автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Противоточный циклон с направляющим устройством выходного патрубка

На правах рукописи у

Чалов Владимир Александрович

ПРОТИВОТОЧНЫЙ ЦИКЛОН С НАПРАВЛЯЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ ВЫХОДНОГО ПАТРУБКА

05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 3 ДЕК 2012

Белгород 2012

005057152

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук

Кущев Леонид Анатольевич

Шарапов Рашид Ризаевич Хлудеев Виктор Иванович

Ведущая организация:

ФГБОУВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Защита диссертации состоится «26» декабря 2012 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.04 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, главный корпус, ауд. 242.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова».

Автореферат диссертации разослан «24» ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Уваров В. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производства строительных материалов представляют собой сложные технологические процессы, связанные с переработкой сырья в разные состояния и с различными физико-механическими свойствами, а также с использованием разнообразной степени сложности технологического оборудования. Во многих случаях эти процессы сопровождаются выделением больших количеств полидисперсной пыли, вредных газов и других загрязнений.

Производство цемента и других строительных материалов сопровождается на отдельных участках особо обильным пылевыделением, превышающим ПДК в 5-10 раз. Предприятиями отрасли ежегодно выбрасывается в атмосферный воздух более 4 млн т вредных веществ, в том числе около 2,4 млн т, или 58% твердой неорганической пыли. Сверхнормативный ее выброс составляет 1,41 млн. т, а превышение норматива по газообразным вредным веществам - 722 тыс. т. Пыль производственной техносферы - причина разнообразных заболеваний персонала, износа технологического оборудования и вспомогательных механизмов, снижения качества продукции и рентабельности производства, загрязнения окружающей среды и снижения качества жизни населения.

Перспективы роста потребления продукции предприятий ПСМ, обозначенные в «Стратегии развития ПСМ до 2020 года», утвержденной Министерством регионального развития РФ, предполагают существенное увеличение количества вводимых новых мощностей, соответственно и производимой продукции. Так рост потребления цемента прогнозируется более чем в 2 раза от уровня 2010 г. Согласно намеченной стратегии, потребление цемента в РФ должно составить 97,8 млн. т., что означает необходимость ввода дополнительных производственных мощностей на 36,1 млн т. Однако при этом указывается, что одним из условий развития ПСМ является повышение технологического и технического уровня производства. В частности одним из пунктов отмечается доведение уровня энергозатрат до европейского: топливо - до 120 кг у.т/т клинкера; электроэнергии - до 103 кВт-ч/т цемента. Это предполагает модернизацию существующих, а также ввод новых мощностей для создания конкурентоспособных экологически безопасных производств.

Мировой уровень пылевых выбросов цементной промышленности можно принять равным в среднем 0,1% массы выпуска цемента.

Динамика снижения пылеуноса значительна — следуя за ужесточением экологических норм, предприятия ПСМ вводят в эксплуатацию более совершенное пылеочистное оборудование. На многих предприятиях безвозвратный пылеунос из печей и мельниц составляет соответственно около 1 и 0,5% продукции. Технически осуществимы и за рубежом достигнуты прозрачные выбросы, соответствующие пылеуносу примерно 0,1%, а в природоохранных зонах - ещё на порядок ниже.

Проблемы создания безотходной технологии и внедрения новейших пылеулавливающих комплексов на действующих предприятиях производства строительных материалов пока не решены. Поэтому особое значение приобретают разработка и анализ научных основ энергосберегающего сухого пылеулавливания.

Цель работы. Разработка противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка, обеспечивающего повышение эффективности его работы, и методики расчета его основных конструктивно-технологических параметров.

Задачи исследований.

1. Разработать конструкцию циклона с направляющим устройством выходного патрубка, защищенную патентом РФ, обеспечивающую повышение его энерготехнологической эффективности.

2. Разработать математическое описание процесса центробежного осаждения частиц пыли в противоточном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

3. Установить теоретические зависимости для определения степени очистки и коэффициента гидравлического сопротивления противоточного циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока.

4. Исследовать влияние основных факторов на эффективность пылеулавливания и гидравлическое сопротивление циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока. Подтвердить адекватность математического описания процесса пылеочистки в циклоне с направляющим устройством выходного патрубка и эффективность его применения.

5. Разработать инженерную методику расчета конструктивно-технологических параметров противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка.

6. Разработать рекомендации и осуществить промышленное применение результатов работы.

Научная новизна.

1. Установлено, что дополнительная закрутка пылегазового потока на входе в выходной патрубок приводит к интенсификации вращения газа во всех частях аппарата и изменению характера его осевого движения.

2. Разработано математическое описание центробежного осаждения частиц в противоточном циклоне. Получена новая зависимость для размера частиц, улавливаемых с эффективностью 50%, и уточнены соотношения для фракционной и общей эффективности циклона, учитывающие его основные конструктивно-технологические параметры.

3. Получено выражение для определения коэффициента гидравлического сопротивления циклона, с помощью которого показана его более высокая по сравнению с некоторыми циклонами НИИОГаз энерготехнологическая эффективность.

4. Получены математические выражения в виде уравнений регрессии для расчета эффективности пылеулавливания и гидравлического сопротивления в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

Практическая ценность работы.

Разработана конструкция противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка, обеспечивающая повышение эффективности пылеулавливания до 10%. Разработана инженерная методика расчета основных конструктивно-технологических параметров противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка и рекомендации для его промышленного применения.

Автор защищает.

1. Математическое описание процесса пылеулавливания в противоточном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

2. Уравнения для определения эффективности пылеулавливания и гидравлического сопротивления противоточного циклона, с учетом влияния дополнительной закрутки пылегазового потока.

3. Математические выражения в виде уравнений регрессии для определения рациональных конструктивно-технологических параметров направляющего устройства.

4. Конструкцию направляющего устройства, защищенную патентом РФ, обеспечивающую повышение эффективности работы циклона.

5. Результаты экспериментальных исследований по определению эффективности пылеулавливания и гидравлического сопротивления в противоточном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

6. Инженерную методику расчета противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка.

Реализация работы.

Конструкция направляющего устройства выходного патрубка успешно внедрена и испытана в сырьевом цехе ЗАО «Невьянский цементник» на группе циклонов ЦН-15-2350 системы очистки отходящих аспирационных потоков сырьевой мельницы 04,2 х Юме воздушно-проходным сепаратором 05,5 м. Проведенные сравнительные испытания показали рост эффективности пылеулавливания на 9,5%.

Апробация работы.

Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы обсуждались и получили одобрение: на VI Международной научно-практической конференции «Перспективы развития строительного комплекса» (Астрахань, 2012); X Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Механики XXI веку», г. Братск, 2011 г; Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (XIX научные чтения) (Белгород, 2010); Международной научно-практической конференции РАН «Актуальные проблемы развития экотехники и пути их решения в промышленности» (Чебоксары, 2010); Всероссийской молодёжной «Выставке-конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций под эгидой федерального агентства по науке и инновациям» (Саратов, 2009); Международной научно-практической конференции «Научные исследования, автоматика и динамика машин, инновационные и средозащитные технологии в техносфере» (Курск 2007).

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 10 печатных изданиях, в том числе 2 работы опубликованы в ведущих рецензированных журналах рекомендованных ВАК РФ. Получен патент РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержащего основные результаты работы и выводы. Работа включает 151 страницу основного машинописного текста, 34 рисунка, 9 таблиц, список литературы из 149 наименований и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы ее цели и задачи, обозначены научная новизна, практическая ценность, реализация и апробация работы, изложены основные положения работы, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрено современное состояние и направления развития процессов и аппаратов промышленного пылеулавливания в производстве строительных материалов (ПСМ). Установлено, что центробежная сепарация частиц находит широкое применение в ПСМ, при этом одним из наиболее распространенных пылеулавливающих аппаратов является циклон конструкции НИИОГАЗа, вследствие простоты конструкции и эксплуатационной надежности. Наряду с ростом требований к остаточной запыленности газов, все большее внимание уделяется стоимости пылегазоочистки и ее энергоэффективности в конкретном типе аппаратов. Стоимость пылегазоочистки зависит от многих факторов: капитальных затрат на оборудование, эксплуатационных расходов, требуемой эффективности очистки и др. . Установлено, что стоимость очистки отходящих газов от пыли в циклоне значительно меньше чем в электрофильтре, в тканевых фильтрах, в системе батарейный циклон-электрофильтр.

Приведен анализ использования противоточных циклонов в аспирационных системах предприятий ПСМ и пути их совершенствования для повышения их энергоэффективности на основе изменений их конструктивно-технологических параметров. Основные работы в этой области принадлежат: А.И. Пирумову, П.А. Коузову, А.Ю. Вальдбергу, М.В. Василевскому, И.Е. Идельчику и др. Установлено, что применение различных внутренних устройств, позволяют более эффективно использовать энергию закрученных газопылевых потоков в противоточном циклоне. Рассмотрено применение закручивающих и раскручивающих устройств выходного патрубка противоточного циклона. Установлено, что установка закручивающего устройства позволяет повысить эффективность пылеулавливания за счет интенсификации вращательного движения пылегазового потока в циклоне.

Рассмотрены существующие теории, описывающие процесс пылеулавливания в циклоне. Установлено, что множество подходов имеют экспериментальные подтверждения, однако в большинстве своем нуждаются в использовании эмпирических данных и наличии большого числа допущений. Наиболее перспективным в данный момент является вероятностно-стохастический подход к описанию центробежного осаждения пыли.

Выполнен анализ существующих методик определения эффективности пылеулавливания. Установлено, что применение их носит весьма локальный характер из-за существенных различий в конструкциях циклонных аппаратов и как следствие невозможность применения одной и той же формулы из-за различия эмпирических данных, свойственных конкретному аппарату.

