Аэродинамическая оптимизация работы пылеулавливающих устройств в производствах, связанных с обращением горючей пыли Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

регламент о требованиях пожарной безопасности» (в ред. от 13.07.2015).

3. Декларация промышленной безопасности опасного

производственного объекта ОАО «Воронежсинтезкаучук» производство бутадиен-стирольных термоэластопластов мощностью 50 тысяч тонн в год.

АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ

ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ В ПРОИЗВОДСТВАХ, СВЯЗАННЫХ С ОБРАЩЕНИЕМ ГОРЮЧЕЙ ПЫЛИ

Е.В. Романюк, доцент, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Эффективная система пылеулавливания - один из элементов системы предотвращения возникновения взрывоопасных ситуаций на производстве. Для тонкого пылеулавливания распространение получили системы с использованием зернистых фильтров.

Аппараты со стационарными зернистыми фильтровальными слоями имеют, как правило, небольшое входное отверстие в рабочую зону аппарата, поэтому пылегазовый поток распределяется неравномерно по сечению аппарата [1]. При эксплуатации фильтровального слоя происходит смещение зерен, возникают пульсации потока и вибрация, местные уплотнения и разрежения фильтровального слоя, через которые поток проходит с разной интенсивностью. Все эти явления приводят к неравномерной эксплуатации фильтровального слоя и неэффективной его регенерации.

Если рассматривать плоский фильтровальный слой, то в нем такой эффект приводит к интенсивному забиванию слоя в центре и так называемому «пристеночному» эффекту (более высокие локальные скорости потока) у стенок аппарата.

На практике для перераспределения потока используют различные распределительные устройства и диффузоры, которые требуют предварительной очистки и снижения пылесодержания при входе потока в

-5

зернистый фильтр до 0,5-1,0 г/нм . Для данных устройств также характерно очень неустойчивое движение потока.

При оценке выравнивания потока используют коэффициент сопротивления слоя, коэффициенты количества движения (коэффициент Буссинеска) и кинетической энергии (коэффициент Кориолиса). Значение коэффициентов будет зависеть от локальной скорости в сечении аппарата.

Для получения представлений о неравномерности пылегазового потока при прохождении через аппарат использовали термоанемометр KIMO-VT-lOO, позволяющих достаточно точно измерить локальные скорости потока.

Исследования проводились для оптимизации работы плоского фильтровального элемента цилиндрической формы (диаметр b = 800 мм) с несвязанной структурой (гравий размером 5-10 мм). Для данного

фильтровального элемента была разработана фильтровальная решетка, представленная на рисунке 1 и состоящая из металлической обечайки, разделенной на шесть секторов. Каждый сектор снабжен тремя ребрами, наклоненными под разным углом к оси аппарата: наибольший угол наклона у стенок, наименьший - у центра. Такая конструкция, предположительно, позволяет равномерно перераспределить поток [1].

Рис. 1. Аэродинамическая фильтровальная решетка

По литературным источникам [2, 3] в фильтровальном элементе профиль скоростей меняется и самые высокие локальные скорости наблюдаются у стенок аппарата, поэтому задачей устройства является компенсация данного эффекта (рис. 2).

С учетом эффекта фильтровального элемента и решетки мы получим достаточно равномерный профиль скоростей, что подтверждается измерениями на выходе из решетки [1].

Из представленных данных видно, что при прохождении решетки скорость потока становится в два раза меньше, что влияет на интенсивность процесса пылеулавливания (рис. 3).

Рис. 2. Профиль распределения скоростей в фильтровальном элементе

Рис. 3. Профиль скоростей для распределительного устройства

Зная локальные отношения локальных скоростей в сечении фильтровального элемента и отношения локальных скоростей после распределительной решетки можно рассчитать компенсационный эффект решетки.

Оценить этот эффект можно с помощью коэффициента Буссинеска [2, 3], который рассчитывается по формуле:

1

м к =| К / ^ )2 а (2 у / Ь),

0

где Ь - ширина фильтрующей кассеты, м;

у - расстояние данной точки от начала координат, м.

