Диссертация (1025509), страница 25

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 25)

Точки, не принадлежащиеобобщенным зависимостям на Рисунке 3.34, соответствуют режимам работыза пределами выявленных технологических границ проведения процесса.Учитываяасимптотическиесвойстваl/l0→1придля(Kin-1)→0гидроциклонов-классификаторов малых размеров с диаметром в диапазонеdц=0,025...0,50 м (Рисунок 3.34,б), используя полученные результаты, можноопределить величину l/l0 в виде нелинейной эмпирической зависимости:2 dц l / l 0  1  0,3   50  ( K in  1) .d (3.38)При этом было установлено, что соотношение между величинами l/l0 дляразличных образцов d25 и d50 прямо пропорционально отношениюквадратов их диаметров  7  d 25 / d 50   1 .2Тогда с учетом подстановки (3.37) в (3.38) выражение для l примет вид:2250 ddц3/ 2 l  1  0,3 50  ( K in  1)  7,63 k d  0 . d ц (3.39)Представленные результаты позволяют сделать вывод, что с увеличениеминжекционного расхода значение «fish-hook» эффекта снижается, что непротиворечит экспериментальным данным.

При этом к параметрам,определяющим интенсивность случайных составляющих, следует отнестивеличины dц, w' 0 , Qin Q , взаимосвязанные с величинами k0 и Kin, что указываетна наличие взаимосвязи между величинами детерминированных и случайныхсоставляющих процесса классификации.Значимыевеличиныпараметра∆l,характеризующегоизменениеэффективного диаметра взаимодействия частиц i-ой фракции за счет физико-174химических, гидродинамических и других явлений, например за счетсольватных оболочек частиц или отклонений от закона Стокса, былиэкспериментально зафиксированы лишь при минимальном основном расходе7∙10-4 м3/с (42 дм3/мин) и наличии инжекционного расхода, составляющегоболее 10% основного расхода.

При малых инжекционных расходах, непревышающих 10% от основного расхода, ∆l с необходимой точностью дляинженерных расчетов можно принять равной нулю. Это позволяетпредположить, что данная величина связана с частичным разрушениемструктуры основного потока под действием инжектируемого потока прималых давлениях нагнетания. Таким образом, для устойчивых потоков придостаточных давлениях нагнетания можно считать ∆l = 0.Зависимость b∑ от определяющего параметра win w0' для одноструйноготангенциального инжектора T1, обеспечивающего несимметричный вводинжекционной струи в аппарат, для различных образцов гидроциклоновпредставлена на Рисунке 3.35,а.Обобщенные расчетные зависимости (Рисунок 3.35,а) для образцовгидроциклонов d25 и d50 имеют вид соответственно:Посколькувw b  10 7   0,08   in   0,3  , w' 0 (3.40)w b  10 7   0,174   in   1,17  . w' 0 (3.41)рамкахразработанноймоделиинтенсивностьклассификационного воздействия в аппаратах цилиндроконического типабыла пропорциональна площади боковой поверхности рабочей части этихаппаратов, можно предположить, что соотношение между коэффициентамиb для различных образцов d25 и d50 будет пропорционально отношениюквадратов этих диаметров, а именно  8  d 25 / d 50   1 , что совпадает с2аналогичными оценками, представленными в работе [108].175а)б)2,5522,04bƩ , 10-7 c-1bƩ , 10-7 c-18  dц d 50 1,51,00,53210,00123040win/w'0bƩ , 10-7 c-1в)1234win/w'04,03,53,02,52,01,51,00,50,09  dц d 50 2d25 T1 9,8d25 T1 11,6d25 T1 13,9d50 T1 54d50 T1 65d50 T1 790,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0Kin-1Рисунок 3.35.

Результаты определения: а) b = b ( winзависимостиb = b ( win w0' );в)w0' );б) обобщеннойобобщеннойзависимостиb = b ( Kin-1) для d50 T1 при Q=9∙10-4; 1∙10-3; 1,3∙10-3 м3/с (54;65; 79 дм3/мин) и d25 T1 при Q=1,6∙10-4 ; 1,9∙10-4 ; 2,3∙10-4 м3/с(9,8; 11,6; 13,8 дм3/мин)Результаты сопоставления экспериментального определения величины bв зависимости от относительной скорости инжекционного потока дляобразцов гидроциклонов d25 и d50 с учетом величины  8 представлены наРисунке 3.35,б.Учитываяасимптотическиесвойстваприwin/w'0→0b → b 0длягидроциклонов-классификаторов малых размеров, где b 0  коэффициентинтенсивности случайный составляющих для частиц всех фракций при176отсутствии инжекции, можно определить величину b в виде линейнойэмпирической зависимости: dц b  10   50 d 27Этопозволяет2 win w 07  d  0,174    10   0,174   in   1,17  .

