25 сентября 2016г.
В основе известных устройств очистки дисперсных сред от механических примесей лежат четыре общеизвестных принципа [1]: гравитационный (осадители, отстойники), инерционный (циклоны, гидроциклоны), ситовый эффект (фильтры «сухие» и «мокрые») и сепарирование под действием внешних сил (сепараторы).
В связи с тем, что твердые примеси часто содержат магнитные частицы, целесообразно использовать магнитное поле в известных устройствах, способствующее повышению качества очистки дисперсных сред [2].
Благодаря простоте, дешевизне, высокой эффективности и производительности циклоны и гидроциклоны нашли широкое применение в многих отраслях народного хозяйства, в том числе и морского транспорта [3,4].
До сих пор основной расчетной величиной циклона является ее производительность, которая чаще всего определяется эмпирическим путем для отдельных групп гидроциклонов, т.е. не является универсальной. В большинстве случаев эмпирические формулы строятся лишь на параметрах самого аппарата и не учитывают всех факторов, влияющих как на производительность, так и на степень очистки [5]. Говоря о высокой степени очистки циклона, нельзя утверждать о соблюдении требований к ее чистоте, так как при увеличении входных концентраций частиц увеличивается и их проскок через аппарат [6].
Испытывался электромагнитный циклон при улавливании пыли железного концентрата, при котором изменялись различные параметры.
Испытания циклонов проводились при следующих режимах: подача газа: Q = 4000, 4500, 4800 м3/ч; напряженность магнитного поля: Н = 0; 0,94; 1,5; 2,03; 2,33×104 А/м; входная концентрация Свх =0÷45 г/м3; температура газа, t = 120...160°C.
Методом наименьших квадратов проанализированы результаты испытаний с целью получения зависимости, связывающей выходную концентрацию пыли в очищенном газе Свых с перечисленными выше параметрами:
Cвых=f(Cвх,Q,H) (1)
На рис. 1 показана зависимость Cвых=f(Cвх,H) при различной подаче газа через циклон, которая имеет линейный характер и в общем виде может быть описана уравнением:
Рис. 1 – Зависимость выходной
концентрации пыли
от входной и средней
напряженности магнитного
поля в электромагнитном циклоне: а) Q=4800 м3/ч; б) Q=4500 м3/ч; в) Q=4000 м3/ч [7]
Коэффициенты ai и
bi приведены в таблице 1; достоверность полученной
зависимости (2)
и значения ai, bi оценены коэффициентом корреляции, величины которого близки к единице.
Кн - коэффициент, определенный графическим путем (рис. 3) и равный 2,35×10-5. Учитывая изложенное, получим
Таблица 1
- Коэффициенты ai, bi и корреляции J для различных режимов
работы циклона
|
Q, м3/ч
|
Н∙104,
А/м
|
αi·10-2
|
bi·10-3
|
bicp·10-3
|
J
|
|
4800
|
0
|
4,52
|
-1,00
|
-2,1
|
0,99
|
|
0,93
|
3,37
|
-2,19
|
0,99
|
|
1,48
|
2,68
|
-1,99
|
0,88
|
|
2,03
|
2,23
|
-4,45
|
0,65
|
|
2,30
|
1,84
|
-1,40
|
0,88
|
|
4500
|
0
|
4,62
|
2,20
|
-3,8
|
0,97
|
|
0,93
|
3,60
|
-6,56
|
0,91
|
|
1,48
|
-
|
-
|
-
|
|
2,03
|
2,50
|
0,56
|
0,95
|
|
2,30
|
-
|
-
|
-
|
|
4000
|
0
|
5,44
|
-3,19
|
-0,4
|
0,99
|
|
0,93
|
3,75
|
-3
|
0,97
|
|
1,48
|
3,14
|
-3,38
|
0,95
|
|
2,03
|
2,77
|
-3,18
|
0,89
|
|
2,30
|
2,14
|
-14,0
|
0,96
|
Вывод
В результате экспериментального исследования
эффективности работы
электромагнитного циклона при улавливании
пыли железного концентрата,
была найдена зависимость выходной концентрации от входной
концентрации, подачи в циклон и напряженности магнитного
поля.
Список литературы
1.
Александров Е.Е. Повышение ресурса технических систем путем использования электрических и магнитных полей: Монография / Е.Е. Александров,
И.А. Кравец, Е.Н.
Лысиков и др. – Харьков : НТУ «ХПИ», 2006. –
544 с.
2. Масюткин Е.П.
Очистка технических жидкостей от магнитных примесей
в инфраструктуре водного транспорта / Е.П. Масюткин, В.И. Просвирнин,
Б.А. Авдеев. // Рыбное хозяйство Украины. – Керчь : КГМТУ, 2012. – № 3 (80). – С. 40- 49.
3.
Авдеев Б.А. Повышение эффективности очистки
моторного масла в
судовых дизелях путем применения магнитных гидроциклонов : Монография / Б.А. Авдеев. – Ульяновск
: Зебра, 2016. – 151 с.
4.
Масюткин Е.П. Очистка технических примесей в магнитных гидроциклонах /
Е.П. Масюткин, В.И. Просвирнин, Б.А. Авдеев // Рыбное хозяйство Украины. – Керчь :
КГМТУ, 2011. – № 3 (74). –
С. 35-40.
5.
Масюткин
Е.П. Расчет электромагнитных циклонов / Е.П.
Масюткин, В.И. Просвирнин, И.О. Кузнецов // Труды Таврической государственной агротехнической
академии. – 2004. – Вып. 24. – С. 47-55.
6.
Авдеев Б.
А. Экспериментальное исследование эффективности очистки
магнитного гидроциклона / Б. А.
Авдеев, С. П.
Голиков // Транспортное дело России,
2014. – №5. – С. 101-103.
7.
Просвирнин В.И. Теоретическое
и экспериментальное
обоснование кинетики
процессов и параметров электромагнитных устройств очистки железосодержащих
дисперсных сред в агропромышленном комплексе : дис. докт. техн. наук : 05.20.02 /
В.И. Просвирнин ; МИМСХ. - Мелитополь,
1992. - 286 с.
