isothermal flow in the cyclone gasifier //Technical Report, 1998:19, Lulea University of Technology, Lulea, Sweden. -1998. ISRN: LTU-TR- 1998/19- SE.

217. Goldshtik M.A., Hussain F. Analysis of inviscid vortex breakdown in a semi-infinite pipe //Fluid Dynamics Research. 1998. - Vol. 23, № 4. -P. 189-234.

218. Gosman A. D., Pun W. M., Runchal A. K.,. Spalding D. B., Wolfshtein M. W. Heat and mass transfer in recirculating flows. London: Academic Press, 1969.- P. 324.

219. Gosman A. D., Ioannides E. Aspects of computer simulation of liquid-fuelled combustors //19th Aerospace Science Meeting, St. Louis, MO, Jan. 1215.- 1981.-AIAA paper 81-0323.

220. Griffiths W.D., Boysan F. CFD and empirical modelling of the performance of a number of cyclone samplers // J. Aerosol Sci. 1996. — V.98. - P. 281-304.

221. Hanjalic H., K. Advanced turbulence closure models: A view of current status and future prospects. // Int. J. Heat Fluid Flow. 1994 - V.15(3). -P. 178-203

222. Iozia D.L., Leith D. Effect of cyclone dimensions on gas flow pattern and collection effciency//Aerosol Sci. Technol. 1989-V. 10. - P. 491-500.

223. Kang S. K., Kwon T. W., Kim S. D. Hydrodynamic Characteristics of Cyclone Reactors //Powder Technology. 1989. - v.58, № 3. - P. 211-220.

224. Kim C.H., Lee J.W. A new collection efficiency model for small cyclones considering the boundary-layer effect //Journal of Aerosol Science. 2001. — V. 32, №2. - P. 251-269.

225. Kim J.C., Lee K.W. Experimental study of particle collection by small cyclones //Aerosol Science and Technology. 1990. - №12. - P. 1003- 1015.

226. Klein H. Entwicklung und Leistungsgrenzen der Drehstromungsentstaubers //Staub.- 1963. -V. 23, № 11. — S. 501-509.

227. Klein H. Drehstromungs-Entstaubungsverfahren-Wirkungsweise und Einsatz //Keramische Zeitschrift. 1968. - V. 20, № 9. - S. 479- 484.

228. Klein H. Der Drehstromungsabscheider und Einsatz in der chemister und Nahrungsmittel-Industrie //C.Z. Chemie Technik. 1972. - V. 1, № 5. - S. 230- 234.

229. Klein H., Schmidt P. Vergleichende Untersuchungen zwishen Drehstromungsentstauber und Zyklon //Verfahrenstechnik. 1971. - V. 5, № 8.- S. 316-319.

230. Launder B.E., Morse A. Numerical prediction of Axisymmetric free Shear flows with a Reinolds stess closure //Turbulent shear flows, v.l. Springer, Berlin, 1979.-P. 279-294.

231. Launder B.E., Spalding D.B The numerical computation of turbulent flows // Computat. Methods in Appl. Mech. Engng. 1974. - Vol. 3. - P. 269-289.

232. Leith D., Licht W. The collection effciency of cyclone type particle collectors a new theoretical approach //A.I.Ch.E. Symp. Series. - 1972. — V.68 (126). —P. 196-206.

233. Lim K.S., Kim H.S., Lee K.W. Characteristics of the collection efficiency for a cyclone with different vortex finder shapes //Journal of Aerosol Science. 2004. -V. 35, №6. - P.743-754.

234. Lucca-Negro O., O'Doherty T. Vortex breakdown: a review //Progress in Energy and Combustion Science. -2001. Vol. 27, №. 4. -P:431-481.

235. Modigell M. Weng M. Pressure loss and separation characteristics calculation of a'uniflow cyclone with a CFD method //Chemical engineering & technology. 2000. - V. 23. - P. 753-758.

236. Nickel W. Zur Praxis der Drehstromungsentstaubung //Staub. 1963. - V. 23, № П. - S. 509-512.

237. Obermair S., Woisetschläger J., Staudinger G. Investigation of the flow pattern in different dust outlet geometries of a gas cyclone by laser Doppler anemometry //Powder Technology 2003. - V. 138, № 2-3. - p. 239-251.

238. Oxenham W. Current and Future Trend in Yarn Production //Journal of Textile and Apparel Technology and Management. 2002. - V. 2, №2. - P.l-10.

239. Sato H., Shimada M, Nagano Y. A two-equation model for predicting heat transfer in various Prandtl number fluids //Proceedings of Tenth International Heat Tranfer Conference. 1994, Brighton, UK. - V.2. - P.443- 448.

240. Schaufler E., Oehlrich К. H., Schmidt K. R. Der Drehstromungsentstauber //Staub. 1963.-V. 23, №4.- s.228-230.

241. Schmidt K.R.Physikaliche Grundlagen und Prinzip der Drehstromungsentstaubers //Staub. 1963. - V. 23, № 11. - S.491- 501.

242. Xiang R, Park S.H., Lee K.W. Effects of cone dimension on cyclone performance //Journal of Aerosol Science. -2001.- v. 32, №4,— p. 549-561.

243. A.c. № 203622 СССР. Контактный аппарат вихревого типа / Киселев В.М., Тагилов Н.И. Опубл. в Б.И. - 1967. - № 21.

244. A.C. № 323139 СССР. Вихревой пылеконцентратор* / А.Г. Фоменко, А.К.Авраменко. Опубл. в Б.И. - 1972- № 1.

245. A.c. № 341505 СССР. Вихревой пылеуловитель со вторичным потоком газа / Успенский В.А., Киселев В.М., Буханцев Г.В., Козлов А.Н. — Опубл. в Б.И. — 1972.- № 19.

