Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 3.

Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 3. С. 437-446. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-3-437-446 УДК 697.94 Численное исследование влияния геометрии элементов сепаратора для очистки пыли пищевых производств на его эффективность В. Э. Зинуров, В. В. Харьков*, А. А. Абдуллина, И. Н. Мадышев *Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань, Россия; e-mail: v.v.kharkov@gmail.com, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8219-7323 Информация о статье Поступила в редакцию 03.05.2024; получена после доработки 03.06.2024; принята к публикации 07.06.2024 Ключевые слова: очистка воздуха, фракционная эффективность, CFD, сепарация, газопылевой поток Реферат На современных пищевых предприятиях задача обеспечения качественной воздухоочистки от пыли является актуальной. Предложен оригинальный сепаратор- пылеуловитель, особенностью которого является наличие конструктивных элементов различной формы, размещенных в шахматном порядке. Данное конструктивное решение обеспечивает формирование волнообразной структуры течения газопылевого потока внутри устройства. Сепарация твердых частиц из воздуха происходит за счет инерционных и центробежных сил. Цель работы - оценка фракционной эффективности данного сепаратора с конструктивными элементами различной геометрической формы в процессе пылеулавливания. Рассматриваются двутавровые, П-образные, дугообразные и V-образные конструктивные элементы. Исследование выполняется с помощью численного моделирования при изменении скорости газопылевого потока от 0,5 до 3 м/с и размера твердых частиц от 10 до 200 мкм. Установлено, что форма конструктивных элементов в значительной мере определяет эффективность отделения пылевидного материала из потока газа. Конструктивные элементы V-образного типа показали наибольшую среднюю эффективность сепарации по сравнению с другими формами при прочих равных условиях. Это связано с тем, что в таком сепараторе частицы направляются к своему апексу, где скорость частиц уменьшается, что способствует их последующему оседанию в накопительный бункер. Максимальная эффективность для V-образных элементов составила в среднем 80,1 % при входной скорости газопылевого потока, равной 0,5 м/с. Наименьшая эффективность наблюдалась у двутавровых элементов, так как частицы возвращаются в воздушный поток после отскока от стенок. Для цитирования Зинуров В. Э. и др. Численное исследование влияния геометрии элементов сепаратора для очистки пыли пищевых производств на его эффективность. Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 3. С. 437-446. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-3-437-446. Numerical study of influencing geometry of separator elements for cleaning dust of food production on its efficiency Vadim E. Zinurov, Vitaly V. Kharkov*, Azalia A. Abdullina, Ilnur N. Madyshev *Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia; e-mail: v.v.kharkov@gmail.com, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8219-7323 Abstract At modern food enterprises, the task of providing high-quality air cleaning from dust is relevant. The paper proposes an original dust separator, the peculiarity of which is the presence of structural elements of different shapes, arranged in a chess order. This design solution ensures the formation of a wave-like structure of the gas-dust flow within the device. The separation of solids from air is due to inertial and centrifugal forces. The aim of the work is to evaluate the fractional efficiency of this separator with structural elements of different geometric shape during the dust capture process. The paper considers I-shaped, P-shaped, arc-shaped and V-shaped structural elements. The study is carried out by numerical simulation at a gas dust flow rate of 0.5 to 3 m/s and a particle size of 10 to 200 д т . During the work it has been found that the shape of the structural elements largely determines the efficiency of separation of dust material from the gas stream. The V-shaped design elements have shown the highest average separation efficiency compared to other shapes under other equal conditions. This is due to the fact that in such a separator the particles are directed to their apex, where the velocity of the particles decreases contributing to their subsequent settling into the bunker. The maximum efficiency for V-shaped elements is on average 80.1 % at a gas dust inlet velocity of 0.5 m/s. The lowest efficiency is observed for I-shaped elements, as particles return to the air stream after rebounding from the walls. Zinurov, V. E. et al. 2024. Numerical study of influencing geometry of separator elements for cleaning dust of food production on its efficiency. Vestnik ofMSTU, 27(3), pp. 437-446. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-3-437-446 . Article info Received 03.05.2024; received in revised form 03.06.2024; accepted 07.06.2024 Key words: air cleaning, fractional efficiency, CFD, separation, dusty gas flow For citation 437