Search

The advanced type of cyclone was applied to separate wood particulate matter from the air. The cyclone was designed in the laboratory of Vilnius TECH. A series of experimental studies was conducted both in the lab and under industrial conditions. These studies aimed to specify the air velocity and aerodynamic resistance in the experimental and pilot six-channel cyclone with spiral casings and curvilinear semi-rings. Air treatment efficiency was also determined. The highest air treatment efficiency achieved using experimental cyclone was 91.4%, while the pilot cyclone achieved an efficiency of 94. 5%. The industrial and experimental cyclones were found to have similar air treatment efficiency more...

This paper aims to analyse the problem of numerical modelling of the airflow in a conical reverse‐flow (CRF) cyclone with tangential inlet (equipment for separation of solid particles from gaseous fluid flow). A review of experimental and theoretical papers that describe cyclones with very complex swirling flow is performed. Three‐dimensional transport differential equations for incompressible turbulent flow inside a cyclone are solved numerically using finite volume‐based turbulence models, namely, the Standard k–ϵ model, the RNG k–ϵ model and the Reynolds stress model (RSM). The paper describes the numerical modelling of the airflow in the CRF cyclone, the height of which is 0.75 m, diameter ‐ 0.17 m, height of cylindrical part ‐ 0.255 m, height of conical part ‐ 0.425 m, inlet area is 0.085×0.032 m2. Mathematical model of airflow in a cyclone consisted of Navier‐Stokes (Reynolds) three‐dimensional differential equation system. Modelling results, obtained from the numerical tests when inlet velocity is 4.64, 9.0 and 14.8 m/s and flow rate is, respectively, 0.0112, 0.0245 and 0.0408 (0.0388) m3/s, have demonstrated a reasonable agreement with other authors’ experimental and theoretical results. The average relative error was ± 7.5%. Santrauka Nagrinejama duju aerodinamikos kūginiame grižtamojo srauto (KGS) ciklone (irenginys kietosioms dalelems atskirti iš oro srauto) su tangentiniu srauto itekejimu skaitinio modeliavimo problema. Trimates nespūdžiojo turbulentinio srauto ciklono viduje pernašos diferencialines lygtys skaitiškai sprestos baigtiniu tūriu metodu taikant standartini k–ϵ, RNG k–ϵ ir Reinoldso itempiu (RIM) turbulencijos modelius. Atliktas skaitinis oro srauto judejimo KGS ciklone modeliavimas. Ciklono aukštis – 0,75 m, skersmuo ‐ 0,17 m, cilindrines dalies aukšti ‐ 0,255 m, kūgines ‐ 0,425 m, itekejimo angos plotas 0,085×0,032 m2. Oro srauto judejimo ciklone matematinis modelis – Navje ir Stokso (Reinoldso) trimačiu diferencialiniu lygčiu sistema. Modeliavimo rezultatai, kai itekejimo greitis 4,64, 9,0 bei 14,8 m/s ir debitas – 0,0112, 0,0245 ir 0,0408 (0,0388) m3/s, neblogai sutapo su kitu autoriu eksperimentiniais rezultatais. Vidutine santykine paklaida ‐ ± 8 proc. Резюме Анализируется проблема аэродинамики газового потока в коническом возвратного потока (КВП) циклоне (оборудование для отделения твердых частиц от газового потока) с тангенциальной подачей газа. Произведен обзор экспериментальных и теоретических работ в циклонах такого типа, в которых образуется сложное вихревое течение потока. Для моделирования использованы трехмерные дифференциальные уравнения переноса, численно решаемые методом конечных объемов с использованием следующих моделей: стaндартной k–e, RNG k–e и рейнольдсовой модели турбулентности напряжений. Произведено численное моделирование движения потока воздуха в циклоне КВП, высота которого 0,75 м, диаметр – 0,17 м, высота цилиндрической части – 0,255 м, конической части – 0,425 м, площадь входного отверстия – 0,085×0,032 м 2 . Математическую модель движения потока воздуха в циклоне составила система трехмерных дифференциальных уравнений Навье-Стокса и Рейнольдса. Анализ результатов, произведенный при скоростях втекания в циклон 4,64, 9,0 и 14,8 м/с (дебит – 0,0112, 0,0245 и 0,0408 м 3 /c) и для модели рейнольдсовых напряжений, показал приемлемую согласованность с результатами других исследователей – со средней относительной погрешностью ± 7,5 проц. First Publish Online: 10 Feb 2011 Reikšminiai žodžiai: ciklonas, kietosios dalelės, skaitinis modeliavimas, turbulentumas, vienfazis, dvifazis oro srautas. Ключевые слова: циклон, твердые частицы, численное моделирование, турбулентность, одна фаза, двухфазовый поток флюида. more...