Рассмотрено применение вероятностно-энергетического метода для расчета эффективности центробежного пылеулавливания. Установлено, что данный метод является наиболее обоснованным, но требует уточнения влияния дополнительной закрутки пылегазового потока , возникающей в результате установки направляющего устройства выходного патрубка.

Рассмотрена разработанная патентно-защищенная конструкция выходного патрубка противоточного циклона с направляющим устройством (рис. 1). Конструктивным аналогом является хорошо зарекомендовавший себя центробежный пылеулавливающий аппарат — противоточный циклон ЦН-15, созданный НИИОГазом. Циклон имеет цилиндроконический корпус 1, выходной патрубок 2, в котором предусмотрено направляющее приспособление 3, состоящее из по меньшей мере одного направляющего щитка 4, причем ось кривизны этого щитка 4 может

проходить под углом к оси 5 выходного патрубка 2, будучи смещенной относительно последней.

Поток запыленного газа закручивается, попадая в циклон через тангенциально расположенный входной патрубок 6. Пройдя вниз по длине корпуса 1, газ очищается и поток меняет свое направление на 180° в нижней точке циклона. Благодаря направляющему приспособлению 3 восходящий поток направляется в выходной патрубок 2. При этом поток приобретает ускорение, направленное как в осевом направлении истекающей среды, так и в направлении оси 5 выходного патрубка 2 за счет установленного направляющего устройства 3, состоящего из направляющих щитков 4 и обтекателя 7.

Рис. 1. Схема циклона с направляющим устройством выходного патрубка

Предлагаемая конструкция направляющего устройства выходного патрубка циклона позволяет максимально использовать энергию вращающегося потока для оптимизации процесса центробежного пылеулавливания, увеличивая КПД установки. Это также позволяет существенно улучшить режим работы аппаратов следующих ступеней очистки и продлить срок службы.

Во второй главе представлено математическое описание процесса пылеулавливания в поле действия центробежных сил, с учетом влияния дополнительной закрутки пылегазового потока. Данное описание основывается на законах сохранения массы (расхода воздуха) и момента импульса вращающегося потока запыленного газа.

Одним из направлений повышения эффективности сухих центробежных пылеуловителей является повышение доли энергии полезного вращательного движения, приводящего к осаждению частиц пыли, в полной энергии пылегазового потока. В разработанном пылеуловителе (циклоне) совмещаются два способа закрутки потока запыленного газа: сначала вращение газа возникает как обычно в результате тангенциального подвода, а затем дополнительная закрутка потока создается при входе в выхлопную трубу с помощью специального направляющего устройства.

Установлено, что интенсивность дополнительной закрутки пылегазового потока по доли количества полезной вращательной энергии может превосходить основную, полученную в результате тангенциального подвода очищаемого газа; что существенно повышает эффективность улавливания частиц пыли в центробежном поле сил.

Схема к расчету направляющего устройства выходного патрубка (НУВП) для дополнительной закрутки пылегазового потока показана на рис. 2.. В стенке удлиненного выходного патрубка, закрытого снизу обтекателем, симметрично прорезаны п прямоугольных отверстий (щелей) высотой /?„ угловым размером 2ft и шириной АВ = 2r¡ sinfl, где r¡ - радиус выходного патрубка. Каждая щель снабжена лопаткой, повернутой по ходу вращения пылегазового потока внутри выходного патрубка на угол а > р относительно касательной соответствующей началу полки.

Как следует из рис. 2, угол а может меняться в интервале 90-f} < а < iz/2, причем с его увеличением степень раскрытия щели возрастает. Ширина входного канала d, образованного полкой и стенкой направляющего устройства, равна:

d = ВС = АВ sin (а-Р) = 2r, sinP sin(a-P). (1)

Обтекатель преобразует центральный вихревой поток очищенного газа в кольцевую струю, которая засасывается через щели направляющего устройства. Скорость входа газа в каналы направляющего устройства определяется его объемным расходом Q и суммарной площадью каналов:

Коэффициент местного сопротивления направляющего устройства зависит от отношения / суммарной площади поперечного сечения входных каналов к площади поперечного сечения выходного патрубка: j7 _ ndh3 _ Inhrtslnfisin(g-/?)

' " ~ TTñ • 1 >

Величину коэффициента сопротивления направляющего устройства, приведенную к скорости воздуха в плане циклона (фиктивной скорости), можно оценить с помощью зависимости, полученной в результате обработки методом наименьших квадратов эмпирических данных по сопротивлению входа в прямую трубу через прямоугольные боковые отверстия:

В результате сравнения секундных моментов импульса, получаемых потоком газа в результате дополнительной закрутки и

Рис. 2. Схема к расчету направляющего устройства

ion

so

60

40

тангенциального получим:

подвода очищаемого

М.х

где

А{а,р) =

2г2аЬЛ(а,р) (2-b)nh,

(5)

Рис. 3. Влияние дополнительной закрутки пылегазового потока на общую эффективность циклона (— - расчетные данные; Д — экспериментальные данные)

cos2(2/?-<r)(l-(2 cos2(or—/О—l)2 sin2 /¡-(sin/3 sin 2(a-/?)-cos p 8 sin2 p sín2(ff—

Параметр к является количественной характеристикой влияния дополнительной закрутки пылегазового потока на циклонный процесс (рис. 3).

Установлено, что закручивающий эффект предлагаемого направляющего устройства, устанавливаемого в начале выходного патрубка и тангенциального подвода газа могут быть одинакового порядка, а поскольку течения запыленного газа в различных частях циклона аэродинамически связаны между собой, то дополнительная закрутка газового потока на входе в выхлопную трубу, взаимодействуя с закруткой, вызванной тангенциальным подводом запыленного газа, приводит к интенсификации вращения газа во всем рабочем объеме аппарата и повышению эффективности осаждения частиц.

Поле скоростей закрученного потока в циклоне с направляющим устройством выходного патрубка рассчитывалось численными методами с помощью открытого пакета программ вычислительной аэродинамики Ореп БУМ на основе уравнений неразрывности Навье-Стокса, а также уравнений для турбулентной вязкости.

Для получения аналитических зависимостей, аппроксимирующих результаты численных расчетов и описывающих профили составляющих скорости газа, использовались линейные и квадратичные функции от радиуса и осевой координаты.

Поле скоростей пылегазового потока в различных частях рабочего объема циклона представлено в безразмерном виде:

Я = (нГ(г,2),и^(г,г),и^(г.2)), (6)

где = ну-,,/™,, - безразмерные составляющие скорости газа, г = г/гг , 2 = г/г^ -безразмерные координаты, г2 - радиус цилиндрической части циклона; \уц = <2/(яг2 ) -скорость газа в плане аппарата (фиктивная скорость), <3 - объемный расход очищаемого газа.

Определен характер распределения скоростей закрученного пылегазового потока в различных частях циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока.

Коэффициенты формул, аппроксимирующих распределение компонент скорости газа, определяются через конструктивно-расчетные параметры циклона с помощью законов сохранения массы и секундного количества момента импульса газового потока.

Далее в работе приводится анализ полученных выражений по определению составляющих скорости пылегазового потока в различных частях циклона.

Рассмотрен процесс центробежного осаждения частиц с позиций его стохастико-детермированной природы. Установлено, что взаимодействие двух процессов - упорядоченного переноса частиц и их турбулентной диффузии в основном и определяет эффективность пылеулавливания. Заметное влияние на осаждение частиц могут оказывать также во многом случайные процессы взаимодействия частиц с твердыми стенками аппаратов и между собой, процессы коагуляции частиц, их вторичного уноса и другие.

Одним из определяющих параметров стохастико-детерминированного процесса осаждения частиц является ¿¡о - размер частиц улавливаемых на 50%. Для определения данного параметра применительно к обычным циклонам используется формула, предложенная проф. А. Ю. Вальдбергом и Н. С. Кирсановой:

й50 = 14,5 • Ю5Г0'51 мкм, (7)

где £ - коэффициент гидравлического сопротивления циклона 8,5 < { < 4420, ¡л -динамическая вязкость газа, р, - плотность частиц, Л — диаметр циклона, м.

На основе исследования поля скоростей вихревых течений получены новые соотношения для расчета с^о, учитывающие специфику процессов протекающих в разработанном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

1,15710» /~Р(Г__5.89105аь(1-г|5уРр/рги/„

/Рг«'ц

¿СП = :

кт/в

(2-8К (Й^йГ1*1(1-Г"})

(8)

где я - эмпирическая постоянная, учитывающая влияние дополнительной закрутки потока; В - безразмерная величина, которая выражается через относительные размеры циклона.

Х~~0,1б2к?+1,429к-0,503, (9)

где к определяется формулой (5).

В отличие от существующих формул, соотношение для вычисления (8) включает в себя все конструктивно-технологические параметры циклона, что существенно расширяет возможности его оптимизации.

Для лабораторного циклона ЦН-15 формула принимает следующий вид:

, 1,23-105 Год" "50 ="

(10)

1+* у}Рт И-ц

Формулы для вычисления фракционной и общей эффективности циклона с учетом соотношения (9) принимают вид:

Чф(«) = Ф^2,857/0 (вДЗ • 10-^(1 +

Г] = Ф

8,13 •

!(1+Х>50.5

(П)

(12)

I 70Д225+1в2<гч V"' ~ у) Вц где <г, - среднее квадратичное отклонение распределения частиц по размерам, 8и,5 -медианный размер частиц, мкм. Ар, Па

2900,0 -2800,0 -2700,0 2600,0 2500,0 2400,0 2300,0 2200,0 2100,0 2000,0 1900,0 1800,0 1700,0 1600,0 1500,0 1400,0 1300,0

222527293133353739414345474951535557 -Сопротивление, Па--Эффективность, %

а.

