Диссертация (1025509), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Это заставило не только обратиться к более детальномурассмотрению конструктивных особенностей схемы ввода инжекционногопотокавобразцехарактеристикахгидроциклона(основнойрасходd50иприодинаковыхинжекционный)ирасходныхразличныхконструктивных особенностях инжекторов, но и произвести дополнительнуюобработку экспериментальных данных.1493.3.2.Результатыисследованийособенностейконструктивногооформления инжектораДля выявления особенностей схемы ввода инжекционного потока внижнюю коническую часть аппарата, в рассмотрение была введена функция,характеризующая интенсивность процесса классификации для различныхфракций в виде ∆T/∆Qin =∆T(di)/∆Qin, которая получена в результатепоследовательной обработки функции эффективности разделения частицi-ых фракций T(di)=f(Qin) при заданном постоянном основном расходе Q взависимости от значения инжекционного расхода Qin для различныхконструкций инжектора.
Далее, с использованием метода наименьшихквадратов была получена линейная аппроксимационная зависимость вида:y=k"x+b, где y=T(di), x=Qin, b=const. В результате величина k"=∆T(di) )/∆Qinхарактеризовалаинтенсивностьизмененияразделяющейспособностиаппарата по мере увеличения инжекционного расхода. Последующий выборв качестве определяющего параметра величины di позволил получить длячастицразличныхфракцийтребуемуюзависимостьвида∆T/∆Qin =∆T(di)/∆Qin (Рисунки 3.22, 3.23).T(di)/Qin1,5E+039,8 T111,6 T113,85 T11,0E+035,0E+020,0E+000Рисунок3.22.Результатыклассификации1020dч мкмопределениядля3040интенсивностиразличныхфракцийпроцессаввиде∆T/∆Qin=∆T(di)/∆Qin для d25 T1 при увеличении Qin приQ=1,6∙10-4; 1,9∙10-4; 2,3∙10-4 м3/с (9,8; 11,6; 13,8 дм3/мин)1507,E+026,E+025,E+024,E+023,E+022,E+021,E+020,E+00б)54Т165Т179Т10102030T(di)/QinT(di)/Qinа)404,0E+023,5E+023,0E+022,5E+022,0E+021,5E+021,0E+025,0E+010,0E+0002,0E+02T(di)/Qin1,6E+021,2E+0242Т454Т465Т48,0E+014,0E+010,0E+00г)2,E+02T(di)/Qindч мкмв)42 T254 T265 T279 T22,E+021030dч мкм4042R454R465R41,E+025,E+010,E+00010203040010dч мкмРисунок203.23.203040dч мкмРезультатыклассификацииопределениядляинтенсивностиразличныхфракцийпроцессаввиде∆T/∆Qin =∆T(di)/∆Qin для d50 при увеличении Qin приQ=7∙10-4; 9∙10-4; 1∙10-3; 1,3∙10-3 м3/с (42, 54, 65, 79 дм3/мин):а) Т1; б) Т2; в) Т4; г) R4Представленные на Рисунках 3.22 и 3.23 результаты для образцовгидроциклонов d25 и d50 показывают, что интенсивность изменениязначений функции эффективности разделения для частиц различныхдиаметров имеет ярко выраженный нелинейный характер.
Кроме того, длятангенциальногоспособавводаинжекционнойструиимеетместовзаимосвязанное поведение частиц крупных фракций, соизмеримых смедианным зерном разделения, и частиц самых мелких фракций, размеромменее 5 мкм (Рисунки 3.22, 3.23). В этом случае кривые имеют локальныйминимум примерно в районе размеров диаметра частиц около 4 мкм и двалокальных максимума: в диапазоне наиболее мелких фракций и в диапазонедиаметра частиц порядка 7…25 мкм. Эффективность инжекционного151воздействия практически обращается в ноль для частиц размером более 35мкм. Указанные обстоятельства свидетельствуют о наличии одновременногоуноса в верхний слив под действием инжектируемого потока как мелких, таки крупных фракций.
При радиальном вводе инжекционного потокаэффективность инжекционного воздействия оказывается менее выраженной,а нелинейный характер интенсивности изменения значений функцииразделения частиц проявляется менее сильно (Рисунок 3.23,г).Локальные максимумы функций ∆T/Qin=∆T(di)/Qin для крупных частицсопоставимы и несколько ниже значений d50, которые вычислены пометодикам без учета случайных составляющих [108] и отмечены на графикахвертикальными линиями для каждого расхода на входе в аппарат. ДанныеРисунков 3.22, 3.23,а свидетельствуют о том, что для конструкции T1значение локального максимума в области крупных частиц функции∆T/Qin=∆T(di)/Qin слабо уменьшается с увеличением основного расхода исоставляет для образца гидроциклона d50 порядка 10 мкм, а для образцагидроциклона d25 порядка 12 мкм.
При этом эффективность инжекционноговоздействиянесколькоснижаетсясувеличениемрасходапитаниягидроциклона. Для конструкции инжектора Т2 значение локальногомаксимума функции ∆T/Qin=∆T(di)/Qin является переменной и значительноуменьшаетсяпо мере возрастания основногорасхода.