This paper aims to analyse the problem of the gas–solid particle (SP) flow in the multichannel cyclone (three rings) with tangential inlet (KDG – equipment for separation of solid particles from gaseous fluid flow). It provides a review of experimental and theoretical papers that describe cyclones with a very complex swirling flow. The paper describes the experimental study and numerical modelling of the flow in the multichannel cyclone, the height of which is 0.72 m and the diameter – 0.50 m; with the height of the cylindrical part amounting to 0.29 m, the height of the conical part – 0.43 m, and the inlet area – 0.29×0.034 m2. The multi-functional measuring instrument Testo 400, intended for measuring the flow velocity in the inlet and outlet of the multichannel cyclone was used in experimental studies of the cyclone. Three-dimensional transport differential equations (Reynolds) for incompressible turbulent flow inside a cyclone are solved numerically using finite volume-based numerical method and turbulence models, namely the Standard k-ϵ model, the RNG k-ϵ model. According to results obtained during the experiments with quartz sand and quartz sand dust pollutants, the highest SP treatment efficiency as regards these pollutants, reaching 85.8-90.4%, was obtained. Modelling results obtained from the numerical tests with the inlet velocity of 6.27–10.78 m/s and, the flow rate of 0.111–0.190 m3/s have demonstrated a reasonable agreement with experimental and theoretical results. The average relative error was ± 4.3%. Santrauka Nagrinėjama dujų ir kietųjų dalelių aerodinamika daugiakanaliame (trijų žiedų) išcentriniame ciklone-filtre (keturkanalis dulkių gaudytuvas – KDG). Srauto įtekėjimas tangentinis. Apžvelgti eksperimentiniai ir teoriniai procesų tokiuose ciklonuose, kuriuose susidaro ypač sudėtingas sūkurinis srautas, tyrimo darbai. Atliktas eksperimentinis tyrimas ir skaitinis oro srauto judėjimo KDG ciklone modeliavimas (ciklonas 0,72 m aukščio ir 0,50 m skersmens, cilindrinės dalies aukštis −0,29 m, kūginės (dulkių rinktuvo) −0,43 m, įtekėjimo angos plotas −0,29×0,034 m2). Ciklono eksperimentiniams tyrimams naudota Testo 400 daugiafunkcis matuoklis, skirtas oro srauto greičiui matuoti daugiakanalio ciklono įtekėjimo ir ištekėjimo angose. Pateiktosios pernašos trimatės diferencialinės lygtys (Reinoldso) atvejo, kai turbulentinis srautas ciklono viduje nespūdusis, skaitiškai spręstos baigtinių tūrių metodu, taikant standartinį k-ϵ, ir RNG k-ϵ turbulencijos modelius. Remiantis tyrimų rezultatais, didžiausiasis ciklono su kvarcinio smėlio ir kvarcinio smėlio dulkių teršalais valymo efektyvumas siekė 85,8–90,4%. Modeliavimo rezultatai, kai įtekėjimo greitis 6,27–10,78 m/s ir debitas −0,111–0,190 m3/s, atitinkamai neblogai sutapo su eksperimentų duomenimis. Vidutinė santykinė paklaida siekė ±4,3 proc. Reikšminiai žodžiai: ciklonas-filtras, kietosios dalelės, skaitinis modeliavimas, turbulentumas, vienfazis oro srautas, dvifazis srautas more...