Для нашего случая

мк = (^т^/^^2 ■ (2у/Ь),

где

- локальная скорость потока на 1-м расстоянии от центра колоны, м/с;

мтах - максимальная локальная скорость в данном сечении, м/с.

По вышеописанной формуле получили следующие значения:

- для пустой колоны Мк = 0,06;

- для колоны до решетки Мк = 0,3;

- для колоны после решетки Мк = 0,95.

Как видно из расчетных данных решетка позволяет выровнять поток, а с учетом того как распределяется поток в среде фильтровального элемента можно предположить, что решетка позволит создать плоский фронт пылегазового потока, в котором локальные скорости будут приблизительно равны.

Если предположить, что профили локальных скоростей будут отличаться для различных фильтровальных сред - на что указывают большинство исследователей аэродинамики зернистых слоев, использование аэродинамических решеток с определенным углом наклона ребер позволит «уравновесить» эти профили и создать равномерный фронт пылегазового потока.

При использовании аэродинамических устройств повышается энергоемкость пылеулавливающей установки за счет дополнительного аэродинамического сопротивления.

Для определения дополнительного сопротивления потоку были проведены замеры давлений пылегазового потока до аэродинамического распределительного модуля и после. Полученные данные представлены в виде графических зависимостей на рисунке 4 [3]. В представленных условиях изменение перепада не является существенным.

3S

с

S

о

О 50 100 150 200 250

Врем*, с

Рис. 4. Зависимость перепада давлений на аэродинамической решетки от продолжительности фильтрования

Еще одним нюансом при использовании представленных аэродинамических устройств является способность его в силу конструкции выполнять роль первой ступени пылеулавливания, что позволяет сравнивать обусловленное им дополнительное аэродинамическое сопротивление с сопротивлением простейшего пылеулавливающего устройства, например, пылеосадительной камеры или циклона малой эффективности. Анализ полученных данных позволяет заключить, что аэродинамические решетки использовать эффективно и их по праву можно назвать многофункциональными устройствами: первая функция - перераспределение потока, а вторая - предварительная очистка.

Список использованной литературы

1. Совершенствование систем аспирации с использованием комбинированных фильтровальных структур [Текст]: монография / Е.В. Романюк, Н.В. Пигловский, Ю.В. Красовицкий, Д.В. Каргашилов. -Воронеж, 2015. - 201 с.

2. Красовицкий Ю.В., Дуров В.В. Обеспыливание газов зернистыми слоями. - М.: Химия, 1991. - 192 с.

3. Аэродинамические аспекты технологии и пылеулавливания в промэнергетике / Ю.В. Красовицкий, В.Г. Стогней, А.В. Логинов, Д.Б. Трощенко, Н.Н. Лобачева, Е.В. Романюк, Е.В. Архангельская, В.С. Железный // Вестник ВГТУ - Воронеж. - Т.3. - 2007. - №12.

УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОТСТАВАНИЯ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ СОВРЕМЕННОГО ТИПА

Л.В. Квасова, заведующая кафедрой, д.т.н., профессор, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Профессиональное отставание в современной терминологии синонимично понятию профессиональной деградации. К сожалению, этот фактор изменения и измерения параметров квалификации не получил еще своего заслуженного внимания в сфере педагогического труда сотрудников высшей школы вообще и в преподавании иностранных языков в частности. Проблема, тем не менее, существует, а первыми симптомами ее является отсутствие желания преподавателей вникать в суть экзамена ЕГЭ в школе, игнорирование принципов отбора и подачи материала при подготовке и сдаче квалификационных экзаменов различного типа, нежелание познакомиться с аутентичными учебниками нового поколения на предмет частотности лексики и появления новой отраженной в них и в языке реальности, нежелание следить за постоянным изменением произносительных норм, интонационного рисунка, темпа речи и многого другого, что позволяет преподавателю оставаться