РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ УНОСА ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ ЗАКРУЧЕННЫМ ПОТОКОМ В ГАЗОХОДАХ

Abstract

Выполнен анализ причин образования отложений в газоходах систем аспирации. Отмечены проблемы удаления отложений сжатым воздухом. Целью работы является решение проблем систем аспирации и снижение образования пылевых отложений в газоходах. Это возможно за счет закрутки потока сжатого воздуха при продувке газохода. Несмотря на значительные потери давления при организации закрутки потока, расход сжатого воздуха сокращается на 20–40 %. Представлена расчетная модель уноса пылевых частиц закрученным потоком в газоходах. Для описания физической модели движения пылевой частицы в закрученном газовом потоке, протекающем в газоходе круглого сечения, используют полярные координаты. Определены зависимости для определения значения средней осевой скорости закрученного потока, необходимого для перемещения частицы по газоходу. Представлена схема координатных осей и сил, действующих на частицу. Силы, действующие на пылевидную частицу, и ее связи с внутренней поверхностью газохода заменяются реакцией стенки газохода. Путем разложения реакции стенки на тангенциальную и нормальную составляющие получены дифференциальные уравнения, описывающие движения частицы. На пылевидную частицу существенное влияние оказывают силы сопротивления обтеканию газовым потоком F_μ, сила трения о стенку газохода F_тр, вес частицы Р, нормальная реакция стенки газохода N. Анализ фракционного состава различных пылей, содержащихся в газах и аспирируемых от оборудования металлургической индустрии и производства электродных материалов, показал, что для этих пылей оптимальной является слабая закрутка потока интенсивностью Ф* = 0,5–0,8. Такая интенсивность закрутки может быть обеспечена за счет ввода потока сжатого воздуха при продувке под углом 36–48°.