Научная статья на тему 'Характер движения частиц пыли в прямоточном циклоне с промежуточным отбором пыли'

Характер движения частиц пыли в прямоточном циклоне с промежуточным отбором пыли Текст научной статьи по специальности «Комплексные и специальные разделы механики»

CC BY
739
60
Поделиться

Аннотация научной статьи по механике, автор научной работы — Асламова B. C., Асламов А. А., Мусева Т. Н.

Решена задача движения частицы пыли в прямоточном циклоне с промежуточным отбором под действием центробежной и аэродинамической силы сопротивления газового потока. Получены траектории движения частиц пыли разного диаметра при различных точках входа в циклон и формулы для расчета минимального диаметра частиц, улавливаемых промежуточным и основным отбором пыли. Рассчитаны теоретические эффективности сепарации промежуточного отбора и циклона в целом, которые сопоставлены с экспериментальными значениями. Произведена оценка параметров фракционной эффективности согласно методике НИИОГАЗ.

Похожие темы научных работ по механике , автор научной работы — Асламова B.C., Асламов А.А., Мусева Т.Н.,

Текст научной работы на тему «Характер движения частиц пыли в прямоточном циклоне с промежуточным отбором пыли»

Энергетика

УДК 532.547+621.928.93

ХАРАКТЕР ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ ПЫЛИ В ПРЯМОТОЧНОМ ЦИКЛОНЕ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ОТБОРОМ ПЫЛИ

В.С. Асламова, А.А. Асламов, Т.Н. Мусева

Ангарская государственная техническая академия E-mail: veras@pisem.net

Решена задача движения частицы пыли в прямоточном циклоне с промежуточным отбором под действием центробежной и аэродинамической силы сопротивления газового потока. Получены траектории движения частиц пыли разного диаметра при различных точках входа в циклон и формулы для расчета минимального диаметра частиц, улавливаемых промежуточным и основным отбором пыли. Рассчитаны теоретические эффективности сепарации промежуточного отбора и циклона в целом, которые сопоставлены с экспериментальными значениями. Произведена оценка параметров фракционной эффективности согласно методике НИИОГАЗ.

Закрученные двухфазные потоки нашли широкое применение в технических устройствах для интенсификации массообменных и сепарационных процессов (сушка дисперсных материалов, обеспыливание воздуха, энергоразделение в трубках Ранка и т. д.). Для конструирования новых и эффективного использования известных вихревых аппаратов необходимо совершенствовать методы расчета двухфазных закрученных потоков. В настоящее время отсутствует единое представление о правильном подходе к расчету движения частиц [1]. Модель, основанная на концепции «траектор-ных частиц», считается некорректной из-за отсутствия учета влияния рейнольдсовых напряжений на частицу. С другой стороны, неоспоримы преимущества лагранжева подхода, более близкого к реальным процессам и позволяющего получить необходимую информацию о траекториях частиц, времени нахождения частиц в аппарате, минимальном размере улавливаемых частиц [2-5].

Рассмотрим одномерное движение со скоростью V частицы пыли массой в равномерном потоке газа, движущегося со скоростью Ж, описываемое дифференциальным уравнением:

¿К. = К = 6Га

Л т пр58ъ ’

(р, ¡л - плотность и динамическая вязкость газа),

(1)

невелико: Res =

SW р^

<< 100, поэтому можно

воспользоваться законом Стокса для записи ¥а с поправкой на несферичность частицы:

Г = 3п^8 к, (Ж - V), (2)

где к8 - коэффициент формы, учитывающий нес-

Г

феричность частицы, равный к8=1/Ф2; Ф = -С -

Г

фактор формы, равный отношению площади поверхности сферы, имеющей тот же объем, что и рассматриваемая частица с площадью поверхности ¥ [6]. Следует заметить, что при числах Ке,>100 формула (2) будет давать заниженное значение силы аэродинамического сопротивления, однако в приближенном анализе это не имеет решающего значения, т. к. крупные частицы быстрее отсепари-руются, чем мелкие.

После подстановки (2) в (1) получим дифференциальное уравнение вида:

dV = 18k^g (W - Vч

dt psS2 1

(3)

Перейдем к безразмерным координатам, введя обозначения:

где ¥а - сила аэродинамического сопротивления, действующая на частицу со стороны газового потока, 8, р8 - эквивалентный диаметр и плотность частицы пыли.

