Повышение энергоэффективности технологических линий по получению аэросила путем установки сепаратора с соосно расположенными трубами

摘要

Представлена конструкция менее энергозатратного сепаратора с соосно расположенными трубами. Описан принцип действия сепаратора. Приведены численные исследования в программном комплексе ANSYS Fluent. В ходе исследований варьировались ширина и высота прямоугольной щели. Результаты исследований показали, что эффективность улавливания мелкодисперсных частиц диоксида кремния сепаратором с соосно расположенными трубами составляет 61,4 %, энергетические затраты в устройстве составляют от 1,9 до 31,2 Вт при входной скорости газового потока 7,5 м/с, ширине прямоугольных щелей от 2,18 до 8,72 мм, высоте прямоугольной щели от 10 до 20 мм и размере мелкодисперсных частиц от 1 до 20 мкм. Минимальные энергетические затраты на улавливание мелкодисперсных частиц диоксида кремния в сепараторе и его эффективность зависят от образования устойчивой структуры движения газового потока в межтрубном пространстве. Наиболее оптимальными значениями параметров, полученных в ходе исследований, стали ширина щели — 4,36 мм и высота щели — 15 мм. При данных параметрах достигается эффективность сепаратора 61,4 % при улавливании частиц размером от 1 до 20 мкм при энергетических затратах на прокачку газа в устройстве 4,8 Вт. Отсутствие движущихся частей, простота изготовления и применения, высокая эффективность при умеренных энергетических затратах являются главными достоинствами разработанного сепаратора с соосно расположенными трубами.