Рис. 4. Зависимости показателей работы циклона ЦН-15 с НУВП г) и Др от угла наклона направляющих лопаток а при Ь = 0,1 м и V = 3м/с

Гидравлическое сопротивление циклона с НУВП определяется по формуле

Др = £^(90,4 + 155К1К2 + 0,47 О-^)1'8) (13>

йр, Па

2100,0 2000,0 1900,0 1800,0 1700,0 1600,0 1500,0 1400,0 1300,0 1200,0 1100,0 1000,0

——— Гидравлическое сопротивление эффективность пылеулавливания

И, м

Рис. 5. Зависимости показателей работы циклона ЦН-15 с НУВП п и Др от высоты выходного щели Ь при а = 40° и V = 3м/с

йр, Па 2800,0 2700,0 2600,0 2500,0 2400,0 2300,0 2200,0 2100,0 2000,0 4+ 1900,0 1800,0 1700,0 1600,0 1500,0 1400,0 1300,0 1200,0 1100,0 1000,0 900,0 800,0 700,0 600,0 500,0

2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4

-Сопротивление, Па--Эффективность,?^

V,

м/с

Рис. 6. Зависимости показателей работы циклона ЦН-15 с НУВП п и Др от скорости пылегазового потока в плане V при Ь - 0,1 м и а - 40°

В третьей главе приведены описания лабораторных установок, применяемых для исследования процесса пылеулавливания в противоточном циклоне; описания и характеристики используемых контрольно-измерительных приборов, а также характеристики материалов, используемых для исследований.

Для проведения экспериментальных исследований с целью подтверждения теоретических положений работы, был использован экспериментальный комплекс двухступенчатой очистки пылегазового потока, позволяющий задавать и контролировать основные технологические параметры (рис. 7). При выборе схемы компоновки оборудования был принят к исполнению разомкнутый по воздуху и пыли вариант сборки. При этом засасываемый в систему воздух после однократного использования выбрасывается в вытяжную вентиляционную систему. Такая схема позволила провести эксперимент в режиме близком к изотермическому, соответственно упрощая обработку результатов. Экспериментальный комплекс включает в себя: регулируемый дозатор непрерывного действия объемного типа, циклон ЦН-15-400, рукавный фильтр ЗИЛ 900, вентилятор ВВД-5, систему трубопроводов, контрольно-измерительную аппаратуру.

9

Рис. 7. - Схема экспериментального комплекса двухступенчатой очистки пылевоздушного потока: 1 - лемниската; 2 — объемный дозатор пыли непрерывного действия; 3 -всасывающий трубопровод; 4 - батарейный и-образный дифманометр; 5 - приемный бункер пыли; 6 — циклон; 7 — рукавный фильтр; 8 — бункер рукавного фильтра; 9 — нагнетательный трубопровод; 10 — вентилятор.

В качестве основы для создания противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка использовался стандартизованный протавоточный циклон конструкции НИИОГАЗа с тангенциальным подводом воздуха типа ЦН-15 имеет внутренний диаметр цилиндрической части 0,4 м, размеры входного патрубка 0,21 х 0,13 м; бункер для сбора уловленной пыли прямоугольной формы с размерами 0,5x0,5x0,3 м с разгрузочным отверстием. Для снижения гидравлического сопротивления аппарата на выхлопном патрубке установлена улитка, спрямляющая пылевоздушный поток на выходе. Для установки направляющего устройства в выхлопную трубу она выполнена с фланцевым разъемом. Основные конструктивные

размеры циклона соответствуют рекомендованным НИИОГАЗом [ГОСТ Р 517082001] для данного диаметра. Конструкцией предусмотрена герметизация системы, исключающая подсосы воздуха в циклон извне.

Разработанное направляющее устройство выходного патрубка циклона для дополнительной закрутки пылевоздушного потока выполнено в виде стального цилиндрического патрубка с внутренним диаметром О = 0,236 м, длиной / = 0,5 м. Нижняя часть патрубка имеет по периферии шесть симметрично расположенных отверстий прямоугольной формы шириной а = 0,057 м и высотой А = 0,15 м. У каждого отверстия, по его высоте, с внутренней части патрубка расположены лопатки. Лопатки повернуты по ходу вращения пылевоздушного потока на угол а, с возможностью его изменения в ходе эксперимента. Изменение угла поворота лопаток осуществлялось их отгибанием по шаблону, изменение высоты лопаток и расположенных возле них отверстий осуществлялось опусканием и подъемом направляющего устройства циклона относительно нижнего среза выходного патрубка. Опускание и подъем выполнялись через тяги винтовым устройством, закрепленным соосно корпусу циклона в его верхней части.

Аспирационнный трубопровод состоит из горизонтальных и наклонных участков патрубка диаметром Оу = 0,15 м. Элементы трубопровода имеют фланцевые соединения. Трубопровод снабжен вставками с резьбовыми отверстиями для подсоединения измерительных приборов. Расположение участков замеров и ввода пыли выполнены в соответствии с рекомендациями НИИОГаза.

Объемный дозатор пыли непрерывного действия был разработан и изготовлен для обеспечения необходимой концентрации пыли в воздушном потоке. Он позволяет с необходимой точностью задавать концентрации пыли во всасывающем трубопроводе в пределах от 3 до 120 г/м3.

С помощью лазерного гранулометра Мкк^гег 201 выполнен дисперсный анализ порошкообразных материалов, используемых при проведении испытаний, приведены основные их характеристики, обосновано их применение. Для экспериментов в качестве материалов использовалась пыль песка кварцевого ВС-050-1 ГОСТ 2251-77 Раменского ГОКа и сырьевая пыль ЗАО «Невьянский цементник».

Программой экспериментальных исследований предусматривалось определение влияния различных конструктивных и технологических факторов на эффективность работы циклона. Реализация этой программы дала возможность определить рациональные значения конструктивных параметров исследуемого аппарата. Для определения области значений исследуемых факторов был проведен ряд поисковых экспериментов. По результатам выявлено, что основными значимыми факторами являются: скорость воздуха в циклоне V, запыленность пылегазового потока и, высота И и угол наклона а направляющих лопаток.

В качестве функций отклика, характеризующих работу пылеулавливающего аппарата, были приняты степень очистки ->/ и гидравлическое сопротивление - Ар.

При определении рациональных значений конструктивных и технологических параметров работы циклона с направляющим устройством выходного патрубка был реализован один из методов математического планирования эксперимента: центральный композиционный ортогональный план полного факторного эксперимента ПФЭ ЦКОП 24. Уровни варьирования факторов определены по результатам поисковых экспериментов на следующих диапазонах значений: скорость воздуха в циклоне V = (2 - 4) м/с; концентрация пыли п = (3 - 47) г/ м ; высота лопаток А = (0,05 - 0,15) м; угол наклона лопаток а = (20 - 60) град.

В четвертой главе выполнен анализ результатов физических и вычислительных экспериментов по исследованию работы противоточного циклона ЦН-15-400 с направляющим устройством выходного патрубка.

Проведена проверка гипотезы о воспроизводимости экспериментальных опытов по критерию Кохрена. На основании соблюдения условия Ср < С опыты являются воспроизводимыми.

Полученные уравнения регрессии позволили оценить влияние рассматриваемых факторов: а(Х1) - угла наклона направляющих лопаток, град; И(Х2) - высоты выходного щели, м; п(ХЗ) - концентрации частиц в воздушном потоке, г/м ; у(Х4) - скорости потока в циклоне, м/с, на эффективность пылеулавливания -%, и гидравлическое сопротивление циклона - Ар(¥2), Па.

Выполнена проверка адекватности полученных уравнений регрессии по критерию Фишера. Условие < Г выполняется для всех полученных зависимостей, что свидетельствует об адекватности полученных уравнений.

Полученные значения критериев Кохрена и Фишера позволяют нам воспользоваться полученными уравнениями для описания процессов, протекающих в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

Уравнение регрессии, описывающее изменение эффективности пылеулавливания в кодированной форме имеет следующий вид:

У/ = 83,119+3,204-Х,+0,882-Х2,- 3,27-Х2+0,867-Х22+1,445-Х3+1,06-Х23+ 4,887-Х4+1,059-Х24+0,926Х,-Х2-1,1-Х,-Хз+0,864-Х2Х4. (14)

В натуральном виде выражение для определения эффективности пылеулавливания представлено уравнением:

п = 139,934-0,142-«+0,09-а2- 0,443-11 -0,312-и - 20,746-И- 4,212-Уг -0,01-/1-л-0,0885-а-у --0,0691 •Й-У-0,0748-/ГУ. (15)

Уравнения регрессии, описывающие изменения гидравлического сопротивления в зависимости от значений варьируемых параметров имеют вид:

в кодированной форме: 12=1469,784-52,94-Х,+24,09-Х,2-77,5-Х2+39,088-Х22+14,09-Х32+472,302-Х4+129,61-Х42-15,593-Х,-Х4-18,093-Х2-Х4-16,843-Хз-Х4.. (16)

в натуральном выражении:

Ар =3582,63-10,93-о+0,24-а2-10,92-А+0,16-/г2+3,33-и+0,12-л2-1804,73-у+ 515,75-У2 -3,12-а-г -1,45-Й-у-3,06-Л-У. (17)

С помощью уравнений регрессии исследовано влияние конструктивно-технологических параметров на эффективность пылеулавливания и гидравлическое сопротивление аппарата, приведены соответствующие графики.

В работе приведены графические зависимости, построенные на основе уравнений регрессии, характеризующие эффективность пылеулавливания и гидравлического сопротивления.

