Kornastærð vs. hnignuð rör landnámsskilvirkni: CFD uppgerð finnur 80 μm þröskuldinn

Þú veist að slöngusettari fjarlægir sviflausn. En veistu hvaða stærðir það í raun fjarlægir - og hvaða stærðir renna í gegn óháð því hversu vel tankurinn er hannaður? Með því að nota CFD eftirlíkingu af raunverulegum 1.000 m³/d teljara-straums hallandi rörum í Anhui héraði, gerðu vísindamenn líkan af hegðun agna frá30 til 120 μmvið raunveruleg rekstrarskilyrði. Niðurstaðan er skýr þröskuldur: undir 80 μm skiptir kornastærð varla máli til að fjarlægja. Yfir 80 μm, skilvirkni tekur við. Ef storkuefnið þitt framleiðir ekki flokka yfir þeim þröskuldi, eru hallandi rörin þín ekki að gera það sem þú borgaðir fyrir.

AFHVERJU CFD - OG AF HVERJU ÞESSI TANK

Flestar rannsóknir á hneigðum slöngum leggja áherslu á flæðimynstur - sem fínstillir stærð tanks, minnkar dauða svæði, jafnar hraðadreifingu. Fáir hafa spurt þeirrar spurningar sem skiptir mestu máli fyrir gæði frárennslis:miðað við ákveðna kornastærðardreifingu, hvað verður eiginlega fjarlægt?Vegna þess að agnir með mismunandi þvermál hafa mismunandi sethraða, stjórnar kornastærðardreifing innrennslis svifefna beint þeirri botnfallsvirkni sem tankurinn getur náð.

Til að svara þessu notuðu vísindamennstaðlað k-ε ókyrrðarlíkan(fyrir flæðisviðið) ásamtBlanda fjölfasa líkan(fyrir fast-fljótandi tveggja-tvífasa hegðun) - samsetning vel-til þess fallin að líkja eftir ólgandi, agna-hlaðnum flæði inni í vinnurörssetri.

Prófunartilvikið var raunverulegur-mótstraumshallandi rörsetur í vatnsverksmiðju í Anhui héraði, með eftirfarandi hönnunar- og rekstrarbreytur:

NIÐURSTAÐA 1: HVAR AGNIR SÉNASTA ÞAÐ - OG AF HVERJU ÞAÐ skiptir máli

Hermt var eftir fimm agnaþvermáli:30, 50, 80, 100 og 120 μm. Fyrir hvern og einn var lóðrétt dreifing svifefna skoðað með því að teikna upp meðalrúmmálshlutfallið á þversniðum í mismunandi hæðum (mynd 2).

Þrjú mynstur koma fram úr styrkleikasniðunum:

1. Allar kornastærðir fylgja sömu almennu þróuninni.Heildarlögun styrkleikaferilsins-á móti-hæð er svipuð óháð þvermáli. Eðlisfræði tanksins - fjögurra-svæðabyggingarinnar, flæðisleiðin, ókyrrarmynstrið - setur sameiginlegan styrkleikasnið.

2. Við inntak rörsins (~1,5 m hæð) hækkar styrkurinn verulega fyrir stærri agnir.Þetta er umbreytingarsvæðið þar sem flæði fer inn í hallandi rör. Órói og blöndun skapa svæði með mikilli-styrk sem stuðlar að snertingu agna og flokkun - jákvæð áhrif á aðskilnað fasts og vökva. Því stærri sem agnirnar koma inn í þetta svæði, því meira áberandi verður styrkurinn.

3. Við botn tanksins og frárennsli-þversnið, stjórnar kornastærð niðurstöðunni.Nálægt seyrusvæðinu hækkar meðalrúmmálshlutfallið með kornastærð - fleiri stórar agnir setjast út og safnast þar fyrir. Á frárennslisþversniði-meðalrúmmálshlutfalliminnkareftir því sem kornastærð eykst - komast færri stórar agnir út. Fylgnin er ótvíræð:stærri agnir → meira setjast → hreinna frárennsli.

NIÐURSTAÐA 2: 80 μm ÞREMIÐ

Fjarlægingarvirkni η er skilgreint sem:

þar sem C_inntaker styrkur SS (kg/m³) og C_útráser styrkur SS frárennslis (kg/m³).

Mynd 3 sýnir sambandið á milli skilvirkni fjarlægingar og agnaþvermáls við gefnar aðkomuskilyrði (295 mg/L SS, 1.050 kg/m³ þéttleiki, 0,02001 Pa·s seigja). Ferillinn er ekki línulegur - hún hefur sérstakt hné.

Gögnin sýna tvær stjórnir:

Ástæðan er vökvakerfi: agnir undir 80 μm hafa nægilega lágan sethraða til að flæði upp á við í rörunum geti framkvæmt þær, óháð því hversu vel geymirinn er hannaður. Yfir 80 μm fer sethraðinn fram úr hraðanum upp á við með víkkandi mörkum og flutningur virkar. 80 μm þröskuldurinn er sérstakur fyrir rúmfræði og notkunarskilyrði þessa tanks (40 mm rör í þvermál, 60 gráðu halli, 0,1 m/s inntakshraði) - en meginreglan á í stórum dráttum við:sérhver rörsettur hefur mikilvæga kornastærð þar sem fjarlæging er léleg og sú stærð ræðst af hraðanum upp á við í rörunum.

HVAÐ ÞÝÐIR ÞETTA FYRIR PLÖNTUNA ÞÍNA

1. Skömmtun storkuefnis hefur markmið og það er 80 μm.Tilgangur storknunar og flokkunar - umfram það að hlutleysa hleðslu og brúandi agnir - er að vaxa flokka framhjá mikilvægu stærðinni þar sem rörsetjarinn getur handtekið þær. Krukkaprófun ætti að staðfesta að mynduðu flokkarnir þínir fara yfir þröskuldsþvermál fyrir tiltekna rúmfræði tanksins.

2. Ef frárennslið þitt er gruggugt og flokkastærð er undir viðmiðunarmörkum, eru rörin ekki vandamálið - flokkunarstigið er.Að bæta við fleiri rörum eða draga úr hraðanum upp á við mun hjálpa lítillega. En raunverulega leiðréttingin er andstreymis: betri flokkun til að framleiða stærri, þéttari agnir sem núverandi rör geta fanga.

3. Mikilvæga stærðin er -sértæk.Þessi uppgerð fann 80 μm fyrir 40 mm rör við 60 gráður með 0,1 m/s inntakshraða. Minni rörþvermál, flatara horn eða lægri hraði upp á við myndi færa þröskuldinn niður á við - sem þýðir að smærri agnir verða færanlegar. Þess vegna eru rúmfræði röra og vökvahleðsla ekki bara hönnunarbreytur; þeir setja beint lágmarks kornastærð sem landnámsmaðurinn þinn ræður við.

4. CFD uppgerð er hagnýtt hönnunartæki, ekki fræðileg æfing.Samsetningin k-ε + Blanda líkan sem notuð er hér getur spáð fyrir um, fyrir hvaða rúmfræði tanka sem er og rekstrarskilyrði, virkniferil kornastærðar og fjarlægingar. Áður en byggt er eða endurnýtt getur hermun svarað þeirri spurningu að reynsluhönnunarreglur geti ekki:mun þessi tankur fjarlægja agnirnar í hrávatninu mínu?