(3.42)b50 w'  w'  d   0 0сделатьвывод,чтовыборwin w0'вкачествеопределяющего параметра для коэффициента b∑ является экспериментальнообоснованным.'С учетом взаимосвязи между величинами Kin и win w0 была произведенаповторная обработка экспериментальных данных в координатах (Kin-1, b )(Рисунок 3.35,в).Точки, не принадлежащие обобщенным зависимостям на Рисунке 3.35,соответствуют режимам работы за пределами выявленных технологическихграниц проведения процесса.Анализ графика, представленного на Рисунке 3.35,в, показывает, что дляисследованныхцилиндроконическихгидроциклонов-классификаторовснесимметричной инжекцией T1 можно предложить обобщенную зависимостьс учетом  9  d 25 / d 50   1 в виде:22b  107 dц 0  50  0,54  ( K in  1)  b  10 7d 2 dц   50  0,54  ( K in  1)  1,17  .

(3.43)d Полученные результаты позволяют сделать вывод, что несимметричныйввод инжекционной струи вносит в поток дополнительное возмущение,которое характеризуется ростом коэффициента b∑ с увеличением скоростиинжекции.Для симметричного ввода инжекционных струй, обеспечиваемогоприменением двуструйного тангенциального инжектора T2, значениевеличины bможет считаться постоянным в рамках погрешностирезультатов проведенных исследований и не зависящим от значения'относительной скорости win w0 (Рисунок3.36,а). Аналогичные выводы177могут быть сделаны и в отношении взаимосвязи между величинами b∑ и Kin(Рисунок 3.36,б).б) 2,5d50 T2 42d50 T2 54d50 T2 65d50 T2 792,01,5bƩ 10-7 c-1bƩ 10-7 c-1а) 2,51,00,510  d ц / d 50 2,01,51,00,520,011  dц / d 50 20,00123450,00,51,0win/w'01,52,0Kin-1Рисунок 3.36. Результаты определения: а) обобщенной зависимости b∑= b∑(win/w'0); б) обобщенной зависимости b = b ( Kin-1) для образцаd50 T2 при Q=7∙10-4; 9∙10-4; 1∙10-3; 1,3∙10-3 м3/с (42; 54; 65; 79дм3/мин)Такимобразом,дляцилиндроконическихгидроциклонов-классификаторов малых размеров с симметричной инжекцией T2 полученаобобщенная зависимость вида:2 dц b  1,17 10  50   const .d 7(3.44)При этом было установлено, что соотношение между величинами b∑ дляразличных образцов гидроциклонов d25 и d50 также прямо пропорциональноотношению квадратов их диаметров 10  11  d 25 / d 50   1 (Рисунок 3.36).2Это позволяет сделать практический вывод, что симметричный вводинжекционных струй позволяет обеспечить плавность регулированияпроцесса разделения и управления «fish-hook» эффектом и с данной точкизрения может является предпочтительным.Такимобразом,одноструйногоприинжекторапрактическомсточкииспользованиизренияобеспеченияприменениеплавностирегулирования является менее предпочтительным, чем двуструйного, однако178с точки зрения экономичности проведения процесса использованиеконструкции T1 является более эффективной, чем использование T2.Выражение (2.33) показывает, что коэффициент b∑, также как ипоказатель степени n в выражении (2.33), могут влиять на вид функцииэффективности разделения Т=Т(dч).

С учетом возможного проявлениясвойств статистического самоподобия функции Т=Т(dч), ранее сделанныйвывод о том, что между величиной b∑ и показателем степени n уравнения(1.4) может существовать некоторая взаимосвязь, вызвал необходимостьпроведениядополнительныхмодельныхрасчетов.Вэтихрасчетахпроизводились оценки изменения непрерывной функции эффективностиразделения Т(dч), полученной при n≠1 по сравнению с экспериментальнымиданными, обработанными в предположении, что n=1 (Рисунок 3.37).1,0T(dч)54/2; n=1; k=10,854/2; n=0,9; k=20,654/2; n=0,8; k=454/2; n=0,7; k=80,454/2; n=0,6; k=160,254/2; n=0,5; k= 320,0ЭКСП 54/20510152025303540dч мкмРисунок 3.37. Результаты модельных расчетов изменения Т(dч) приразличных значениях n по сравнению с экспериментальнымизначениями Т(di)В качестве базовых были приняты значения n=0,9; 0,8; 0,7; 0,6 и 0,5 длявсего исследованного диапазона инжекционных расходов при основномрасходе 9∙10-4 м3/с (54 дм3/мин) и инжекционном расходе 3,3∙10-5 м3/с (2дм3/мин).При этом на эмпирическом уровне была найдена взаимосвязь β=β(n)между коэффициентом пропорциональности β и показателем степени n,179необходимая для использования свойств статистического самоподобия(Таблица 6).Таблица 6.Взаимосвязь между величинами β=β(n)Параметрβn11Значения480,80,720,9160,6320,5Выявленная зависимость позволила установить вид функциональнойзависимости исследуемой взаимосвязи β=β(n) в виде:  210( n1) .Представленныерезультаты(3.45)позволяютконстатировать,чтоприменительно к функции Т=Т(dч) свойство статистического самоподобия винтегральных оценках этой величины в исследуемом диапазоне измененияопределяющих параметров выполняется лишь частично.

Характеристики

Список файлов диссертации