В ходе расчетов установлено, что минимальное значение функции гидравлического сопротивления составляет Др = 843,84 Па, и достигается при следующих значениях варьируемых факторов: угол наклона направляющих лопаток а = 54,24°, высота входной щели Л = 0,135 м, концентрация пыли в воздушном потоке п = 14 г/м3, скорость воздушного потока в циклоне V = 2,29 м/с.

При анализе уравнения регрессии, характеризующего эффективность пылеулавливания, установлено, что ее максимальное значение составляет г] = 96,76%. Этот уровень достигается при следующих показателях: угол наклона направляющих лопаток а = 25,86°, высота входной щели А = 0,064 м, концентрация пыли в

пылегазовом потоке и = 40,55 г/м3, фиктивная скорость пылегазового потока в плане циклона v = 3,71 м/с.

Исследована зависимость Др и г| от скорости в плане циклона ЦН-15-400 с НУВП при найденных рациональных параметрах остальных конструктивно-технологических параметров, позволяющая оптимизировать скорость пылегазового потока в зависимости от требуемых значений гидравлического сопротивления и эффективности пылеулавливания.

Экспериментально подтверждена адекватность полученных математических описаний и теоретических соотношений для определения эффективности пылеулавливания и гидравлического сопротивления циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока. Максимальные отклонения расчетных значений от экспериментальных данных для п составляют 10,5%, для Др - 12,5%.

На основе полученных теоретических соотношений и полученных уравнений регрессии выполнена оптимизация процесса пылеулавливания в циклоне ЦН-15-400 с НУВП. В качестве рациональных значений его конструктивно-технологических параметров, исходя из максимальных значений rç и минимальных Др установлены: а = 36', h = 103,4 мм, п = 6г/м\ v = 2,8 м/с, обеспечивающие Др = 1134,24 Па и il = 89,76%.

Установлено, что оснащение циклона ЦН-15-400 направляющим устройством выходного патрубка, по сравненению со стандартным конструктивным исполнением выходного патрубка, обеспечивает увеличение эффективности пылеулавливания на 7,2% при одинаковых значениях Др или снижение Др на 10,3% при одинаковых значениях г|=84,4%, что позволяет снизить мощность, потребляемую электродвигателем аспирационного вентилятора на 6,2%.

В пятой главе приведена инженерная методика расчета основных конструктивно-технологических параметров циклона с направляющим устройством выходного патрубка на примере циклона ЦН-15-2350 системы очистки аспирационного потока сырьевой мельницы типоразмером D х L - 4,2 х Юм ЗАО «Невьянский цементник».

Приведены результаты промышленных испытаний группы циклонов ЦН-15-2350. При эксплуатации аспирационной системы с группой циклонов ЦН-15-2350 без направляющих устройств выходных патрубков при скорости аспирационного потока 27 м/с гидравлическое сопротивление составило 1112 Па, эффективность пылеулавливания - 69,1%, часовая потребляемая мощность электродвигателя аспирационного дымососа ДЦ25х2 составила 1185 кВт.

Описаны результаты промышленного внедрения и испытаний разработанного направляющего устройства на группе циклонов ЦН-15-2350 ЗАО «Невьянский цементник» при следующих параметрах: количество направляющих лопаток N - 6; угол наклона направляющих лопаток а = 34"; высота входной щели выходного патрубка h = 0,56 м; высота направляющего устройства Я = 0,8 м; диаметр направляющего устройства d = 1,3 м.

В результате, при V = 27 м/с, гидравлическое сопротивление составило Ар = 1138Па, при росте эффективности пылеулавливания модернизированного циклона - на 9%, зафиксированной на уровне rj = 75,3%.

По результатам промышленных испытаний циклона с направляющим устройством выходного патрубка при различных аспирационных режимах принято решение о снижении скорости аспирационного потока с 27 до 25 м/с, что соответствует технологическому регламенту предприятия. Это позволило снизить

уровень гидравлического сопротивления на 10,3% с 1112 до 998 Па, а эффективность пылеулавливания составила 73,7%.

Проведенные мероприятия по установке направляющих устройств выхлопных патрубков группы циклонов аспирационной системы сырьевой мельницы №1 позволили снизить часовую потребляемую мощность электродвигателя аспирационного дымососа на 7,4% с 1185 до 1097 кВт.

Выполнена оценка предполагаемой экономической эффективности от применения направляющего устройства выходного патрубка группы циклонов ЦН-15-2350 цеха подготовки сырья ЗАО «Невьянский цементник». Предполагаемый годовой экономический эффект от реализации разработки составил 472,81 тыс.руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. В ходе анализа направлений развития современной техники и технологии пылеулавливания в промышленности строительных материалов показана актуальность исследования сухого центробежного пылеулавливания в целях совершенствования протекающих процессов и повышения эффективности работы аппаратов.

2. Разработана патентно-защищенная конструкция циклона с направляющим устройством выходного патрубка циклона, обеспечивающего дополнительную закрутку пылегазового потока, что позволяет повысить эффективность пылеулавливания до 10% при том же уровне гидравлического сопротивления.

3. Разработано математическое описание поля скоростей газа в рабочем объеме циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока. Показано, что дополнительная закрутка пылегазового потока на входе в выхлопную трубу приводит к интенсификации вращения газа во всех частях аппарата и изменению характера его осевого движения.

4. Разработано математическое описание процесса центробежного осаждения частиц в противоточном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока. Получена новая зависимость для размера частиц, улавливаемых с эффективностью 50% и новые соотношения для фракционной и общей эффективности циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока, учитывающие его основные конструктивно-технологические параметры.

5. Получено математическое выражение для определения коэффициента гидравлического сопротивления циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока, с помощью которого показана его более высокая, по сравнению с некоторыми коническими циклонами НИИОГаз, энерготехнологическая эффективность.

6. Исследован процесс пылеулавливания в циклоне ЦН-15-400 с направляющим устройством выходного патрубка с применением методов математического планирования эксперимента. Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс пылеулавливания в разработанном циклоне, выполнена их оптимизация. Установлено, что рациональные значения эффективности пылеулавливания п = 89,76%.и гидравлического сопротивления Др = 1134,24 Па достигаются при следующих параметрах: а = 36', И = 103,4 мм, п = 6 г/м3, V = 2,8 м/с.

7. Экспериментально установлено, что оснащение циклона ЦН-15-400 направляющим устройством разработанной конструкции позволяет увеличить эффективность пылеулавливания на 7,2%, при равных значениях гидравлического сопротивления по сравнению со стандартным исполнением циклона ЦН-15-40Э и следующих технологических параметрах: V = 3 м/с, и = 25 г/м3.

8. Разработана инженерная методика расчета циклона с направляющим устройством выходного патрубка.

На ЗАО «Невьянский цементник» в соответствии с разработанными рекомендациями осуществлено промышленное применение направляющего устройства на циклонах ЦН-15-2350 системы аспирации сырьевой мельницы №1. В результате промышленных испытаний при V= 27 м/с, гидравлическое сопротивление составило Др = 1138Па, при росте эффективности пылеулавливания модернизированного циклона на 9%. При V = 25 м/с, соответствующей регламенту предприятия, модернизация группы циклонов обеспечила снижение мощности, потребляемой электродвигателем аспирационного вентилятора, на 7,4%.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

а) в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Чалов В.А. Теоретическое обоснование конструктивного совершенствования центробежного пылеуловителя / В.А. Чалов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2011. - № 4. - С. 68-70.

2. Чалов В.А. Моделирование процесса центробежного осаждения частиц и прогнозирование эффективности пылеуловителя / В.А. Чалов, Л.А. Кущев, В.Г. Шаптала // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. -2011. - № 2. - С. 34-38.

б) в других изданиях:

3. Чалое В. А. Разработка принципиально нового инерционно-центробежного пылеуловителя / В.А. Чалов, H.H. Спасов // Материалы Всероссийской молодёжной выставки-конкурса прикладных исследований, изобретений и инноваций под эгидой Федерального агентства по науке и инновациям, СГУ им. Н.Г. Чернышевского.

Саратов, 2009-С. 173.

4. Чанов ВА. Актуальные проблемы развития центробежных обеспыливающих аппаратов и пути их решения в промышленности строительных материалов. /В.А. Чалов // сборник докладов Между народа ой научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (XIX научные чтения), Белгород, 2010. -4.3.-С. 279-283.

5. Чалое В. А. Актуальные проблемы развития экотехники и пути их решения в промышленности / В.А. Чалов II 1-ая заочная Международная научно-практическая конференция РАН. Чебоксары, 2010. - С. 112.

6. Чалое В. А. Совершенствование циклонных аппаратов в промышленности строительных материалов / В.А. Чалов // Межвузовский сборник статей «Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов». Белгород, 2011. - вып. Х- С. 342-348.

7. Чалое В.А. Повышение эффективности использования аппаратов сухого центробежного пылеулавливания. / В.А. Чалов, Л.А. Кущев // Сборник докладов X Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Механики XXI веку». Братск, 2011. - С. 27-30.

8. Чалое В. А. Экспериментальные исследования циклона с направляющим устройством выходного патрубка /В.А. Чалов// межвузовский сборник статей «Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов». Белгород, 2012,- вып. XI - С. 502-504.

9. Чалое В.А. Противоточный циклон с направляющим устройством выхлопного патрубка. /В.А. Чалов// Материалы VI Международной научно-

практической конференции «Перспективы развития строительного комплекса». Астрахань, 2012. -Т.1. -С. 66-68.

10. Чалов В. А. Изменение степени очистки и гидравлического сопротивления противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка /В .А. Чалов// межвузовский сборник статей «Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов». Бечгород 2012. - вып. XI - С. 497-501.