Как правило, число Рейнольдса, вычисленное по диаметру частицы и параметрам газовой среды

V = V; t = '

W’ T

(4)

Под характерным промежутком времени Т будем понимать отношение характерного размера Ь0 (расстояние от выходных кромок лопаточного за-

кручивателя до окон промежуточного отбора пыли) к скорости газового потока: Т = ^0. После подстановки (4) в (3) получим:

<С = ß(1 - V), dt

где безразмерный комплекс Ш5^гЦ

ß=-

g^o = io k L0 Pg 2W - ШЭ-$—

1

Pss2 W ö 6 Ps Reä

После интегрирования получим:

1 - V = (1 - V0)e-ßl,

(5)

(6)

(7)

где V0 - безразмерная начальная скорость частицы.

Для анализа (7) проведем оценку безразмерного комплекса ß. В качестве примера возьмем следующие данные: пыль - KCl, имеет кубическую решетку, поэтому образует частицы формы, близкой к кубической [7]. Для куба фактор формы равен Ф=0,806 [6]. Тогда коэффициент формы ks=1,54. W=9 м/с, 6=10 мкм=10-5 м, ^=1,8940^ Пас, р=1,25 кг/м3, р6=2631 кг/м3 (по показаниям на ав-

топикнометре 1320), L0=0,276

м.

Получим

Ке5=0,592, ¿6=61,070. Столь большое значение в означает, что безразмерная скорость частицы очень быстро стремиться к единице, т. е. независимо от начальных условий скорость частицы V становится близкой I- скорости потока Ж Действительно, если принять -=0,1, то

1 - V = 0,0022(1 - V) < 0,01.

Приведенный пример показывает, что в пылеуловителе окружную и осевую проекции скорости малых частиц можно принимать равными соответствующим проекциям скорости газа, и только радиальная скорость частиц, обусловленная центробежными силами, подлежит определению. При увеличении диаметра частиц величина в уменьшается пропорционально квадрату диаметра.

Анализ закрученного адиабатического газопылевого течения в прямоточном циклоне будем проводить при следующих допущениях:

1. В закручивателе закончился разгонный участок частицы, и она приобрела осевую Vz и окружную V, проекции скорости, равные соответствующим проекциям скорости газового потока Ж и Ж, соответственно. Данное допущение приводит к некоторым погрешностям расчета движения частиц диаметром более 5 мкм.

2. Окружная проекция скорости газа изменяется по закону Ж,=сотзЫг Этот закон, наблюдаемый в экспериментах [8, 9], позволит получить простое решение, удобное для количественного анализа движения частиц.

3. Частица не меняет во времени свою форму и диаметр, не происходит ни ее дробления, ни коагуляции. Отклонение формы частицы от сферы учитывается коэффициентом к5.

4. Обтекание частицы потоком газа носит вязкий характер. Турбулентные пульсации газа не учитываются, что согласуется с выводом работы [4]: турбулентная диффузия частиц в прямоточном циклоне не оказывает заметного влияния на процесс пылеулавливания.

5. Не учитываются силы Магнуса, Архимеда, Ко-риолиса, тяжести, присоединенной массы, поскольку указанные силы на несколько порядков меньше по сравнению с силами аэродинамического сопротивления и центробежной [9-13].

6. Пренебрегаем электростатическими, термофо-ретическими и прочими силами негидродинамической природы.

7. Пренебрегаем неравномерным распределением осевой проекции скорости газа по радиусу, что находится в соответствии с данными работы [14], согласно которой осевая проекция скорости частиц слабо изменяется по радиусу трубы. Подобная задача решена в работе [15] применительно к циклону со встречными закрученными потоками.

При принятых допущениях дифференциальное уравнение движения частицы в цилиндрических координатах примет вид:

dVr ^ 18к^уг

dt

или в безразмерном виде: dVr Vl

dt

— ßV r

(8)

где

— V — V - r 10ksu L0

Vr = V- • V ?=-^ • r = Г • ß=-----6—r0

Wz 9 Wz’ Lo Ps62Vz

. (9)

В рассматриваемом случае комплекс в (9) можно считать постоянным, так как согласно допущениям Жгсопй. Уравнение (8) имеет аналитическое решение:

¥г = e-ßt

V

0

/

где V) - радиальная проекция скорости частицы в начальный момент времени I=0.

