Дослідження параметрів роботи спірального прямотечійного циклону
Автор: Бойковський Дмитро Русланович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У роботі проведено чисельне дослідження гідродинамічних процесів у спіральному прямотечійному циклоні з використанням методів обчислювальної гідродинаміки (CFD). Проаналізовано вплив витрати газу та схем підключення (на лінії нагнітання та всмоктування) на структуру потоку, гідравлічний опір, загальну та фракційну ефективність очищення. Об’єкт дослідження - спіральний прямотечійний циклон, в якому закручування потоку відбувається за рахунок спірального вхідного патрубка. Предмет дослідження - спіральний прямотечійний циклон як апарат для сухого очищення газів від пилу. Зокрема, аналізуються його гідродинамічні параметри, такі як структура газового потоку, зміни тиску та швидкості, гідравлічний опір, загальна та фракційна ефективність сепарації Метою магістерської роботи є експериментальне та чисельне дослідження впливу схеми підключення вентилятора (робота на лінії всмоктування та на лінії нагнітання) на аеродинамічні та сепараційні характеристики спірального прямотечійного циклону У першому розділі надано аналітичний огляд літератури щодо апаратів для сухого очищення газів від пилу, з класифікацією обладнання (гравітаційні, інерційні, відцентрові, фільтраційні та електростатичні), детальним аналізом циклонів, їх конструкцій, гідродинамічних процесів та порівняльними характеристиками. Другий розділ присвячений математичній моделі процесу руху газового потоку в спіральному прямотечійному циклоні, що включає опис турбулентного руху, компонент швидкостей та факторів сепарації (хоча деталі моделі обмежені в доступному тексті). У третьому розділі представлено чисельне дослідження роботи циклону за допомогою CFD, з аналізом структури потоку, змін тиску та швидкості, гідравлічного опору, загальної та фракційної ефективності очищення залежно від витрати газу та режимів роботи (нагнітання чи всмоктування). Проаналізовано вплив витрати газу та схем підключення (на лінії нагнітання та всмоктування) на структуру потоку, гідравлічний опір, загальну та фракційну ефективність очищення. Встановлено, що режим нагнітання забезпечує вищу ефективність сепарації для дрібнодисперсних частинок (3–8 мкм), але з більшим енергоспоживанням (опір на 15–20% вищий). Запропоновано практичні рекомендації щодо вибору режиму роботи залежно від пріоритетів (ефективність чи енергоефективність). Результати підтверджено моделюванням, що узгоджується з класичними теоріями турбулентних потоків. Ключові слова: спіральний прямотечійний циклон, очищення газів, гідродинаміка, ефективність сепарації, CFD-моделювання, гідравлічний опір, solidworks flow simulation