LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Підвищення ефективності пиловловлення в процесах оброблення деревини та деревинних матеріалів

матеріалів за допомогою циклонних пиловловлювачів з жалюзійним відокремлювачем

Методи дослідження. У дисертації використано:

  • методи механіки суцільного середовища, аеродинаміки, чисельного аналізу та моделювання для проведення теоретичних досліджень;

  • методи зовнішньої фільтрації для визначення концентрації пилу;

  • гідродинамічні методи визначення величин інерційної сепарації у закручених потоках;

  • методи математичної статистики для оброблення експериментальних даних.

Наукова новизна отриманих результатів. У дисертаційній роботі:

  • побудовано нову математичну модель руху частинки пилу деревини в циклонному пиловловлювачі з жалюзійним відокремлювачем, яка, на відміну від інших, враховує геометричні параметри жалюзійного відокремлювача;

  • встановлено закономірності перенесення частинок пилу в циклонному пиловловлювачі з жалюзійним відокремлювачем;

  • теоретично та експериментально обґрунтовано доцільність поєднання відцентрового та інерційного способів уловлення пилу в одному апараті;

  • вперше побудовано твердотільну модель сепаратора, дослідження якої здійснено на основі рівнянь Нав'є-Стокса та методів скінченних елементів;

  • створено нові конструкції відцентрово-інерційних пиловловлювачів для уловлення деревного пилу.

Практичне значення отриманих результатів полягає у використанні розроблених пиловловлювачів при проектуванні системи технологічної аспірації на ПП "Дизайн" та ВАТ "Людвипіль" м. Костопіль. Результати наукових досліджень використовуються у навчальному процесі і відображено у навчальних програмах дисципліни "Основи охорони праці".

Особистий внесок здобувача. Всі наукові та практичні результати отримані здобувачем самостійно. В роботах [1, 2] здобувачу належить створення дослідної моделі апарата, результати експериментальних досліджень. В роботах [3, 5] автору належить проведення експериментальних досліджень, оброблення даних та формулювання наукових висновків. В роботах [6, 7, 8] автору належить комп'ютерне моделювання досліджуваних процесів, створення та експериментальне дослідження моделей пиловловлювача. В роботах [4, 10] автору належить розроблення математичних моделей та формулювання висновків.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та отримали позитивну оцінку на: ІV комплекс наукових міроприємств (Одеса, 2005); VI міжнародній науково-технічній конференції АС ПГП (Львів, НУ "Львівська політехніка", 2005 р.); ІІ міжнародній науково-практичній конференції "Энергоэффективность крупного промышленного региона" (2006 р., Донецьк); VIІ міжнародній науково-технічній конференції АС ПГП (Вінниця, Вінницький національний аграрний університет, 2006 р.); Науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу НЛТУ України (Львів, 2004 – 2008 р.р.); VІI міжнародній науково-технічній конференції АС ПГП (Мелітополь, ТДАТУ, 2007 р.).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано в 10 друкованих статтях у фахових виданнях, затверджених переліком ВАК України. Отримано один патент України на винахід, патент України на корисну модель та три деклараційних патенти України.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, основних висновків і додатків. Загальний обсяг роботи становить 187 сторінoк, з них - 130 сторінок основного тексту. Містить 68 рисунків, 13 таблиць та 26 сторінок додатків. Список використаних джерел складається з 149 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, поставлена мета та окреслені шляхи її досягнення, сформульовано наукову новизну і практичну значимість роботи. Наведено інформацію про апробацію роботи, публікації, відображено основні результати і положення, що виносяться на захист.

У першому розділі "Аналіз конструктивних та експлуатаційних характеристик апаратів для знепилення" зроблено аналітичний огляд відомих конструкцій механічних пиловловлювачів та чинників, які впливають на роботу таких апаратів. Визначено переваги циклонів над іншими пиловловлювачами та обґрунтовано необхідність створення на їхній основі нових конструкцій апаратів, в яких би поєднувалися різні принципи пиловловлення. Наведено дані про сучасний стан математичного моделювання відцентрової сепарації пилу.

Сформульовані основні напрямки роботи з розроблення нової конструкції пиловловлювача та окреслені основні напрями теоретичних та експериментальних досліджень.

У другому розділі "Математичне моделювання процесу руху частинок пилу у пиловловлювачі" проаналізовано сили, які діють на частинку пилу у відцентрових та інерційних пиловловлювачах та описані закономірності її руху в таких апаратах.

Рух частинки пилу в криволінійному потоці описували, виходячи з диференціального рівняння у векторній формі:

,

(1)

де – аеродинамічна сила, яка характеризує стік повітря до центра апарата; t – час релаксації частинки, с; m – маса частинки пилу, кг. На основі рівняння (1), перейшовши до полярної системи координат r, θ, описано рух частинки пилу системою двох диференціальних рівнянь

(2)

де r – відстань від осі пиловловлювача до центра маси частинки, що рухається, м; t – час перебування частинки в циклоні, с; k, k2 – постійні, що характеризують фізико-механічні властивості частинки пилу; V0 – швидкість руху частинки пилу на початковій ділянці м/с; R0 – радіус входу частинки в пиловловлювач, м.

Із системи рівнянь (2) визначали радіальну координату частинки пилу в довільний момент часу r=r(t) та її дугову координату. За відомими значеннями координат побудували траєкторію руху частинки в просторі між зовнішньою стінкою апарата і жалюзійним відокремлювачем. Для розв'язку системи рівнянь (2) було задано додаткові умови. Вважали, що частинка пилу влітає в апарат і починає рухатися в напрямку до відокремлювача (початковий етап), потім вдаряється в жалюзі і відбивається від них з деякою швидкістю, або проникає в щілину між жалюзі (рис. 1). У першому випадку рух частинки продовжується далі (наступний етап) до стінки корпуса апарата, а в другому випадку частинка виводиться із чистим повітрям, що є небажаним явищем. Відбившись від жалюзі, частинка пилу повинна рухатися якийсь час в напрямку до зовнішньої стінки апарата, але під дією аеродинамічної сили стоку вона знову повертається до жалюзійного відокремлювача. Час перебування частинки пилу в активній зоні апарата , де , Н – висота циліндричної частини циклона, м; g – прискорення земного тяжіння, м/с2.

Враховуючи можливі траєкторії руху частинок пилу (рис. 1) знайдено розв'язок