Принятый закон изменения окружной скорости обеспечивает независимость отношения ^ от

г

времени 1. Тогда интегрирование дает следующую зависимость:

Vr = e

-„-ßß

(-2 Л

Vr 0+ß V 9 r (e~ßß -1)

V У cp _

(10)

Зная закон изменения V), можно найти расстояние, пройденное частицей в радиальном направлении:

г -Г0 = ]^&,

(11)

где г0 - начальный радиус входа частицы в сепара-ционную камеру циклона. Величина г0 может изменяться от радиуса г центральной внутренней вставки до радиуса г2 сепарационной камеры.

После подстановки 70=г0/Ь0, формул для перехода к безразмерным переменным (9), зависимости (10) в (11) и после интегрирования получим:

г=г 0+вв

-Vг0(е" в‘ -1) +

где А(в, О = (+ в(е~>“ -1).

Рассмотрим простейший случай, когда на выходе из лопаточного завихрителя проекции скорости потока и частицы У-1 ничтожно малы и могут не учитываться, т. е. Ж= ^=0. В этом случае для расчета траектории частицы следует использовать зависимость вида:

(12)

г = г 0 +

( 2 Л

V,

А(в, /).

У ср

45

г0, мм 50 55 60

промежуточный

отбор

4

Рис. 1. Траектории движения частиц диаметром 5 с радиусом входа г0

На рис. 1 изображены траектории частиц различного диаметра при разных радиусах входа -0 частиц в сепарационную камеру (с размерами /1=0,045 м и г2=0,060 м), рассчитанные для завихри-теля с углом выхода потока на среднем радиусе

_ г + Го

Гср = \т = 0,1902 к плоскости, перпендикуляр-

210

ной оси аппарата, равным 35°. Из треугольника скоростей нетрудно определить

- V V = -—

У- = V

= ^35° = 1,428; Ъ- = 10,721.

Значения остальных параметров приведены выше.

Предполагая, что частица, достигнув стенки циклона, скользит по ней и отводится через окна промежуточного отбора и кольцевую щель второго отбора в изолированные бункера, построим зависимости минимального диаметра 5^ частиц, улавливаемых окнами промежуточного отбора (кривая 1, рис. 2), и циклона в целом (кривая 2, рис. 2) для различных радиусов -0 входа частицы в циклон. Теоретически, все частицы, имеющие размер больше 5^, должны осаждаться в циклоне, а размером 5<5шп - выносится из циклона.

Рис. 2. Минимальный диаметр улавливаемой пыли с: 1) промежуточным, 2) основным отборами в зависимости от радиуса входа —

В основу многочисленных методов расчета минимального (критического) диаметра частиц для циклонов различных типов также положено основное допущение, что для улавливания частица должна достичь стенки пылеуловителя за время пребывания в нем газового потока [9, 16, 17 и др.]. При этом не учитывается распределение запыленного потока по площади входного сечения, т. к. предполагается, что частица входит в сепарационное пространство по оси аппарата либо на его среднем радиусе. Полученные таким образом формулы для определения 5^ не точны, поскольку в пылеуловителях могут улавливаться частицы диаметром меньшим 5^, если они при входе в циклон были близки к стенке. Приведенные на рис. 2 зависимости 5шп=Д70) лишены этого недостатка. Однако, как показал дисперсный анализ пыли, осевшей на

ср

0

тканевом фильтре, на выходе из циклона наблюдается проскок достаточно крупных частиц. Кроме того, дисперсный состав пыли, уловленной в промежуточном отборе, свидетельствует о присутствии в нем частиц размером 5<5П],П. Поэтому зависимости 5П1ш=/(-0) могут служить для приближенной оценки эффективности сепарации циклона.

По известным траекториям движения частиц пыли и зависимостям ¿П^/—0) можно рассчитать теоретическую эффективность пылеулавливания пт следующим образом. Предположим равномерное распределение пыли по входному сечению циклона. По данным дисперсного состава пыли, поступающей на вход циклона, строим интегральную функцию Б(8) распределения частиц по массе на двойной логарифмической шкале. Функция Б(8) можно представить в виде формулы Розина-Рамлера-Беннета [18]:

0(5) = 1 - г(515‘)а, (14)

где 5е по своему физическому смыслу представляет собой такой диаметр, при котором масса частиц крупнее 5е составляет 36,8 %, а мельче - 63,2 %. Для рассматриваемой пыли 5=23 мкм. Дважды логарифмируя формулу (14), получим:

lg|lg

1

'1 - D(S)

= lglg е + a(lg S- lg Se).

lglg

Тогда a = -

1

1 - D(S)

- lg(lg e)

- = 2,6224.