246. A.c. № 436677 СССР. Вихревой пылеуловитель / Киселев В.М., Соловьев В.И., Буханцев Г.Б. Опубл. в Б.И. — 1974. — № 27.

247. A.c. № 478167 СССР. Комбинированная установка для- сушки дисперсных материалов / Чувпгою S.A., Сажин Б.С, Корягин A.A. -Опубл. в Б.И. 1975- № 27.

248. A.c. № 577374 СССР. Пневматическая сушилка / Корягин A.A., Сажин Б.С, Чувпило Е.А. Опубл. в Б.И. - 1977. - № 39.

249. A.c. № 625776 СССР. Вихревой пылеуловитель / Вивденко О.Х., Успенский В.А., Гурьев B.C. Опубл. в Б.И. - 1978. - № 36.

250. A.c. № 668716 СССР. Вихревой пылеуловитель / Мухутдинов Р.Х., Маслов В.И., Корнилаев Н.И. Опубл. в Б.И. - 1979. - № 23

251. A.c. № 703143 СССР. Аппарат для обработки дисперсных материалов во встречных закрученных потоках / Сажин Б.С., Фокин И.Ф., Гудим Л.И., ГрабскиЙ A.M. Опубл. в Б.И. - 1979. - № 46.

252. A.c. № 731993 СССР. Вихревой пылеуловитель для очистки запыленных газов / Ефремов Г.И., Ладыжский В.Н., Попов И.А., Сажин Б.С. Опубл. в Б.И. - 1980. - № 37.

253. A.c. № 738654 СССР. Аппарат для обработки дисперсных материалов / Ефремов Г.И., Ладыжский В.Н., Попов И.А., Сажин Б.С. Опубл. в Б.И. -1980.- №21.

254. A.c. № 769253 СССР. Аппарат для тепловой обработки дисперсных материалов во встречных закрученных потоках / Гудим Л.И., Ладыжский В.Н., Попов И.А., Сажин Б.С. и др. Опубл. в Б.И. - 1980. - № 37.

255. A.c. № 799823 СССР. Вихревой пылеуловитель / Шургальский Э.Ф., Аксельрод Л.С., Шитиков Е.С. и др. Опубл. в Б.И. - 1981. — № 4.

256. A.c. № 827180 СССР. Вихревой пылеуловитель / Аксельрод Л.С., Щургальский Э.Ф., Фролов Е.В. и др. Опубл. в Б.И. 1981. - № 17.

257. A.C. № 874125 СССР: Вихревой пылеконцентратор / Е.В.Фролов, Э.Ф. Шургальский, Л.С. Аксельрод и др. Опубл. в Б.И. — 1981. — № 39.

258. A.c. 975097 СССР. Вихревой пылеуловитель / Фролов Е.В., Шургальский Э.Ф., Аксельрод Л.С. и др. Опубл. в Б.И. - 1982. — № 43.

259. A.c. 1585018 СССР. Сепаратор /Б.С. Сажин, A.C. Белоусов, А.Ю Яковлев и др. ~ опубл. Б.И. 1990. - № 27.

260. A.c. 1595570 СССР. Вихревой пылеуловитель / Б.С. Сажин, A.C. Белоусов, С.И. Коротченко и др. опубл. Б.И. - 1990. - № 29.

261. A.c. 1623731 СССР. Способ очистки газа от пыли /Б.С. Сажин, A.C. Белоусов, С.И. Коротченко. — опубл. Б.И. 1991—№ 218.

262. Патент РФ на изобретение № 2312286. Многосекционная вибрационная сушилка для дисперсных и адгезионных материалов /Б.С. Сажин, О.С. Кочетов, A.C. Белоусов и др. опуб. Б.И. - 2007. - № 34 от 10.12.07.

263. Патент № 933224 (Великобритания). 1963.

264. Патент № 933225 (Великобритания). 1963.

265. Патент№3199270 (США).- 1961.

266. Патент№3358844 (США).- 1965.

267. Патент №3791110 (США). 1974.

268. Патент №3851455 (США). 1974.

269. Патент№3917568 (США).- 1975.

270. Патент № 3972698 (США). 1975.

271. Патент № 3985526 (США). 1976.

272. Патент № 1513885 (Франция).- 1968.

273. Патент № 125163 6 (Германия). 1956.

274. Патент № 1251637 (Германия).- 1956.

275. Патент № 1262234 (Германия). -1960.

276. Патент № 1293343 (Германия).- 1963.

277. Патент № 1619920 (Германия).- 1970.

278. Патент № 1729464 (Германия). 1970.

279. Патент № 2820233 (Германия). 1979.

280. Усовершенствование оборудования для сушки поливинилхлорида: Отчет / МТИ. Тема № 9-76, № ГР. 76005988. - М.: МТИ им. А. Н. Косыгина, 1980.- 128 с.

281. Исследование и промышленное внедрение безуносных аппаратов со встречными закрученными потоками в производстве сложных минеральных удобрений: Отчет / МТИ. Тема № 13-79, № ГР. 78020234. - М.: МТИ им. А. Н. Косыгина, 1980. - 110 с.

282. Исследование и промышленное внедрение аппаратов со встречными закрученными потоками в производстве нитрофоски: Отчет / МТИ. -Тема № 8-80, № ГР. 01826062974. М.: МТИ им. А. Н. Косыгина, 1981. -115 с.

283. Исследование и промышленное внедрение аппаратов со встречными закрученными потоками в производстве сложных минеральных удобрений: Отчет / МТИ. Тема № 6-81, № ГР. 0Т830006172. - М.: МТИ им. А. Н. Косыгина, 1982. - 122 с.