CC BY
5
УДК 621.184.82
В.П. Белоглазое, VP. Beloglazov, e-mail: rpbn@7nail.nt Л.Б. Белоглазова, L. V. Beioglazova, e-mail: teploblv@mail.ru Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technic al University, Omsk, Russia
ВХОДНАЯ С КОРОСТЬ В ШУ И СТЕПЕНЬ УЛАВЛИВАНИЯ
золы экиеастузского угля
influence of output speed in the vacuum- inert I al ash collector on the degree of ash collection ekibastuz coal
Целью этой статьи является проведение численных экспериментов для нахождения оптимального интервала скоростей запыленного газового потока. Для этого была разработана геометрическая модель в SolidWorks н просчитано поведение потока в программе ANSYS CFX. В статье приведена проблема актуальность граничные условия, визуально вндно краевые н математические условия. Выводы прилагаются в конце статьи в виде результатов исследования.
The purpose of this article is conduction of numerical esipermienti to find the optimal velocity range of dusty gas flow. For this purpose a geometric model was developed in SolidWorks and the flow behavior was counted in the program ANSYS CFX. The article presents the problem of relevance, can be seen visually the boundary and mathematical boundary conditions. Conclusions are included at the end of the article in the form of research results.
Ключевые слова: инерционно-вакуушый золоуловитель, зола, скорость, высокий кпд
Keywords: vacuum-mertial ash collector, ash, speed, high efficiency
ИВЗУ (инерционно-вакуумный запоуповитспъ) [1] принят в качесгве образца для аппаратов золоулавливания либо в комплексе с электрофильтром ели (в случае достижения устойчивой работы и кпд не ниже 99,5%) в качестве самостоятельного устройства для обеспечения экологически чистых выбросов из газоходов промышленных котлов для ИНТЕРАО
187
ЕС России. Получив гарантию устойчивой и эффективной работы ИВ ЗУ можно, в дальнейшем. избавиться от электрофильтров, что даст существенную экономию материальных средств, особенно в период эксплуатации золоулавливающих установок т.к. с точки зрения ремонта ИВ ЗУ не требуют никаких материальных затрат, чего нельзя сказать об эксплуатации электрофильтров.
Предлагается установка данных аппаратов на предприятиях Омского филиала 1J К-11: ТЭЦ-5 и ТЭЦ-4.
На кафедре Теплоэнергетики ОмГТУ создана экспериментальная установка ИВ ЗУ, в которой определяется степень улавливания золы в зависимости от различных факторов. Подучены результаты по степени улавливания золы Экибасгузского угля в ряде случаев не менее 99,5% [2].
В работе представлены результаты численного эксперимента при протекании запыленного потока через аппарат ИВЗУ. В математическую модель входят:
Уравнение неразрывности:
¿ipil) + ¿(/ту) _ с(рсо) = 0 сх су dz
Уравнения движения:
си си си срд си 8 си ё Си
+р*>—+рю--=-—+—C/'z С/% ir)+—<A
сх су czcxcxcxcyqyczdz
dv cv cv ср с , dv. ё , ft\ с , сЧ\ ри— + — раз— = ------0% —) + — (/j: —) + — O'z —А
сх су OZ су сх сх ёу су OZ CZ
без без ёоз др б . ёа>ч с , да^ 8 , ссоч Р"— + Р*— + Рсо~~ = + — (,»- -)-—(/% —) + — —),
сх су CZ CZ сх сх су су CZ CZ
Уравнения k-е модели:
с с с с ск ó ёк с ск
р1—(к) +■ pv— (k) + peo— (k) = — (//, —) + —{p, —) +—(u, —) +■ 11,D- ps, ex cy CZ ex ex cy cy CZ CZ
с , . д , , 8 , . 8 ,ц, es. ё ,u, <?£, ё ,и, es, _ е _ _ г2 * ¿ит — (í-) +■ /Л — (s) + ¿>ЕУ— (£) = —(——) + — ) + — (——) + Cuí!, -D-C2p— ex cy CZ СХ Ge СХ су С; су CZ as cz к 'к
Уравнение для эффективной вязкости:
к2
р = p+pt,p = С р—,
Е
Уравнение для частил
Силы, действующие на частицу, которые влияют на её ускорение за счет разницы скоростей между частицей и жидкостью, а также пер смешение жидкости с помощью частицы. Уравнение движения для такой частицы было получено Бассетом, Буссинеском и Озее-ном для вращающейся системе отсчета:
dUp _
mF ^ — Fd — F3 — Fr + - F&i
Физический смысл сил, находящихся по правую сторону уравнения.
Fd - сила сопротивления, действующая на частицу
Ь'ш - выталкивающая сила земного притяжения.
Fr - силы, возникающие за счет вращения потока (центростремительная и сила Ко-риолиса).
Силами Fm- Fr - Fba - в данной работе пренебрегают из-за очень малого вклада.
„ dUp
В итоге: тр-— = Fn +FB +FB
Р dt ° * *
В качестве газодинамической модели течения запыленных газов используется двух-параметрическая k-е модель замыкания системы уравнений Навье-Стокса, алгоритм расчета которой реализован на хорошо зарекомендовавшем себя программном модуле ANSYS CFX.
В качестве граничных условий были выбраны теплофизические характеристики золы Экибастузского угля при температуре потока 130°С.
Рнс. 1. Скорость на входе 20 м/с
Рнс. 2. Скорость на входе 25 м/с
На рис. 2 заметно несколько увеличившееся количество улетевших частиц
Таблица 1
и, м/с П, % Расход на входе Расход на выходе
15 99,29441 0,000000584209 0.000000004122
20 99,7926276 0,000000440817 0.000000000914
21 88.1070744 0,000000420418 0,000000050000
22 88,4167036 0,000000401902 0,000000046554
23 88,0334332 0,000000385006 0,000000046072
25 82,6698089 0,000000355370 0,000000061586
Результаты численных исследовании
Ш
Рес.З. Изменение кпд установки в зависимости от входной скорости потока
Результаты численных исследований представлены на (рис. 1-2).
Очевидно, что влияние входной скорости весьма существенно (табл. 1); что позволяет использовать ее в качестве регулировочного параметра. Как видно из графика (рис. 3), изменение кпд ИВ ЗУ незначительно в диапазоне входной скорости 15-20 м/с, а при дальнейшем увеличении скорости происходит падение кпд установки.
Библиографический список
1 Пат. 9329Е Российская Федерация. МПК' В 01 О 45/06. Инерционно-вакуумный пылеуловитель ! Белоглизов В.П. : заявитель н патентообладатель ООО «Вихрь». - № 2009144229/22: заяви. 30.11.09; опуса. 27 04.10. Бюл. № 12 -6 с.
2. Белоглазов В. П. Влияние скорости дисперсного потока в конфузорном сечении инерционно-вакуумного пылеуловителя на степень улавливания частиц И Проблемы, перспективы и стратегические инициативы развития теплоэнергетического комплекса: матер. Междунар. науч.-практ конф 10 июня 2011 г. ■ Под ред. В В. Шалая, А. С. Ненишева, А. Г. Михайлова, Т. В. Новиковой. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011 - С. 92-95.