S^(ro) = 140-2178rо + 12135rо -23250ro, (15) SI2in(ro) = 109- 1702rо + 9388ro2 - 17741r3. (16)

Уравнение Критерий Дарби-на-Уотсона Стандартная ошибка, мм Средняя абс. ошибка, мм

(15) 1,173 0,0307 0,0223

(16) 1,219 0,0193 0,0143

2100p J rе-^ыш)”o,

(Г2 - Г1 ) Г, Пт =

dr0, %,

2 = 200 J r^e-(S^m(r0)!23)2-62 dr %

(Г2 - r1 ):

dr0, %

где 5Пп^(т0) и ¿Пт—0) рассчитываются по формулам (15) и (16) соответственно, р=0,66 - вероятность попадания пыли в промежуточный отбор, равная отношению суммарной площади окон к площади боковой поверхности цилиндра с высотой, равной высоте окон.

Для численного интегрирования использовалась квадратурная формула Ньютона-Котеса шестого порядка, правило Уэддля [19]. Получены следующие значения эффективности сепарации: п1=65,35 % и п2=99,01 %, которые завышены по сравнению с экспериментальными.

Принятая модель течения недостаточно точна, т. е. не позволяет найти эффективность сепарации циклона в целом без учета таких факторов, как вторичный турбулентный унос отсепарированной пыли, рикошета и эффекта Магнуса. Приемлемое совпадение п1 с экспериментальными данными (пэ‘=60...62 %) объясняется прежде всего введением вероятности попадания пылинок в окна промежуточного отбора. При отсосе пыли из второго бункера вместе с частью газа в количестве 5 % от расхода П повышается с 97,0 до 99,4 %, что уже незначительно отличается от п2 Наблюдаемое повышение эффективности сепарации циклона при отсосе части газа объясняется уменьшением интенсивности турбулентности несущего потока.

Таблица 2. Оценка параметров фракционной эффективности

lg S - lg Se

Следовательно: D(S) = 1 - е~(S/23) .

Рассчитанные зависимости S1ndn(F0) и 5^(70) в пакете Statgraphics Plus аппроксимированы кубическим полиномом:

_ . >„) = 140-2178r0 +1213^2 _3

min '

Показатель Экспериментальные значения Расчетные значения

№ опыта 1 2 1 2

S, мкм 20,0 11,0

a 1,38 1,50

Se, мкм 23,0 14

а 2,62 1.52

п, % 89 79 99,01 87.55

x 1,227 0,807 2.34 1.152

d50m 3,02 2,34

lgo™ 0,308 0,02

Таблица 1. Статистическая значимость регрессий. Скорректированный коэффициент детерминации 99,96 %

Эффективность улавливания промежуточным отбором пТ и циклона в целом пТ определяются по формулам:

пТ = 1°2°Р-2 ] 2пго[1 - °(51т1П(го))] ¿го =

п(Г2 - Г1 ) ^

Был проведен эксперимент с циклоном, схема которого приведена на рис. 3. В качестве пыли использован хлористый калий с плотностью р5=2631 кг/м3 (насыпная 1950 кг/м3) и коэффициентом формы ¿5=1,54. Параметры газового потока: скорость Ж=9 м/с, вязкость т=1,89.10-5 Пас, плотность рг=1,25 кг/м3, .0=0,12 м. Так как в методике НИИОГАЗ отсутствуют данные по фракционной эффективности прямоточных циклонов, то оценим их для исследованного циклона по методу В.П. Самсонова [18], табл. 2.

На Новомальтинском заводе строительных материалов (Усольский район Иркутской обл.) в минераловатном производстве колошниковые газы, отходящие от ваграночных печей, очищались в рукавном фильтре, установленном на открытой площадке. Из-за оледенения и порывов рукавов при их регенерации в холодный период года фильтр имел малую эффективность очистки и низкую эксплуатационную надежность. Вместо фильтра было предложено использовать прямоточный циклон

Таблица 3. Расчет по методике НИИОГАЗ [20]