11. Чалов В.А. Циклон / В.А. Чалов, Л.А. Кущев, В.Г. Шаптала // Патент РФ на полезную модель №¡106147. РФ, МПК В04С 5/12. Опубл. 10.07.2011. - 5с.

Условные обозначения

Л. ЛФ'_ общая и фракционная эффективность пылеулавливания, %; Ар — гидравлическое сопротивление, Па; г/, <&.> — диаметр частицы, средний, медианный, мкм;

¿¡о - размер частиц улавливаемых на 50%, мкм;

Ск - поправка Кэнингема-Милликена; К - скорость коагуляции, 1/(м3-с); п - концентрация частиц, 1/м3; V, и — скорость воздушного потока, пыли, м/с;

V— скорость потока в аспирационном трубопроводе, м/с;

- составляющие скорости газа; со -угловая скорость воздушного потока, с"1;

сила инерции, вязкости, сопротивления среды, тяжести, Н; п„. пеых - массовая концентрация частиц пыли, г/м3;

X — коэффициент сопротивления трения; 5¥ — толщина вязкого слоя, м; р, - плотность воздуха, газа, кг/м3;

И - коэффициент динамической вязкости, Н-с/м2; т - масса частицы пыли, кг;

ускорение свободного падения, м/с2; у - коэффициент диффузии, м2/с; Т,1 — абсолютная температура; К, температура, °С;

£) - объёмный расход воздуха, м3/с;

Р: Ро, Рем — давление, парциальное, Па;

т — время релаксации, с;

И — высота выходной щели, м;

а — угол наклона направляющих

лопаток, град;

г - радиус циклона, м;

X? - диаметр циклона, м;

Мд, — дополнительный секундный

момент импульса;

4 - коэффициент гидравлического

сопротивления циклона;

ст, - среднее квадратичное отклонение

распределения частиц по размерам;

50,5 — медианный размер частиц, мкм;

Яе - число Рейнольдса.

Подписано в печать 21.11.12 Формат 60x84/16 Усл.печ.л. 1,4_Тираж 100 Заказ №323

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Основные направления и перспективы снижения пылевыбросов предприятиями строительной индустрии.

1.2 Тенденции развития современной техники и технологии очистки газов от пыли.

1.2.1 Гравитационное осаждение.

1.2.2 Инерционное осаждение.

1.2.2.1 Жалюзийные пылеуловители.

1.2.2.2 Одиночные возвратнопоточные циклоны.

1.2.2.3 Прямоточные циклоны.

1.2.2.4 Ротационные аппараты.

1.2.3 Электростатическое осаждение пыли.

1.2.4 Мокрое пылеулавливание.

1.2.5 Фильтрация через пористые материалы.

1.2.6 Использование сочетаний различных механизмов разделения в комбинированных аппаратах.

1.3 Анализ теорий центробежного осаждения пыли.

1.4 Направления совершенствования конструкций циклонных аппаратов и процессов.

1.4.1 Разработка устройства дополнительной закрутки пылегазового потока.

1.5 Выводы.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ЦИКЛОНА С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЗАКРУТКОЙ ПЫЛЕГАЗОВОГО ПОТОКА.

2.1 Обоснование конструкции разработанного циклона.

2.2. Математическое описание процесса течения газа в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

2.2.1. Численное описание турбулентного вихревого потока газа в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

2.2.2. Основные положения математического описания поля скоростей газа в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

2.2.3. Моделирование распределения скоростей закрученного потока газа в различных частях циклона.

2.3. Математическое описание процесса центробежного осаждения частиц и прогнозирование эффективности циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока.

2.4 Расчет гидравлического сопротивления циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока и оценка его энергетической эффективности.

2.5. Определение области варьирования исследуемых факторов.

2.6. Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ И ПРИБОРОВ.

3.1. Описание экспериментальной установки и средств контроля.

3.2. План и программа экспериментальных исследований.

3.2.1. Определение количества повторных опытов.

3.2.2 Воспроизводимость экспериментальных данных.

3.2.3 Проверка адекватности уравнений регрессии и оценка значимости его коэффициентов.

3.3. Методики проведения экспериментальных исследований.

3.4. Характеристика используемых материалов.

3.5. Выводы.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Анализ результатов многофакторного эксперимента.

4.2. Сравнение результатов математического моделирования описания процесса пылеулавливания с результатами физического эксперимента.

4.3. Определение рациональных конструктивно-технологических параметров циклона с направляющим устройством выходного патрубка

4.4. Выводы.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ И ПРОМЫШЛЕННОЕ

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1. Инженерная методика расчета циклона с направляющим устройством выходного патрубка.

5.2 Внедрение результатов экспериментальных и теоретических исследований в производство.

5.3. Выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

Производство строительных материалов (ПСМ) представляет собой сложные технологические процессы, связанные с переработкой сырья в разные состояния и с различными физико-механическими свойствами, а также с использованием разнообразной степени сложности технологического оборудования и вспомогательных механизмов. Во многих случаях эти процессы сопровождаются выделением больших количеств полидисперсной пыли, вредных газов и других загрязнений.

Производство цемента, извести, доломита, и других строительных материалов сопровождается на отдельных участках особо обильным пылевыделением, превышающим ПДК в 5-10. Предприятиями отрасли ежегодно выбрасывается в атмосферный воздух более 4 млн. т вредных веществ, в том числе около 2,4 млн. т или 58% твердой неорганической пыли. Сверхнормативный ее выброс составляет 1,41 млн. т, а превышение норматива по газообразным вредным веществам - 722 тыс. т [1]. Пыль производственной техносферы - причина разнообразных заболеваний персонала, износа технологического оборудования и вспомогательных механизмов, снижения качества продукции и рентабельности производства.

Перспективы роста потребления продукции предприятий ПСМ, обозначенные в «Стратегии развития ПСМ до 2020 года» утвержденной Министерством регионального развития РФ, предполагают существенное увеличение количества вводимых новых мощностей, соответственно и производимой продукции. Так рост потребления цемента прогнозируется более чем в 2 раза от уровня 2010 г. Согласно стратегии потребление цемента в РФ должно составить 97,8 млн. тн., что означает необходимость ввода дополнительных производственных мощностей на 36,1 млн. тн.[2]

Однако при этом указывается, что одним из условий развития ПСМ является повышение технологического и технического уровня производства. В частности одним из пунктов отмечается доведение уровня энергозатрат до европейского: топлива - до 120 кг у т /т клинкера; электроэнергии - до 103 квт.ч./т. цемента. Что предполагает модернизацию существующих, также ввод новых мощностей для создания конкурентоспособных экологически безопасных производств.

Мировой уровень пылевых выбросов цементной промышленности можно принять равным в среднем 0,1% массы выпуска цемента.[3]

Динамика снижения пылеуноса значительна - следуя за ужесточением экологических норм, предприятия ПСМ вводят в эксплуатацию более совершенные электрофильтры. Безвозвратный пылеунос из печей и мельниц составляет соответственно 1 и 0,5% продукции [4]. Технически осуществимы и за рубежом достигнуты прозрачные выбросы [5], соответствующие пылеуносу примерно 0,1%, а в природоохранных зонах - ещё на порядок ниже.

Однако, проблемы создания безотходной технологии и внедрения новейших пылеулавливающих комплексов на действующих предприятиях производства строительных материалов пока не решены. Предлагаемые решения, как правило, требуют увеличения энерго-и ресурсозатрат на пылегазоочистку. Поэтому особое значение приобретают разработка и анализ научных основ энергосберегающего сухого пылеулавливания.

Цель работы: Разработка противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка, обеспечивающего повышение эффективности его работы и методики расчета его основных конструктивно-технологических параметров

Задачи исследования:

1. Разработать конструкцию циклона с направляющим устройством выходного патрубка, защищенную патентом РФ, обеспечивающую повышение его энерготехнологической эффективности.

2. Разработать математическое описание процесса центробежного осаждения частиц пыли в противоточном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

3. Установить теоретические зависимости для определения степени очистки и коэффициента гидравлического сопротивления противоточного циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока.

4. Исследовать влияние основных факторов на эффективность пылеулавливания и гидравлическое сопротивление циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока. Подтвердить адекватность математического описания процесса пылеочистки в циклоне с направляющим устройством выходного патрубка и эффективность его применения.

5. Разработать инженерную методику расчета конструктивно-технологических параметров противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка.

6. Разработать рекомендации и осуществить промышленное применение результатов работы.

Научная новизна'.

1. Установлено, что дополнительная закрутка пылегазового потока на входе в выходной патрубок приводит к интенсификации вращения газа во всех частях аппарата и изменению характера его осевого движения.

2. Разработано математическое описание центробежного осаждения частиц в противоточном циклоне. Получена новая зависимость для размера частиц, улавливаемых с эффективностью 50%, и уточнены соотношения для фракционной и общей эффективности циклона, учитывающие его основные конструктивно-технологические параметры.

3. Получено выражение для определения коэффициента гидравлического сопротивления циклона, с помощью которого показана его более высокая по сравнению с некоторыми циклонами НИИОГаз энерготехнологическая эффективность.

4. Получены математические выражения в виде уравнений регрессии для расчета эффективности пылеулавливания и гидравлического сопротивления в циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

Практическая ценность работы:

Разработана конструкция противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка, обеспечивающая повышение эффективности пылеулавливания до 10%. Разработана инженерная методика расчета основных конструктивно-технологических параметров противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка и рекомендации для его промышленного применения.

Автор защищает:

1. Математическое описание процесса пылеулавливания в противоточном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

2. Уравнения для определения эффективности пылеулавливания и гидравлического сопротивления противоточного циклона, с учетом влияния дополнительной закрутки пылегазового потока.

