Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 3.

Зинуров В. Э. и др. Численное исследование влияния геометрии элементов сепаратора. Введение Сепараторы, работающие в системе газ - твердые частицы, являются обязательным технологическим и вспомогательным оборудованием в пищевой и пищеперерабатывающей промышленности ( Штокман и др., 2007). Они используются для очистки пыли приточного и рециркуляционного воздуха в системах общеобменной и местной вентиляции, в производственном процессе для удаления пылевидных материалов технологических выбросов, а также для улавливания мелких частиц в системах пневматического транспорта (Николаев и др., 2015; Турчанинова и др., 2016; Алексеев и др., 2017). Более того, в пищевых производствах запыленность цеховых помещений часто нарушает санитарный режим предприятия и негативно отражается на качестве готовой продукции, поэтому задача разработки и исследования эффективных устройств для сепарации мелких частиц из газового потока является актуальной ( Рудыка и др., 2010; Чистяков и др., 2012; 2016; Терехова и др., 2019). Определяющими физико-химическими характеристиками пылевидных материалов являются дисперсный состав, природа твердых частиц, плотность, удельная площадь поверхности, экстремумы пределов взрываемости, электрические свойства (Ужов, 1962; Коузов, 1974; Титенок и др., 2020). Знание этих основных характеристик позволяет оценить степень опасности пыли (Ведерников и др., 2023) и является важной информацией для выбора метода сепарации и конструкции подходящего устройства для сепарации мелких частиц из газового потока (Акулич и др., 2004; Рудыка и др., 2016; Шувалов и др., 2017). В пищевой промышленности применяются сепараторы-пылеотделители разной конструкции: гравитационные, инерционные, пористые, поглощающие, электрические, акустические и т. д. (Shapiro et al., 2005). Выбор устройства основан на эффективности сепарации в соответствии с характером улавливаемой пыли. Так как параметров, влияющих на фракционную эффективность, множество, то предпочтительно при ее оценке использовать методы численного моделирования (Шваб и др., 2015; Sun et al., 2021; Амосов и др., 2022; Zinurov et al., 2022a; Тукмаков и др., 2022). В статье предлагается оригинальная конструкция сепаратора для улавливания частиц пыли из отходящего воздуха пищевых производств (рис. 1). Основным интересом при расчете сепараторов данного типа является поиск наиболее эффективной геометрической формы конструктивных элементов , которая может влиять на эффективность очистки для частиц различного размера, гидравлическое сопротивление, а также на эрозионный износ рабочих поверхностей. Рис. 1. Сепаратор с Ѵ-образными конструктивными элементами (вид с многоступенчатым разрезом): 1 - Ѵ-образные конструктивные элементы; 2 - наклонные пластины; 3 - выступы; 4 - прямые пластины; 5 - входное отверстие; 6 - выходное отверстие; 7 - корпус; 8 - бункер Fig. 1. Separator with V-shaped structural elements (view with a multi-stage section): 1 - V-shaped elements; 2 - inclined plates; 3 - flanges; 4 - straight plates; 5 - inlet; 6 - outlet; 7 - body; 8 - bunker Целью работы является оценка фракционной эффективности сепаратора с конструктивными элементами различной геометрической формы при очистке газопылевых потоков. В качестве исследуемых форм конструктивных элементов были приняты двутавровые (Зинуров и др., 2020; Zinurov et al., 2022b), П-образные (Дмитриев и др., 2018), дугообразные (Салахова и др., 2022) и V-образные (рис. 2). Вне зависимости от формы этих элементов устройство сепаратора, принцип работы и механизм улавливания частиц из газопылевого потока сохраняются. 438