The problem of the efficiency of cyclones, devices for separating heavy particles from their carrying fluid, is examined. A review of experimental and theoretical papers is conducted introducing three dimensional differential equations for transfer processes and the Reynolds stress model of turbulence. The paper describes the numerical modelling of the swirling fluid flow in the conical reverse-flow cyclone the height of which is 0.50 m and diameter – 0.20 m. The governing fluid flow equations are solved using the finite volume method in a body-fitted coordinate system. A reasonable agreement between the presented results of numerical calculations (inlet velocity - 4.64 m/s and fluid flow rate - 0.28 m3/s) and experimental and numerical data obtained by other authors is found (mean relative error did not exceed ± 5%). Article in Lithuanian. Skaičiuojamosios fluidų dinamikos modeliavimo taikymas kūginiam grįžtamojo srauto ciklonui tirti Santrauka. Nagrinėjama ciklonų, skirtų kietosioms dalelėms atskirti iš oro srauto, efektyvumo problema. Apžvelgti eksperimentiniai ir teoriniai darbai. Pateiktos trimatės pernašos diferencialinės lygtys su Reinoldso įtempių turbulencijos ir kitais modeliais. Atliktas skaitinis oro srauto judėjimo modeliavimas kūginiame grįžtamojo srauto (KGS) ciklone, kurio aukštis – 0,50 m, cilindrinės dalies aukštis − 0,29 m, kūginės − 0,133 m, skersmuo − 0,20 m. Modeliuojant aprašytas oro srauto judėjimas ciklone taikant Navjė ir Stokso trimačių diferencialinių lygčių sistemą, diskretizuotą baigtiniais tūriais. Modeliavimo rezultatai, kai įtekėjimo greitis – 4,64 m/s ir debitas – 0,28 m3/s, neblogai sutapo su kitų autorių vykdytų eksperimentų rezultatais. Gauta vidutinė santykinė paklaida − ±5 proc. Reikšminiai žodžiai: ciklonas, kietosios dalelės, skaitinis modeliavimas, skaičiuojamoji fluidų dinamika, turbulentumas. more...

The paper describes the numerical modelling of the swirling fluid flow in the Stairmand cyclone (conical reverse-flow – CRF) with tangential inlet (equipment for separating solid particles from the gaseous fluid flow). A review of experimental and theoretical papers is conducted introducing three-dimen­sional differential equations for transfer processes. The numerical modelling of the Stairmand cyclone the height of which is 0.75 m, diameter – 0.17 m, the height of a cylindrical part – 0.290 m, a conical part – 0,39 m and an inlet area is 0,085×0,032 m is presented. When governing three-dimensional fluid flow, transfer equations Navje-Stokes and Reynolds are solved using the finite volume method in a body-fitted co-ordinate system using standard k– e and RNG k– e model of turbulence. Modelling is realised for inlet velocity 4.64, 9.0 and 14.8 m/s (flow rate was 0.0112, 0.0245 and 0.0388 m3/s). The results obtained from the numerical tests have demonstrated that the RNG k– e model of turbulence yields a reasonably good prediction for highly swirling flows in cyclones: the presented numerical results (tangential and radial velocity profiles) are compared with numerical and experimental data obtained by other authors. The mean relative error of ± 7,5% is found. Article in: Lithuanian Dujų turbulencijos ciklone modeliavimas Santrauka Nagrinėjama dujų aerodinamika Stairmando ciklone (kūginis grįžtamojo srauto (KGS) ciklonas – įrenginys kietosioms dalelėms atskirti iš oro srauto) spendžiant tangentinio srauto įtekėjimo skaitinio modeliavimo problemą. Apžvelgti eksperimentiniai ir teoriniai darbai ciklonuose, kuriuose susidaro ypač sudėtingas sūkurinis srautas. Pateiktos trimatės pernašos diferencialinės lygtys nespūdžiajam turbulentiniam srautui ciklono viduje, kurios skaitiškai išspręstos baigtinių tūrių metodu taikant standartinį k–ε ir RNG k–ε turbulencijos modelius. Atliktas skaitinis oro srauto judėjimo modeliavimas Stairmando ciklone, kurio aukštis yra 0,75 m, skersmuo − 0,17 m, cilindrinės dalies aukštis − 0,29 m, kūginės − 0,39 m, įtekėjimo angos plotas – 0,085×0,032 m2 . Oro srauto judėjimo ciklone matematinį modelį sudaro Navjė ir Stokso (Reinoldso) trimačių diferencialinių lygčių sistema. Modeliavimo rezultatai – tangentinio ir ašinio greičio profiliai ciklone taikant RNG k–ε turbulencijos modelį, kai įtekėjimo greitis 4,64 ir 14,8 m/s, o debitas – atitinkamai 0,0112 ir 0,0388 m3 /s gerai sutapo su kitų autorių eksperimentiniais ir teoriniais rezultatais. Vidutinė santykinė paklaida − ±7,5 proc. Reikšminiai žodžiai: ciklonas, kietosios dalelės, skaitinis modeliavimas, turbulentumas, vienfazis srautas. more...