Параметры По опытным данным По модели

D =D/Dm 0,258/0,12=2,15

p =PsJ ps 1950/1008=1,935

1,794 10-5/1,89 10-5=0,949

W=W,/W 9/5=1,8

3,02V2,1 5.1 ,935 .0,949.1 ,8=8,0507 2,34V2,1 5.1 ,935 .0, 94 9.1 ,8=6,2380

X=]g(Vd5taW ^щ+О lg(85/8,05)V 0,3 08 2+2 , 17=2,2435 lg(85/6,23)xV 0,022+ 2, 172=2,463

Ф(х), % 98,73 99,31

Ф-жЛ*), % 87

Ошибка, % (98,73-87)/0,87=13,48 (99,31-87)/0,87=13,9

0,258 мм с промежуточным отбором пыли (рис. 3). Температура газа на входе в циклон составила

90...97 °С, на выходе - 70 °С. Медианный диаметр

(по массе) исходной пыли ваграночных газов на входе в циклон составил 85 мкм, медианным диаметром (по массе) уносимой пыли - 2 мкм. Диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50 % равен 40=14 мкм. Насыпная плотность пыли -1008 кг/м3. Оптимальная среднерасходная скорость, обеспечившая наибольшую эффективность пылеулавливания п =86.. .87 %, составила

Ж=5...6 м/с. Отсос газа из бункера в количестве

4... 5 % от общего расхода позволил повысить эффективность очистки на 8... 9 % [22].

По полученным параметрам фракционной эффективности й50ш и \ёстщ (табл. 2) оценена эффективность испытанного прямоточного циклона при очистке ваграночных газов согласно методике НИ-ИОГАЗ (табл. 3).

Анализ полученных по методике НИИОГАЗ результатов показывает, что близость оценок эффективности по опытным и модельным данным свидетельствуют об адекватности модельных представлений. С другой стороны, обе оценки имеют приемлемую, но достаточно большую погрешность (более 13 %, при отсосе части газа из бункерного пространства ошибка снижается до 5,0...5,5 %). Это диктует актуальность следующих задач исследования:

г\

wtm

Рис. 3. Схема прямоточного циклона с промежуточным отбором пыли [21]

• увеличить объем анализируемых данных для обеспечения статистической значимости оценок фракционной эффективности прямоточных циклонов;

• проанализировать теоретическую достаточность методики НИИОГАЗ применительно к прямоточным пылеуловителям и разработать новую, более адекватную методику расчета эффективности прямоточных циклонов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сийержич М., Ментер Ф. Измельчение расчетной сетки при моделировании закрученного двухфазного течения // Теплофизика и аэромеханика. - 2003. - Т. 10. - № 2. - С. 171-182.

2. Василевский М.В., Зыков Е.Г. Расчет эффективности очистки газа в инерционных аппаратах. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. -86 с.

3. Шиляев М.И., Шиляев А.М. Моделирование процесса пылеулавливания в прямоточном циклоне. 1. Аэродинамика и коэффициент диффузии частиц в циклонной камере // Теплофизика и аэромеханика. - 2003. - Т. 10. - № 2. - С. 157-170.

4. Шиляев М.И., Шиляев А.М. Моделирование процесса пылеулавливания в прямоточном циклоне. 2. Расчет фракционного коэффициента проскока // Теплофизика и аэромеханика. -2003. - Т. 10. - № 3. - С. 427-437.

5. Баранов Д.А., Кутепов А.М., Лагуткин М.Г. Расчет сепара-ционных процессов в гидроциклонах // Теоретические основы химической технологии. - 1996. - Т. 30. - № 2. - С. 117-122.

6. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химических технологий. - М.: Химия, 1971. - 784 с.

7. Ахметов Т.Г., Порфильева РТ, Гайсин Л.Г. Химическая технология неорганических веществ. - Кн. 1. - М.: Высшая школа, 2002. - 688 с.

8. Барахтенко Г.М., Идельчик И.Е. Влияние формы закручивающего устройства на гидравлическое сопротивление прямоточного циклона // Промышленная и санитарная очистка газов. - 1974. - № 6. - С. 4-7.

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

10. Дейч М.Е., Филиппов ГА. Гидродинамика двухфазных сред. -М.: Энергоиздат, 1981. - 472 с.

11. Литвинов А.Т Эффективная очистка газов в аппаратах, использующих для выделения частиц пыли из потока центробежную силу // Журнал прикладной химии. - 1971. - Т 44. - № 6.

- С. 1221-1231.

12. Степанов Г.Ю., Зицер И.М. Инерционные воздухоочистители.

