Моделирование газодинамических процессов в плоскорукавном фильтре | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 6 июня.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №19 (309) май 2020 г.

Дата публикации: 06.05.2020

Статья просмотрена: 6 раз

Библиографическое описание:

Порев, Д. С. Моделирование газодинамических процессов в плоскорукавном фильтре / Д. С. Порев, Е. Ю. Шарай. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 19 (309). — С. 46-48. — URL: https://moluch.ru/archive/309/69656/ (дата обращения: 29.05.2020).



В статье представлен результат моделирования газодинамических процессов в плоскорукавном фильтре в сравнении с обычным рукавным фильтром. Представлена визуализация таких параметров, как скорость и траектория потока, скорость и траектория частиц, а также распределение давления. Компьютерное моделирование было проведено в программном комплексе Solidworks Flow Simulation

Ключевые слова: плоскорукавный фильтр, рукавный фильтр, моделирование, Solidworks Flow Simulation, защита атмосферы

В настоящее время одной из самых актуальных проблем является повышение степени очистки промышленных выбросов при снижении капитальных и эксплуатационных затрат. Одним из способов модернизации существующих систем газоочистки является использование плоскорукавных фильтров, взамен обычных рукавных фильтров. [1].

Для исследования разницы между рукавным фильтром и плоскорукавными фильтром были созданы 3D модели двух фильтров с одинаковым корпусом и с одинаковой площадью фильтрации. Также были заданы одинаковые граничные условия.

В качестве программного комплекса для моделирования газодинамических процессов был выбран Solidworks Flow Simulation, так он имеет такие плюсы как дружелюбный к пользователю интерфейс; сокращение времени на задание каждого проекта; стабильность работы программы; возможность создавать геометрию и производить расчеты в одном программном комплексе; хорошее качество поверхностей, подробную визуализацию.

Flow simulation моделирует движение потока, на основе решения уравнения Навье — Стокса, которое являет интерпретацией законов сохранения массы, импульса, и энергии для потока жидкости, и газа. Уравнения дополнены выражениями состояния среды, которые определяют природу этой среды и эмпирическими зависимостями плотности, вязкости и теплопроводности среды от температуры. Для расчётной области строится структурированная неравномерная сетка с разбиением по мере приближения к поверхности модели, и на участках с большими градиентами физических параметров текучей среды, определяемыми во время расчёта. Моделирование обтекания основано на конечно-объёмном методе (МКО) решения уравнений газодинамики и использует прямоугольную адаптивную сетку с местным разбиением. Уравнения Навье-Стокса решаются методом расщепления по физическим процессам. Для получения достаточно точной картины распространения линий тока внутри исследуемой модели необходима расчётная сетка с ячейками меньше самого малого вихря. [2].

Были заданы следующие граничные условия. Они представлены в таблице 1.

Таблица 1

Граничные условие

Давление на входе, Па

101325

Расход очищаемых газов м3/с (м3/ч)

2 (7200)

Задав граничные условия, были смоделированы газодинамические процессы для нахождения таких параметров, как скорость потока, распределение давления, а также скорость и траектория частиц. Их визуализация представлена на рисунках 1, 2, 3.

Рис. 1. Скорость и траектория потока

Рис. 2. Скорость и траектория частиц

Рис. 3. Распределение и перепад давления

Характеристики обоих фильтров представлены в таблице 2.

Таблица 2

Характеристики рукавных фильтров

Характеристика

Обычный рукавный фильтр

Плоскорукавный фильтр

Количество рукавов, шт.

80

128

Длина рукава, м

3

2

Площадь фильтрации, м2

100

100

Таким образом мы можем увидеть, что при одинаковой площади фильтрации и одинаковой эффективности очистки, плоскорукавный фильтр может занимать как минимум на 33 % меньше места в сравнении с обычным рукавным фильтром, так как плоская форма рукавов позволяет разместить в таком же корпусе на 60 % больше рукавов, что позволяет уменьшить их длину в сравнении с цилиндрической формой рукавов. Это в свою очередь позволяет существенно снизить занимаемое фильтрами пространство на производственных площадках.

Литература:

  1. Р. Марграф Практические примеры эффективного улавливания пылевидных и газообразных частиц при помощи плоскорукавного фильтра и метода рециркуляции с шаровым ротором. (LÜHR FILTER GmbH & Co KG, Германия) — межотраслевой научно-практический журнал «Пылегазоочистка» № 6 (июль-декабрь), 2013.– С. 5.
  2. А. А. Алямовский SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 800 с.
Основные термины (генерируются автоматически): обычный рукавный фильтр, программный комплекс, траектория частиц, фильтр, одинаковая площадь фильтрации, распределение давления, траектория потока, скорость, рукавный фильтр.


Похожие статьи

Разработка фильтров летательных аппаратов с учетом...

Гидродинамика процесса течения жидкости в фильтрующем материале фильтроэлемента объёмной фильтрации. Применение методов компьютерного моделирования при проектировании фильтроэлементов и фильтров позволяет значительно ускорить...

