Аеродинамічний пиловловлювач

Аеродинамічний пиловловлювач, що містить вертикально розташований циліндрично-конічний 3 60037 4 нього крила літака і обернена назустріч Необхідно, щоб загальна площа живого пилоповітряному потоку, нижньої, що розташована перерізу жалюзійного відокремлювача перевищуперпендикулярно до осі апарата і внутрішньої, що вала площу поперечного перерізу корпуса, в паралельна до вертикальної осі відокремлювача. результаті - при русі пилоповітряної суміші тиск Р1 Конструкція і порядок роботи пояснюються ривсередині жалюзійного відокремлювача нижчий за сунками. тиск Р2 між корпусом і зовнішньою поверхнею На фігурі 1 показана схема пиловловлювача. відокремлювача. На фігурі 2 показані жалюзі відокремлювача. Розглянемо процес розділення двофазних сеНа фігурі 3 показана форма зовнішньої частиредовищ на прикладі двох любих ни жалюзі відокремлювача. послідовнорозташованих жалюзі (схематично цей На фігурі 4 показана схема розділення двопроцес показаний на фіг.4). фазного середовища. При русі повітря з частинками пилу вздовж осі Аеродинамічний пиловловлювач складається апарата зверху вниз потік плавно обтікає зовнішню з циліндрично - конічного корпусу 1, в верхній овальну поверхню жалюзі 5. Зовнішній шар потоку, частині якого знаходиться тангенційний вхідний „зрізаний" наступними жалюзі, за рахунок різниці патрубок 2.: Жалюзійний відокремлювач 3 розтатисків проходить у щілини між ними. Зміна нашований коаксійно корпусу 1 і складається з прямку руху з осьового на радіальний (на кут жалюзі 4, які виконані з трьох частин зовнішньої 5, більше 90° але менше 180°) приводить до виникнижньої 6 і внутрішньої 7. До верхньої частини нення сил, які діють на частинки, направлених на жалюзійного відокремлювача приєднаний вихлопрівні кожної жалюзі до вертикальної осі апарата, ний патрубок 8 для виходу очищеного повітря. В заганяючи частинки пилу в основний потік і не нижній частині корпуса 1 по його осі встановлений дозволяючи їм разом з повітрям входити в щілину. пиловипускний патрубок 9, під'єднаний до бункера Більше того, обтікання потоком гострого ребра (на кресленні не показаний). жалюзі 6 приводить до утворення зони відриву Працює аеродинамічний пиловловлювач на(„кишеньки"), в якій формується торовий вихор. ступним чином. Торовий вихор має стійку форму через узгодження Запилене повітря через вхідний тангенційний її з потоком і слабкість протитоків. Торовий вихор патрубок 2 поступає всередину корпуса 1, де підживлюється енергією потоку і є найважливішим здійснює гвинтоподібний рух зверху вниз. фактором, який протидіє внесу частинок у щілини Всередині корпуса 1 пилоповітряний потік між жалюзі, включаючи і дрібнодисперсні частинздійснює спочатку один - два оберти навколо вихки. лопного патрубка 8, де під дією відцентрових сил Таким чином, по мірі проходження відбувається пошарове розділення потоку, а далі пилоповітряного потоку через жалюзійний він поступає в простір між корпусом 1 і жалюзійним відокремлювач, тверді частинки пилу концентрувідокремлювачем 3. Дрібніші частинки пилу не ються біля внутрішнього корпуса апарата і, рухаювиділені з потоку відцентровою силою чись гвинтоподібне зверху вниз навколо підхоплюються потоком повітря і несуться до відокремлювача, виводяться через пиловипускний жалюзійного відокремлювача 3. При цьому повітря патрубок 9 у бункер. Очищене повітря за допоморобить різкий поворот малого радіусу (на кут гою жалюзійного відокремлювача формується в більший 90 градусів, але менший 180 градусів) і організований потік і направляється для викорипроходить в щілини між жалюзі, а дрібні частинки стання або утилізації у вихлопний патрубок 8. пилу завдяки силі інерції мають більший радіус Аеродинамічний ефект розділення в апараті повороту і не встигають за ним, пролітають мимо виникає при певній мінімальній швидкості щілин, стикаються з жалюзі і в результаті - або повітряного потоку, подібно до того, як виникають відбиваються від них, або рухаються вздовж їх підйомні сили при розгоні літака по взльотній поверхні зверху вниз. смузі. При швидкостях нижчих за мінімальну апаЖалюзі 4 відокремлювача 2 (фіг.2) мають три рат працює як звичайний циклон і ефективність поверхні: його роботи різко зменшується. Верхня межа зовнішню, що обернено назустріч швидкості пилоповітряного потоку практично пилоповітряного потоку; обмежується вибором оптимального нижню (задню), що розташована перпендикуаеродинамічного опору апарата, який після деяколярно до осі апарата; го певного значення різко збільшується. внутрішню, що розташована паралельно На експериментальному стенді НУ “Львівська вертикальній осі відокремлювача. політехніка” проведені порівняльні дослідження Зовнішня поверхня жалюзі має аеродинамічну запропонованого аеродинамічного пиловловлюваформу, подібну на профіль переднього або основча з прототипом на стандартному експерименного края семетричного крила літака (фіг.3). При тальному пилу - кварцевому піску. цьому жалюзі переважно подібна до форми, яка Дані випробувань приведені в таблиці 1. показана на фіг.3а, але і може мати форму подібну до форми, яка показана на фіг. 3в. Таблиця 1 Треба зауважити, що в жалюзійному відокремлювачі жалюзі встановлюються таким Порівняльні дослідження пиловловлювачів чином, що між ними не було отвору паралельно осі відокремлювача, тому пилогазовий потік, проЕфективність пиловловлення, % Розхід ходячи через першу жалюзі, зустрічає перешкоду у повітря, запропонований прототип 3 вигляді наступної жалюзі. м /год Розмір пилу, мкм 5 60037 6 якості пилу, його концентрація, дисперсний 32 50 32 50 фракційний вміст. 1000 81,5 82,4 79,8 81,0 Переваги аеродинамічних пиловловлювачів: 1500 83,4 85,6 81,5 83,4 стабільність роботи при мінімальних 2000 84,7 87,4 83,4 85,2 експлуатаційних витратах; 2500 87,8 89,4 84,3 88,1 низькі капітальні витрати: 3000 88,6 89,8 87,1 88,6 безперервність процесу пиловловлення і відводу пилу; Переваги запропонованої конструкції очевидні, працездатність у широкому діапазоні темперащо пояснюється виконанням жалюзі тур і в агресивному середовищі; відокремлювача оптимальної форми. висока стійкість системи; З вищенаведеного виходить, що ефективність невеликі габарити і матеріалоємність; аеродинамічного очищення залежить від багатьох багатоваріантність способів монтажу (вертифакторів, основними з яких є: форма жалюзі (в кальному, горизонтальному, в нахиленому стані); першу чергу форма зовнішньої її поверхні), її сумісність з існуючими газоходами і любими розміри, величина ширини щілини між жалюзі, пристроями газопилоочищення. швидкість пилоповітряної суміші, фізико-хімічні 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 60037 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601