Для другихконструкций инжектора указанные величины либо оставались практическинеизменными, либо их изменение носило колебательный характер.С целью выявления наиболее эффективного варианта конструктивногооформления встроенного инжектора произведено сопоставление результатовдля T1, T2, T4 и R4 функции ∆T/Qin=∆T(di)/Qin при одинаковых расходах,представленное на Рисунке 3.24.152T(di)/Qin42Т242Т43,0E+022,0E+021,0E+02б)T(di)/Qin4,0E+02а)4,0E+023,0E+022,0E+020,0E+001020dч мкм7,0E+026,0E+025,0E+024,0E+023,0E+022,0E+021,0E+020,0E+00304065Т265Т465Т165R40г)T(di)/Qin0T(di)/Qin54Т254Т454Т15,0E+021,0E+020,0E+00в)6,0E+021020dч мкм6,0E+02304079Т179Т25,0E+024,0E+023,0E+022,0E+021,0E+020,0E+000102030400dч мкм10203040dч мкмРисунок 3.24. Результаты определения ∆T/∆Qin =∆T(di)/∆Qin для d50 приувеличении инжекционного воздействия при постоянномрасходе Q: а) 9∙10-4 м3/с (54 дм3/мин); б) 10-3 м3/с (65дм3/мин); в) 1,3∙10-3 м3/с (79 дм3/мин)Данные, представленные на Рисунке 3.24, показывают, что интенсивностьизменения значения функции разделения частиц T(di) для конструкции Т1выше, чем для конструкции T2 и T4, причем интенсивность изменениязначениялокальногомаксимумафункции∆T/Qin=∆T(di)/QinдляТ1превышает значения локального максимума той же функции для Т2практически в 2 раза, а T4 примерно в 3 раза.Конструкцию R4 следует признать неэффективной из-за слабогоинжекционного воздействия на классификационные процессы.
В связи сэтим данная конструкция была исключена из дальнейшего рассмотрения.Выполненный анализ позволяет сделать лишь предварительный вывод обэффективности применения конструкций инжекторов Т1, Т2 и Т4, посколькупредставленные на Рисунке 3.24 данные не допускают однозначных оценок.153В связи с этим была введена в рассмотрение удельная величинаинжектируемого расхода, приходящегося на одно отверстие Qin1 Qin / nin ,8,0E+026,0E+02б) 7,0E+02T(di)/Qinа)T(di)/Qinгде nin – количество инжекционных отверстий (Рисунок 3.25).4,0E+0242Т242Т42,0E+020,0E+008,0E+026,0E+021020dч мкм3040г)65Т165Т265Т44,0E+022,0E+020,0E+0001020dч мкм300T(di)/Qinв)T(di)/Qin054Т154Т254Т46,0E+025,0E+024,0E+023,0E+022,0E+021,0E+020,0E+001020dч мкм6,E+025,E+024,E+023,E+022,E+021,E+020,E+004079Т179Т2040301020dч мкм3040Рисунок 3.25.
Результаты определения ∆T/∆Qin =∆T(di)/∆Qin для d50 приувеличении инжекционного воздействия на 1 отверстие, приQ: а) 7∙10-4 м3/с (49 дм3/мин); б) 9∙10-4 м3/с (54 дм3/мин);в) 1∙10-3 м3/с (65 дм3/мин); г) 1,3∙10-3 м3/с (79 дм3/мин)Как следует из представленных результатов, по мере увеличения расходасуспензии на входе в гидроциклон Q характер изменения эффективностивоздействия инжектируемого потока практически не меняется. Однакоприменительно к удельному инжектированному расходу Qin1 наиболееэффективной следует признать конструкцию Т4.Вместе с тем с точки зрения энергетических затрат наиболее выгоднымможно считать применение конструкции Т1, а с точки зрения процессовавтоматизированного управления – применение конструкций Т2 и Т4 какобеспечивающихнаибольшуюплавностьрегулирования.Приэтом154конструкция инжектора Т1 позволяет эффективно вымывать частицы одногоразмера при всех значениях расхода питания (Рисунки 3.22, 3.23,а), тогда какконструкция Т2 и Т4 имеет возможность регулировки размера путемизменения входного расхода гидроциклона (Рисунок 3.23,б,в).Экспериментальные результаты, представленные на Рисунках 3.22–3.25,качественноподтверждаютгидродинамическоговыдвинутуювзаимодействиячастицгипотезуовлиянииразличныхразмеровнапоявление «fish-hook» эффекта.
Однако механизмы его реализации попрежнему остаются нераскрытыми.Указанные обстоятельства ставят задачу выбора и нахождения основныхопределяющихпараметровпроцессовклассификациисуспензийвгидроциклонах с дополнительной инжекцией.3.3.3. Выбор основных определяющих параметров процесса разделениясуспензий в классификационных аппаратахС целью более объективного выбора определяющих параметров процессаклассификации суспензий в гидроциклонах малых размеров с инжекцией врассмотрение были введены относительные величины, в частности, величинаwin / w'0 , характеризующая скорость инжектируемого потока, приходящегосяна одно отверстие, по отношению к скорости основного потока суспензии ваппаратеивеличинаK T T (d i ; win 0) T (d i ; win ),показывающаяизменение эффективности классификации при наличии инжекции взависимости от размеров частиц i-ой фракции для образца гидроциклона d50.Взаимосвязь между этими относительными величинами представлена наРисунке 3.26.155б) 200,5/54 T10,5/54 T20,5/54 T41510012win/w'03205100004110/54 T110/54 T210/54 T430Kt2520151050в) 404/54 T14/54 T24/54 T4KtKtа) 302340win/w'012win/w'034Рисунок 3.26.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