Моделирование процессов фильтрации суспензии в пористой...

Соответственно зоны фильтра называются активными и пассивными.

Где не является постоянной в течение процесса фильтрации, — скорость фильтрации.

Кольматационные и суффозионные процессы зависят от градиента давления — , причем чем больше , тем меньше...

Разработка КИХ-фильтра с использованием распределенной...

Существуют два типа фильтров: аналоговые фильтры и цифровые. Аналоговый фильтр работает с напряжением, тогда как цифровой фильтр работает с дискретными сигналами. У цифровых фильтров лучшее соотношение сигнал/шум, лучшая воспроизводимость, и они...

Активные и пассивные электрические фильтры | Молодой ученый

Фильтр — устройство, которое передает сигналы в определенной области частот и препятствует прохождению сигналов вне этой области. Идеальный фильтр имеет постоянную и отличную от нуля передаточную характеристику в необходимом диапазоне частот...

CFD-моделирование характеристик водовоздушного эжектора для...

В работе описано численное моделирование течения двухфазного потока в водовоздушном эжекторе для модели турбулентности k-ε. Результаты моделирования представлены в виде линий токов пассивного и активного потоков и распределения давления внутри эжектора.

Математическое моделирование процессов сепарации газов от...

Скорость турбулентного осаждения частиц является мерой интенсивности осаждения частиц из

При закрученном движении потока происходит увеличение турбулизации потока

Закрутку потока в цилиндрическом канале обычно организуют путем установки во внутреннее...

Применение адаптивных фильтров для анализа сигналов

Статья посвящена цифровым адаптивным фильтрам, параметры которых автоматически подстраиваются под статистические свойства обрабатываемого сигнала. Это позволяет создавать системы обработки сигналов, успешно функционирующие в присутствии помех.

Пример решения инженерной задачи при помощи программы...

По результатам численного расчета получаем: 1) распределения скоростей и давлений, траектории потока, рис 2. 2) Численные

По результатам расчета были также получены распределения давления и скоростей, характеризующее обтекание профиля в целом, рис 2б...

Методы предварительной фильтрации изображения

Фильтры, основанные на порядковых статистиках, занимают промежуточное положение по соотношению скорость/качество среди всех прочих алгоритмов.

Фильтры позволяют либо улучшить изображения, отсеяв ненужные «шумы» и мелкие частицы, либо изменить его так...

Похожие статьи

Разработка фильтров летательных аппаратов с учетом...

Гидродинамика процесса течения жидкости в фильтрующем материале фильтроэлемента объёмной фильтрации. Применение методов компьютерного моделирования при проектировании фильтроэлементов и фильтров позволяет значительно ускорить...

Моделирование процессов фильтрации суспензии в пористой...

Соответственно зоны фильтра называются активными и пассивными.

Где не является постоянной в течение процесса фильтрации, — скорость фильтрации.

Кольматационные и суффозионные процессы зависят от градиента давления — , причем чем больше , тем меньше...

Разработка КИХ-фильтра с использованием распределенной...

Существуют два типа фильтров: аналоговые фильтры и цифровые. Аналоговый фильтр работает с напряжением, тогда как цифровой фильтр работает с дискретными сигналами. У цифровых фильтров лучшее соотношение сигнал/шум, лучшая воспроизводимость, и они...

Активные и пассивные электрические фильтры | Молодой ученый

Фильтр — устройство, которое передает сигналы в определенной области частот и препятствует прохождению сигналов вне этой области. Идеальный фильтр имеет постоянную и отличную от нуля передаточную характеристику в необходимом диапазоне частот...

CFD-моделирование характеристик водовоздушного эжектора для...

В работе описано численное моделирование течения двухфазного потока в водовоздушном эжекторе для модели турбулентности k-ε. Результаты моделирования представлены в виде линий токов пассивного и активного потоков и распределения давления внутри эжектора.

Математическое моделирование процессов сепарации газов от...

Скорость турбулентного осаждения частиц является мерой интенсивности осаждения частиц из

При закрученном движении потока происходит увеличение турбулизации потока

Закрутку потока в цилиндрическом канале обычно организуют путем установки во внутреннее...

Применение адаптивных фильтров для анализа сигналов

Статья посвящена цифровым адаптивным фильтрам, параметры которых автоматически подстраиваются под статистические свойства обрабатываемого сигнала. Это позволяет создавать системы обработки сигналов, успешно функционирующие в присутствии помех.

Пример решения инженерной задачи при помощи программы...

По результатам численного расчета получаем: 1) распределения скоростей и давлений, траектории потока, рис 2. 2) Численные

По результатам расчета были также получены распределения давления и скоростей, характеризующее обтекание профиля в целом, рис 2б...

Методы предварительной фильтрации изображения

Фильтры, основанные на порядковых статистиках, занимают промежуточное положение по соотношению скорость/качество среди всех прочих алгоритмов.

Фильтры позволяют либо улучшить изображения, отсеяв ненужные «шумы» и мелкие частицы, либо изменить его так...

Задать вопрос