- М.: Машиностроение, 1986. - 184 с.

13. Лагуткин М.Г, Баранов Д.А. Оценка действия силы Кориоли-са в аппаратах с закрученным потоком // Теоретические основы химической технологии. - 2004. - Т. 38. - № 1. - С. 9-13.

14. Старченко А.В., Бубенчиков А.М., Бурлуцкий Е.С. Математическая модель неизотермического турбулентного течения га-зовзвеси в трубе // Теплофизика и аэромеханика. - 1999. - Т. 6.

- № 1. - С. 59-70.

15. Иванков Н.А. Влияние геометрических и режимных параметров пылеуловителей со встречными закрученными потоками на их эффективность: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 1982. - 16 с.

16. Калмыков А.В. Разработка, исследование и методика расчета совершенных конструкций прямоточных пылеуловителей // Теплоэнергетика. - 1970. - № 4. - С. 60-63.

17. Медников Е.П. Вихревые пылеуловители // Обзорная информация. Сер. ХМ-14. Промышленная и санитарная очистка газов. - М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1975. - 44 с.

18. Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. - Л.: Химия, 1983. -143 с.

19. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). - М.: Наука, 1978. - 831 с.

20. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под ред. А.А. Русанова. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 312 с.

21. А.с. 386309 СССР. Прямоточный циклон / А.Н. Шерстюк, В.С. Асламова и др. - Опубл. в Б.И. - 1988. - № 13.

22. Асламова В.С., Асламов А.А., Ляпустин П.К. Высокоэффективный прямоточный циклон // Фундаментальная наука в интересах развития критических технологий: Матер. конф. РФФИ. - Владимир, 2005. - СД-4-5. - С. 293-295.

Поступила 12.09.2006 г.

УДК 621.928.9

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА КАСКАДОМ ПРЯМОТОЧНЫХ ЦИКЛОНОВ

А.М. Шиляед, В.С. Рекунов

Томский государственный архитектурно-строительный университет E-mail: kaf_otopvent@tsuab.ru

При пылевидном сжигании мелкодисперсных твердых топлив, поведение частиц различной крупности в пыле- и золоулавливающих аппаратах неодинаково. Для обоснованного выбора и правильной оценки работы систем газоочистки необходимы сведения о дисперсном составе подлежащего улавливанию продукта. Разработана методика, позволяющая оперативно вычислять фракционный состав порошков. Проведено сравнение полученных результатов с данными дисперсного анализа, полученных другим методом. Получено устойчивое решение, показавшее, что методикой можно пользоваться при определении дисперсности пылей от 10 до 50 мкм.

При факельном сжигании измельченного твердого топлива в теплогенерирующих установках промышленных предприятий различного профиля на стадиях подготовки, пневмотранспорта пылевидного топлива, а также на участках золоочистки дымовых газов при диагностике и настройке технологического и пылеулавливающего оборудования необходим оперативный контроль фракционного состава содержащегося в газах дисперсного материала. Существуют различные методы определения дисперсного состава порошковых материалов [1, 2], однако, все эти методы требуют проведения предварительной подготовки проб порошка. На основе экспериментального исследования эффективности пылеулавливания каскадом прямоточных циклонов и анализа работы этих аппаратов разработан новый метод дисперсного анализа порошковых материалов с использованием последовательно установленных прямоточных циклонов и расшифровкой результатов пылеулавливания решением обратной коэффициентной задачи при непосредственном отборе пылегазовой смеси от технологического оборудования.

Метод последовательно установленных проти-воточных циклонов разработан С.С. Янковским и Н.А. Фуксом [2]. Он не требует предварительного осаждения исследуемой пыли и позволяет производить дисперсный анализ порошка непосредственно при улавливании частиц из пылегазового потока. В [2] представлены номограммы выносов пыли и параметры, при которых была проведена градуировка противоточных циклонов. При пылеулавливании на других скоростях газа в циклонах или при другой плотности пыли необходима дополнительная градуировка установки и пересчет результатов опыта на действительную плотность порошкового материала, что, в свою очередь, приводит к неточности определения дисперсного состава пыли и требует дополнительного времени для получения результатов. В настоящей работе разработан метод определения дисперсного состава пыли при помощи трех последовательно установленных прямоточных циклонов, который позволяет проводить дисперсный анализ порошков при любой его плотности и без построения номограмм [3].