Представлен метод определения рациональных конструктивно-режимных параметров процесса отделения мелкодисперсных частиц от воздушного потока в циклонном аппарате. Исследование проводилось с использованием методов численного моделирования в программном комплексе SolidWorks Flow Simulation с последующей проверкой результатов физическим экспериментом на экспериментальной установке. В ходе предварительного численного моделирования определены ключевые факторы, влияющие на процесс очистки: скорость на входе, массовый расход, высота вихревой воронки и отбойного конуса. Для учета взаимного влияния факторов использован план многофакторного эксперимента Бокса - Бенкена. Получена теоретическая математическая модель процесса отделения. В ходе ее анализа установлены рациональные конструктивно-режимные параметры работы проектируемого двухступенчатого циклона. Для проверки полученных результатов по той же матрице многофакторного эксперимента и на тех же уровнях факторов проведен физический эксперимент. В результате получена практическая математическая модель процесса, при этом относительная погрешность между теоретической и практической моделями в сходственных точках плана эксперимента составила не более 2%, подтверждая применимость предложенного метода к определению рациональных конструктивно-режимных параметров циклонного аппарата с использованием программного комплекса SolidWorks Flow Simulation.
двухступенчатый циклон, комбикормовый мини-завод, очистка воздуха, пневмотранспорт, моделирование процесса центробежной сепарации
1. Мизанбекова С.К., Айтмуханбетова Д.А. Комбикормовая промышленность: трансферт новых технологий // Проблемы агрорынка. 2024. № 2. С. 100-111. DOI:https://doi.org/10.46666/2024-2.2708-9991.08 EDN: https://elibrary.ru/BCINRA
2. Блёскин С.С., Пшенов Е.А. Эксплуатация циклонных аппаратов в комбикормовом производстве // Состояние и инновации технического сервиса машин и оборудования: материалы XV Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти доц. М.А. Анфиногенова, Новосибирск, 9-11 нояб. 2023 г. Новосибирск: Золотой колос, 2023. С. 258-261. EDN: https://elibrary.ru/VSBPTS
3. Блёскин С.С., Пшенов Е.А. Пути повышения эффективности инерционных пылеуловителей // Роль аграрной науки в устойчивом развитии сельских территорий: сб. V Всерос. (нац.) науч. конф., Новосибирск, 18 дек. 2020 г. Новосибирск: Золотой колос, 2020. С. 270-273. EDN: https://elibrary.ru/GAXPEH
4. Parno H.H. et al. CFD-based redesign of large industrial-scale cyclones // Powder Technology. 2024. Vol. 448. P. 120306. EDN: https://elibrary.ru/IJKRDK
5. Горбунов С.В., Зиганшин М.Г. Создание и исследование численных моделей циклонов с наклонным и горизонтальным входом // Надежность и безопасность энергетики. 2024. Т. 17, № 3. С. 181-189. DOI:https://doi.org/10.24223/1999-5555-2024-17-3-181-189 EDN: https://elibrary.ru/NLEASY
6. De A., Polvo L.E.N. CFD analysis of the dust loading in a cyclone separator for milk powder // Powder Technology. 2024. Vol. 448. P. 120306.
7. Яковлева Е.Е., Шарай Е.Ю. Анализ возможности использования длинноконического циклона типа СК-ЦН-34 для очистки выбросов котельных // Будущее машиностроения России: сб. докл. XIV Всерос. конф. мол. ученых и спец.: в 2 т. Т. 2. М., 21-24 сент. 2021 г. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2022. С. 92-99. EDN: https://elibrary.ru/ATOTMO
8. Пат. 208117 U1 Рос. Федерация. Циклон: № 2021106836: заявл. 15.03.2021: опубл. 03.12.2021 / Е.А. Пшенов, А.А. Мезенов, М.Л. Вертей [и др.]; заявитель ФГБОУ ВО "Новосибирский государственный аграрный университет". EDN: https://elibrary.ru/EZWRGT
9. Пшенов Е.А., Блескин С.С. Разработка двухступенчатого циклона // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2023. Т. 53, № 2. С. 101-109. DOI:https://doi.org/10.26898/0370-8799-2023-2-13 EDN: https://elibrary.ru/DWNIBS
10. Пшенов Е.А., Блёскин С.С. Обоснование конструктивных параметров вихревой воронки двухступенчатого циклона с применением компьютерного моделирования // Инновации и продовольственная безопасность. 2024. № 1(43). С. 175-184. DOI:https://doi.org/10.31677/2311-0651-2023-43-1-175-184 EDN: https://elibrary.ru/HFDHNH
11. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование экспериментов в исследовании сельскохозяйственных процессов. Ленинград: Колос, 1980. 170 с.
12. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиноминальных моделей (справ. изд.) / В.З. Бродский, Л.И. Бродский, Т.И. Голикова [и др.]. М.: Металлургия, 1982. 752 с.
13. Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве: учеб. для вузов. М.: Металлургия, 1990. 400 с.
14. Соломин В.Ю., Белькова С.В., Соломин В.Ю. Подбор пылеочистительного оборудования типа циклон для металлообрабатывающих производств при помощи метода анализа иерархий // Омский научный вестник. 2023. № 4 (188). С. 46-52. EDN: https://elibrary.ru/XBFXFS
15. Chen Z., You C., Wang H., Liu Q. Experimental study on the synergetic removal of fine particles by wet flue gas desulfurization tower with a flow pattern control device // Powder Technology. 2019. Vol. 343. P. 122-128. DOI:https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.11.017
16. Шамова Е.В. Пути повышения энергоэффективности циклонов // Научный лидер. 2024. С. 99. EDN: https://elibrary.ru/ADAYZI
17. Пшенов Е.А., Блёскин С.С. Компьютерное моделирование процесса отделения мелкодисперсных частиц в циклонных аппаратах // Научно-техническое творчество по процессам и оборудованию пищевых производств: сб. тез. докл. Всерос. (с междунар. участием) науч.-практ. интернет-конф. преподавателей, мол. ученых и студ., посвящ. 60-летию каф. оборудования пищевых производств, Донецк, 26-27 окт. 2023 г. Донецк: Донецкий нац. ун-т экономики и торговли им. М. Туган-Барановского, 2023. С. 65-66. EDN: https://elibrary.ru/LKWGPO
18. Дзядзио А.М., Кеммер А.С. Пневматический транспорт на зерноперерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1967. 295 с.