3. Математические выражения в виде уравнений регрессии для определения рациональных конструктивно-технологических параметров направляющего устройства.

4. Конструкцию направляющего устройства, защищенную патентом РФ, обеспечивающую повышение эффективности работы циклона.

5. Результаты экспериментальных исследований по определению эффективности пылеулавливания и гидравлического сопротивления в противоточном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока.

6. Инженерную методику расчета противоточного циклона с направляющим устройством выходного патрубка.

Реализация работы:

Конструкция направляющего устройства выходного патрубка успешно внедрена и испытана в сырьевом цехе ЗАО «Невьянский цементник» на группе циклонов ЦН-15-2350 системы очистки отходящих аспирационных потоков сырьевой мельницы 04,2x10 м с воздушно-проходным сепаратором 05,5 м. Проведенные сравнительные испытания показали рост эффективности пылеулавливания на 9,5%.

Апробация работы:

Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы обсуждались и получили одобрение на: VI Международной научно-практической конференции «Перспективы развития строительного комплекса», г. Астрахань, 2012 г.; X Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Механики XXI веку», г. Братск, 2011 г; Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (XIX научные чтения), г. Белгород, 2010 г.; Международной научно-практической конференции РАН «Актуальные проблемы развития экотехники и пути их решения в промышленности», г. Чебоксары, 2010 г.; Всероссийской молодёжной выставке-конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций под эгидой федерального агентства по науке и инновациям, г. Саратов, 2009 г.; Международной научно-практической конференции «Научные исследования, автоматика и динамика машин, инновационные и средозащитные технологии в техносфере», Курск 2007 г.

Публикации:

Основные положения диссертационной работы изложены в 10 печатных изданиях, в том числе 2 работы опубликованы в рецензированном журнале рекомендованном ВАК РФ. Получен патент РФ на полезную модель.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. В ходе анализа направлений развития современной техники и технологии пылеулавливания в промышленности строительных материалов показана актуальность исследования сухого центробежного пылеулавливания в целях совершенствования протекающих процессов и повышения эффективности работы аппаратов.

2. Разработана патентно-защищенная конструкция циклона с направляющим устройством выходного патрубка циклона, обеспечивающего дополнительную закрутку пылегазового потока, что позволяет повысить эффективность пылеулавливания до 10% при том же уровне гидравлического сопротивления.

3. Разработано математическое описание поля скоростей газа в рабочем объеме циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока. Показано, что дополнительная закрутка пылегазового потока на входе в выходную трубу приводит к интенсификации вращения газа во всех частях аппарата и изменению характера его осевого движения.

4. Разработано математическое описание процесса центробежного осаждения частиц в противоточном циклоне с дополнительной закруткой пылегазового потока. Получена новая зависимость для размера частиц, улавливаемых с эффективностью 50% и уточнены соотношения для фракционной и общей эффективности циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока, учитывающие его основные конструктивно-технологические параметры.

5. Получено математическое выражение для определения коэффициента гидравлического сопротивления циклона с дополнительной закруткой пылегазового потока, с помощью которого показана его более высокая, по сравнению с некоторыми циклонами НИИОГаз, энерготехнологическая эффективность.

6. Исследован процесс пылеулавливания в циклоне ЦН-15-400 с направляющим устройством выходного патрубка с применением методов математического планирования эксперимента. Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс пылеулавливания в разработанном циклоне, выполнена их оптимизация. Установлено, что рациональные значения эффективности пылеулавливания т| = 89,76%.и гидравлического сопротивления Др = 1134,24 Па достигаются при следующих параметрах: а=36°, Ь=103,4 мм, п=6г/м3, V = 2,8 м/с

7. Экспериментально установлено, что оснащение циклона ЦН-15-400 направляющим устройством разработанной конструкции позволяет увеличить эффективность пылеулавливания на 7,2%, при равных значениях гидравлического сопротивления по сравнению со стандартным исполнением циклона ЦН-15-400 и следующих технологических параметрах: у=3 м/с, п=25 г/м3.

8. Разработана инженерная методика расчета циклона с направляющим устройством выходного патрубка.

На ЗАО «Невьянский цементник» в соответствии с разработанными рекомендациями осуществлено промышленное применение направляющего устройства на циклонах ЦН-15-2350 системы аспирации сырьевой мельницы №1. В результате промышленных испытаний при У=27 м/с, гидравлическое сопротивление составило Др=1138Па, при росте эффективности пылеулавливания модернизированного циклона на 9%. При У=25 м/с, соответствующей регламенту предприятия, модернизация группы циклонов обеспечила снижение мощности, потребляемой электродвигателем аспирационного вентилятора, на 7,4%.

1. Красовицкий Ю. В. Новый подход к проблеме энергосберегающего сухого пылеулавливания при производстве строительных материалов / Ю. В. Красовицкий, В. В.Батищев, В. Г. Иванова // Строительные материалы. № 4. - 2004,- С. 2.

2. Цементная промышленность и экология / Б. Э. Юдович и др. // Цемент и его применение. 1998.- № 3. - С.11- 19.

3. Чалов В.А. Противоточный циклон с направляющим устройством выхлопного патрубка. /В. А. Чалов/ материалы VI Международной научно-практической конференции «Перспективы развития строительного комплекса», г. Астрахань. 2012 г. - Т1. — С. 66 — 68.

4. W.II.Duda. Cement-Data-Book. International Verfahrenstechniken der Zementindustrie. 2 Aufl., Bauverlag, Wiesbaden Berlin, 1977, H. 25

5. Оспишев С. H. Очистка воздуха в системах общеобменной вентиляции / С. Н. Оспищев // Экономика, экологияи общество России в 21-м столетии : материалы 3-й междунар. науч.-практ. конференции / СПбГТУ. СПб .: 2001. - С.1018 - 1020.

6. Лившиц М. Н. Электронно-ионная очистка воздуха от пыли в промышленности строительных материалов / М. Н. Лившиц.- М.: Стройиздат, 1968. С. 7 - 38.

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

8. Федоров Б. С. Экотехиика. Экологический консорциум "РОСГАЗООЧИСТКА" Электронный ресурс. / Б. С. Федоров [и др.] .Режим доступа: http://kondore.newmail.ru/Kniga .- (Дата обращения : 20.05.2002).

9. ГОСТ 25199-82. Оборудование пылеулавливающее. Термины и определения.- Введ. 1982 01- 07. - М. : Изд-во стандартов, 1982. - 12 с.

10. Старк С. Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве / С. Б. Старк. М.: Металлургия, 1990.- 400 с.

11. Пермяков П. А. О проблемах энергоресурсосбережения / П. А. Пермяков, А. С. Баранников // Строит, материалы, оборудование, технологии XXI века. 2000. - №7.

12. Вальдберг А. Ю. Современные тенденции развития теории и практики пылеулавливания / А. Ю. Вальдберг // Хим. и нефтегазовое машиностроение.- 2007. №. 7. - С. 48 - 50.

13. Белов C.B. Охрана окружающей среды / С. В. Белов, Ф. А. Барбинов. М.: Высш. шк., 1991 - 319 с.

14. Швыдкий B.C., Ладыгичев М.Г. Очистка газов, 2002, И. Теплоэнергетик, С. 131 -133

15. А.Г.Ветошкин Процессы и аппарты пылеочистки, Пенза, 2005г.

16. Ашнер А. М. Получение и измерение импульсных высоких напряжений / А. М. Ашнер ; пер. с нем. М.: Энергия, 1973. - ?

17. Тимонин А. С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования : справочник в 3 т. / А. С. Тимонин. -2-е изд. перераб и доп. Калуга: Изд-во П. Бочкаревой, 2002. -Т. 2. - 1025 с.

18. Очистка промышленных газов от пыли / В. П. Ужов и др..- М.: Химия, 1981.-392 с.

19. Василевский М. В. Устойчивость газоочистки в циклонном пылеуловителе / М. В. Василевский, Е. Г. Зыков, В. С. Логинов // Изв. РАН, Энергетика. 2005. - № 5. - С. 113-124.

20. Василевский М. В. Обеспыливание газов инерционными аппаратами : монография / М.В. Василевский. Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 258 с.

21. Юшин В. В. Техника и технология защиты воздушной среды / В. В.Юшин и др.. М. : Высш. шк., 2005. - 391 е.: ил.

22. Чекалов JI. В. Особенности режима работы электрофильтра и агрегата его питания /Л. В. Чекалов, М. М. Соколов //Электрические станции.-1986. №7.

23. Гордон Г.М., Каплан В.Г., Лук В.И. Фильтрация через пористые материалы // Промышленная и санитарная очистка газов. 1981 .-№ 4.- С. 4 -5

24. Анжеуров Н. М. Анализ современного состояния теории процесса фильтрации аэрозолей / PI. М. Анжеуров, А. Ю. Вальдберг, Ю. А. Красовицкий // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды.-2000. № 5.

25. Чекалов Л. В. Экотехника. Защита атмосферного воздуха от выбросов пыли, аэрозолей и туманов / Л. В. Чекалов. Ярославль : Русь, 2004. - 424 с.

26. Болдырев A.C. Технический прогресс в промышленности строительных материалов / А. С. Болдырев, В. И. Добужинский, Я. А. Рекитар. М.: Стройиздат, 1980.-400 с.

27. Пылеулавливающее оборудование FLSmidth Электронный ресурс. / Официальный сайт компании FLSmidth.- Режим доступа : http://ww\v.flsmidth.com/en-US/Products/Cement/Ra\v+Meal+Production/Air+ Pollution + Control/Hybrid+Filter/Hybrid+Filter+1.

