Научный архив: статьи

Загрязнение воздушной среды производственной пылью на предприятиях агропромышленного комплекса оказывает многоплановое негативное воздействие, создавая прямую угрозу здоровью персонала, снижая срок службы оборудования и повышая риски возникновения чрезвычайных ситуаций для окружающей среды. Существующие методы очистки, особенно для частиц размером менее 10 мкм, часто неэффективны или энергозатратны. Целью работы является комплексное теоретическое обоснование и разработка аналитических моделей для оценки эффективности нового газожидкостного вихревого сепарационного устройства с тангенциально-лопаточным завихрителем, комбинирующего центробежный и инерционный механизмы сепарации в поперечном потоке. На основе анализа траекторий движения частиц и уравнений массопереноса были разработаны аналитические зависимости, позволяющие прогнозировать фракционную эффективность сепарации в зависимости от расходов газа (G) и орошающей жидкости (L). Установлено, что эффективность центробежной сепарации критически зависит от соотношения L/G: увеличение подачи жидкости снижает крутку потока. Так, для частиц диаметром 10 мкм при соотношении L/G = 0,12 эффективность достигает 80%, но падает до 18% при L/G = 0,47. В то же время эффективность инерционного осаждения на каплях жидкости зависит от нагрузки по жидкости, демонстрируя положительную корреляцию с размером частиц. Увеличение расхода жидкости с 21 до 168 кг/ч повышает эффективность инерционного механизма для частиц 10 мкм с 56% до 94%. Расчет суммарной эффективности сепарации подтверждает высокий потенциал устройства для улавливания широкого фракционного состава производственной пыли. Разработанные модели и полученные результаты создают основу для проектирования высокоэффективных систем пылеочистки, целенаправленно адаптированных к условиям агропромышленного комплекса, в частности для предприятий по производству комбикормов и переработке зерна.