28. Юдашкин M. Я. Очистка газов в металлургии / М. Я. Юдашкин. -М.: Металлургия, 1976. 384 с.

29. Ишошкин Н.В. Испытание опытной установки "Циклон НИИОГАЗ и электрофильтр" для очистки газов после сушилки от пыли криолита /II. В. Ишошкин // Сб. тр. УНИХИМа. Свердловск, 1971,- Вып. 20,- С. 14-21.

30. Жебровский С.П. Электрофильтры / С. П. Жебровский. М.: ГЭИ, 1950, - 256 с.

31. Bruederle Е., Scheidel С., Werner Н. Blast Furnace and Yteel Plantreprint). Oct. (1960).

32. Spraull Wayne Т. Emissions control R and D for coalfired power-plants//J. Air Pol. Contr. Assoc.- 1978.- Vol.28, N3.-P.221 -223.

33. Scholes Addison В., Semans Bruce F. Electrostatic scrubber-preoipitator /Ball-Согр./. патент США, кл.423-240, (В 01 Д 53/34), №3919391. заявл. 9.10.73, №404450 опубл. 11.11.75.

34. Kearns N.T., Harmon D.L. Symposinm on the Transfer and Utilisation of Particulate Control Technology, 1979.

35. Руденко К. Г. Обеспыливание и пылеулавливание при обработке полезных ископаемых / К. Г.Руденко, А. В. Калмыков . М.: Недра, 1987. - 264 с.

36. Link Ililarius. Elektrostatischer Entstauber. -Патент ФРГ, кл. 12 е 5 (В 01Д), №1274561, опубл. 3.04.1969.

37. Шарапов P.P. Зернистые фильтры со стационарным фильтрующим слоем: монография / P.P. Шарапов, В.А. Уваров, С.Ю. Кабанов. -Белгород: Изд. БГТУ, 2011. 120 с. .

38. А. с. 736434 СССР, МКИ ВОЗ С 3/14 Электропылеуловитель / В. А. Минко, Л. А. Кущев; опубл. 29.01.1980 г. ?

39. Кущев J1.A. Интенсификация работы аппаратов мокрой очистки / JI. А. Кущев и др. // Изв. вузов. Цв. металлургия. 2002.- №3.- С. 73 -75.

40. Кущев Л.А.Математическая модель процесса каплеулавливания в мокром инерционном электростатическом фильтре / Л. А. Кущев и др. // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2002,- № 4,- С. 64 - 67.

41. Смухнин П. Н. Центробежные пылеотделители циклоны / П. Н. Смухтин, П. А. Коузов. - М,- Л.: ОНТИ, 1935 - 119 с.

42. Коузов П.А. Очистка воздуха от пыли в циклонах / П. А. Коузов. -Л.: ЛИОТ, 1938. 180 с.

43. Rosin Р., Rammler Е., Intelman W. Grundlagen und Grenzen der Zyklonentstaubung. // V.D.J., Zeitschrift.- 1932. Vol.76, №.18. - P.433 - 437.

44. Rietema K. The mechanism of the separation of freely dispersed solids in gases in cyclones in industry. Ed. by K. Rietema K.A. Verver C.G., Elsevier, Amsterdam, 1961, VII, 151 p.

45. Бутаков C.E. Аэродинамика систем промышленной вентиляции / С. Е. Бутаков. М.: Профиздат, 1949. - 270 с.

46. Muhlrad W. Etude des appareils cyclonaires. Gienie Civil., 1947, 15 avrill.

47. Davies C. Separation of airborne dust and particles. // Proc. Inst. Mech. Engrs.- 1952. Vol.1, N 5. - P.185.

48. Feifel E. Zyklonentstaubung der Zyklon als Wirbel-senke. Forsch. Ing. Wes, 1938, Bd.9, 68.

49. Stairmand C. J., Kelsey R. N. Chemistry and industry, p. 1324, (1955).

50. Ter Linden A. I. Investigations into Cyclone Dust Collectors. // The Inst, of Mechanical Eng. 1949.-Vol.160, N2. - P.233 - 251.

51. Bart W. Berechnung und Auslegung von Zyklonabschei-dern auf Grund neuerer Untersuchungen // Brennstoff-Warmekraft. 1956. - N8.- P.l - 9.

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

53. Кузнецов М.Д. Метод расчёта основных параметров циклонов для очистки газов от пыли / М. Д. Кузнецов // Тр. Донецк, индустр. ин-та.-1960. Т. 38, вып. 5.- С. 75 - 84.

54. Muschelknautz Е. Die Berechnung von Zyklonabscheidern fur Case. // Chem. Ing.-Techn. 1972, Vol.44, N 2,- P.63 - 81.

55. Gloger I. Eimatgebiete sowie Xnnliohkeitsbedingung-en und

56. Modellgesetze fur den Zyklonabscheider. // Energietechnik. 1973. - Vol.23, N2.- P.66 - 71.

57. Ведерников В.Б. Зависимость эффективности пылеулавливания циклонов от скорости газа / В. Б. Ведерников // Журн.ПХ.- 1995.- Т 68, вып. 5.- С. 863-865.

58. Карпов C.B. Оптимизация геометрических характеристик циклонных сепараторов / С. В.Карпов, Э. Н. Сабуров // ТОХТ.- 1998. -Т. 32, № 1.-С. 11-16.

59. Вальдберг А. Ю. К расчету эффективности циклонных пылеуловителей /А. Ю. Вальдберг, Н. С. Кирсанова // ТОХТ. 1989.- Т. 23, №4.- С. 555.

60. Лапшин А.Б. Технология обеспыливания в производстве цемента / А. Б. Лапшин. Новороссийск.: Стромэкология; Концерн «Цемент». - М., 1996,- 149 е.: ил.

61. Launder В.Е., Spalding D.B. Mathematical models of turbulence // London: Academic press, 6-th ed., 1972.

62. Громека И.С. Собрание трудов. -M.: Изд-во АН СССР, 1952,- с. 76-140.

63. Милович А. Основы динамики жидкости / А. Милович. М.: Энергоиздат, 1963.- 157с.

64. Васильев О.Ф. Основы механики вихревых и циркуляционных потоков / О. В.Васильев. М.: Госэнергоиздат, 1958. - 144 с.

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

66. Марчук Г. И. Методы вычислительной математики / Г. И. Марчук. -М.: Наука, 1989.-608 с.

67. Смирнов A.C. Приближенная модель поля скоростей газовой среды в циклоне / А. С. Смирнов // ТОХТ. 1991. - №. ?- С. 453-459.

68. Медников Е. П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей / Е. П. Медников. -М. : Наука, 1980. 186 с.

69. Падва В. Ю. Распределение концентрации аэрозоля в турбулентном потоке / В. Ю. Падва // Водоснабжение и санитарная техника. 1971.- № 8.-С. 25-28.

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

71. Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха в системах вентиляции и кондиционирования на основе инерции аэрозолей : автореф. дис. д ра. техн. наук : 05.00.00 / А. И. Пирумов. - М., 1975 - 30 с.

72. Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха / А. И. Пирумов. М.: Стройиздат, 1974. - 207 с.

73. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха / А. И. Пирумов. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1981. - 296 с. - ( Охрана окружающей среды).

74. Литвинов А.Т. Эффективная очистка газа в аппаратах, для выделения частиц пыли из потока центробежной силой / А. Т. Литвинов // Журн.ПХ.- 1971.- № 6. С. 1221-1231.

75. Thompson В. W., Strauss W. The application of vortex theory to the design of cyclone collectors //Chem. Eng. Sci.-l 971 .-Vol. 26, N 1.-P.125 131.

76. Таушканов Г.П. К определению эффективности двухступенчатой инерционной системы очистки газов от полидисперсной системы / Г. П. Таушканов // Журн.ПХ. 1994,- Т. 67, вып. 8. - С. 1291-1296.

77. Страус В. Промышленная очистка газов / В. Страус. М.: Химия, 1981. - 616 с.

78. Буссрайд Р. Течение газа со взвешенными частицами / Р. Буссрайд. -М.: Мир, 1975.-373 с.

79. Двухфазные моно-и полидисперсные течения газа с частицами ; под ред. JI. Е. Стернина. -М.: Машиностроение, 1980. 172 с.

80. Степанов Г.Ю. Инерционные воздухоочистители / Г. 10. Степанов, И. М. Зицер . М.: Машиностроение, 1986. - 184 с.

81. Стернин JI.E. Многофазные течения газа с частицами / Л. Е. Стернин, А. А. Шрайбер . -М.: Машиностроение, 1994. 320с.

82. Волков Г. Н. Инерционное осаждение частиц из газодисперсного потока на криволинейную поверхность / Г. Н. Волков, В. Н. Емельянов // ИФЖ. Т.78, №2. - С. 93 - 98.

83. Шаптала В.Г. Математическое моделирование систем обеспыливания промышленных объектов с учетом явлений переноса в гетерогенных средах : дис. . д-ра техн. наук : 05.00.00 / В. Г. Шаптала .- Белгород, 2004. 356 с.

84. Зуев Ю.В. Математическая модель двухфазной турбулентной струи / Ю.В. Зуев, И. А. Лепешинский // Изв. АН СССР. МЖГ. 1981. -№ 6. - С. 69 -77.

85. Турбулентные течения газовзвеси / А. А. Шрайбер и др.. Киев: Наукова думка, 1973.-351с.

86. Зайчик Л. И. Расчет турбулентных газодисперсных течений в каналах с зонами рециркуляции / Л. И.Зайчик, М. В. Козелев, К. А. Першуков // Изв. АН СССР. МЖГ. 1994. - № 4,- С.65 - 75.

87. Зельдович Я.Б. Элементы математической физики / Я. Б. Зельдович, А. Д. Мышкис. М.: Наука, 1973. - 351 с.

88. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды / Г. И. Марчук. М.: Наука, 1982. - 320 с.

89. Богданов B.C. Процессы в производстве строительных материалов и изделий / В. С. Богданов, А. С. Ильин, И. А. Семикопенко. Белгород: Везелица, 2007. - 512 с.

90. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике / Л. И. Седов. -М.: Наука, 1981.- 448 с.

91. Сыркин С.Н. Теория моделирования траекторий твёрдых частиц в криволинейном потоке / С. 1-І. Сыркин. М.: Котлотурбинный институт, 1934.

92. Вальдберг А. Ю. Применение теории подобия при экспериментальных исследованиях и конструировании циклонных аппаратов / А. Ю. Вальдберг, М. М. Зайцев, В. Ю. Падва // Хим. и нефтехим. машиностроение.- 1968.- № 10.- С. 7- 8.

93. Гервасьев А. М. Пылеуловители СПОТ / А. М. Гервасьев. М.: Профиздат, 1954. - 95 с.

94. Таушканов Г.П. Применение теории подобия для определения коэффициента пропуска циклонов / Г. П. Таушканов // Хим. и нефтехим. машиностроение. 1979.- № 3.- С. 21-23.

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

96. Пеньков Н.В. К теории разделительных процессов /Н. В. Пеньков, В. Б. Ведерников //Сб. тр. УНИХИМа.- Свердловск, 1976.- Вып. 41.-С. 5-10.

97. Громека И.С.Собрание трудов-М.: ИздательствоАТІ СССР,1952.с.76-140.

98. Медников Е. П. Теория турбулентного переноса взвешенных частиц в проточных аэро-и-гидродисперсных системах / Е. П. Медников // ТОХТ. -1986. Т.20, №3 - С. 366 - 374.

99. Вальдберг А.Ю. Теоретические основы охраны атмосферного воздуха от загрязнения промышленными аэрозолями / А. Ю. Вальдберг, JI. М. Исянов, Ю. И.Яламов. СПб.: МП «НИИОГАЗ - фильтр», 1993. - 235 с.

100. Свешников A.A. Прикладные методы теории случайных функций / А. А. Свешников. М.: Наука, 1968. - 250 с.

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

102. Вальдберг А. Ю. Метод расчета эффективности механических пылеуловителей по энергозатратам / А. Ю. Вальдберг, Н. С. Кирсанова //

103. ТОХТ. 1992. - Т.26, № 1. - С. 145-146.

104. Расчёт цилиндрического циклона / В. Б. Ведерникови др. // Тр. УНИХИМа, Свердловск, 1976,- Вып. 41.- С. 14 -17.

105. Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха в системах вентиляции и кондиционирования на основе инерции аэрозолей : дис. . д ра. техн. наук : 05.00.00 / А. И. Пирумов. - М., 1975 - 300 с.

106. Тег Linden A. I. Investigations into Cyclone Dust Collectors . // The Inst, of Mechanical Eng.- 1949,- Vol.160, N2. P.233 -251.

107. Вальдберг A. IO. Практическая реализация вероятностно-энергетического метода расчета центробежных пылеуловителей / А. Ю. Вальдберг, Н. С. Кирсанова // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 1994. - № 9. - С.26 - 29.

108. Соколов Э.М. Обеспыливание промышленных газов / Э. М. Соколов и др..- Тула : "ГРИФ и К", 1997. 378 с.110. // Изв. Томского политехнического университета.- 2002.- Т.305, вып. 8.-С. 124-132.

109. Weber Н.Е. Some Theoretical and Experimental Aspects of Head Loss and Separation Efficiency in Cyclone Dust Separation, ScD theirs, Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 1953

110. A. c. 1106756 СССР Затвор для непрерывной выгрузки сыпучих материалов из емкости под разрежением / М.В. Василевский, Ж.А. Анисимов, Ю.А. Чернов // Б.И. -1984,- №29.

111. А. с. 1505566 СССР Устройство для очистки газа от пыли / Василевский М.В., Колмаков А.Д., Анисимов Ж.А., Травников А.Ф., Зятиков П.Н., Росляк А.Т., Дорогин В.П. //Б.И.- 1989.- № 34.

112. Экотехника : Защита атмосферного воздуха от выбросов пыли, аэрозолей и туманов / Холдинговая группа "Кондор Эко — СФ НИИОГАЗ"; под ред. JI. В. Чекалова. —Ярославль: Русь, 2004. — 424 с.

113. Карпухович Д.Т. Улиточные пылеуловители / Д. Т. Карпухович // Водоснабжение и санитарная техника. 1972. - №7. - С. 28 - 31.

114. Vasilevsky M.V., Zikov E.G. The characteristics of vertical chambers. -Proceedings. 8-th Corea-Russia International Symposium on scenes and Technology, CORUS, Tomsc, 2004, Vol 1, P. 314-316.

115. Василевский M.B. О балансе энергии потоков в вихревых камерах / М. В. Василевский, Е. Г.Зыков // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики : докл. 4-ой Всероссийской конф. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 2004. - С. 287-288.

116. Идельчик И. Е. Исследование прямоточных циклонов системы золоулавливания ГРЭС / И. Е. Идельчик, В. П. Александров, Э. И. Коган // Теплоэнергетика.- 1968.- №8.- С. 45 48.120.

117. Идельчик И. Е. Гидравлическое сопротивление циклонов, его определение, величина и пути снижения / И. Е. Идельчик // Механическая очистка промышленных газов / НИИОГАЗ ; под ред. Б.Ф. Подошевникова. М.: Машиностроение, 1974.-С. 135 -159.

118. М. Kaufmann Optimising efficiency// International cement review. 2000 -November.

119. Пат. 2152114 США, МКИ B04C 5/04, Hermannus van Tongeren, заявл. 11.08.32; опубл. 28.03.396. -8 с.

120. Чалов В.А. Патент на полезную модель 106147. РФ, МПК В04С 5/12. Циклон /В.А. Чалов, Л.А. Кущев, В.Г. Шаптала. Опубл. 10.07.2011. 5с.

121. Чалов В.А. Теоретическое обоснование конструктивного совершенствования центробежного пылеуловителя / В.А. Чалов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. - №4. - С. 68-70.

122. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик. М.: Машиностроение, 1975. - 559 с.

123. Гупта А. Закрученные потоки / А. Гупта, Д. Лили, Н. Сайред. М.: Мир, 1987.-588 с.

124. Шаптала В. Г. Математическое моделирование в прикладных задачах механики двухфазных потоков : учеб. пособие / В.Г. Шаптала . Белгород : Изд-во БелГТАСМ, 1996. - 102 с.

125. Химце И.О. Турбулентность, её механизм и теория / И. О. Химце. М.: Физматгиз, 1963. - 680 с.

126. Громека И.С. Собрание трудов. -М.: Изд-во АН СССР, 1952.- с. 76-140.

127. Милович А. Основы динамики жидкости / А. Милович. М.: Энергоиздат, 1963. - 157 с.

128. Васильев О.Ф. Основы механики вихревых и циркуляционных потоков / О. Ф. Васильев. М.: Госэнегоиздат, 1958. - 144 с.

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

130. Дьяков В.В. Теоретические и экспериментальные исследования течения газа в циклоне / В. В. Дьяков, В. К. Рошнева, А. Н. Платонов // Изв. вузов. Горный журнал. 1980. - № 3. - С. 41- 46.

131. Launder В.Е., Spalding D.B. Mathematical models of turbulence // London: Academic press, 6-th éd., 1972.

132. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики / Г. И. Марчук. М.: Наука, 1989.-608 с.

133. Кафаров В. В. Математическое моделирование основных процессов химических производств / В. В. Кафаров, М. Б. Глебов. М.: Высш. шк.,1991.-400 с.

134. Чалов В.А. Моделирование процесса центробежного осаждения частиц и прогнозирование эффективности пылеуловителя / В.А. Чалов, JT.A. Кущев, В.Г. Шаптала // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. - №2. - С. 34-38

135. Единая методика сравнительных испытаний пылеуловителей. Л.: ЛИОТ, 1967.-С. 3 -9.

136. Васильев В.Я. Лемнискатный коллектор со свободным входом для определения расхода воздуха / В .Я. Васильев // Вестн. Астраханского ГТУ. Механика. 2000,- С. 86 - 90.

137. Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. М.: Изд-во «Колос», 1967.157 с.

138. Останин А. II. Применение математических методов и ЭВМ. Планирование и обработка результатов эксперимента : учеб. пособие / А.Н. Останин. Минск : Вышэйш. шк., 1989. - 216 с.

139. Саутин С. П. Планирование эксперимента в химии и химической технологии / С. П. Саутин. Ленинград: Химия, 1975. - 48 с.

140. Бондарь А.Г. Планирование эксперимента при оптимизации процессов химической технологии (алгоритмы и применение) : учеб. пособие / А.Г. Бондарь, Г.А. Статюха, И.А. Потяженко. Киев : Вища шк., 1980. - 264 с.

141. Саутин С.Н. Применение ЭВМ для планирования эксперимента / С. Н. Саутин. Ленинград : ЛТИ, 1980. - 79 с.

142. Демиденко Е.З. Линейная и нелинейная регрессии / Е. 3. Демиденко. -М.: Финансы и статистика, 1981. 180 с.

143. СН 245-71 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1971. - 96 с.

144. Двайт Г. Б. Таблицы интегралов / Г. Б. Двайт. СПб: Изд - во и типография АО ВНИИГ им. Б. В. Веденеева, 1995. - 176 с.

145. Справочник по пыле-и золоулавливанию / М.И. Бергер и др.; под общ. ред. A.A. Русанова. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 312 с.