Экспериментальные и численные исследования гидравлического сопротивления высокоэффективного циклона СЦН-40

Abstract

В статье представлены конструкция и характерные признаки современного циклона СЦН-40, обуславливающие как высокую эффективность, так и значительный коэффициент гидравлического сопротивления циклонов такого типа. Проведен аналитический обзор имеющихся в литературе сведений о величине обоих видов коэффициента гидравлического сопротивления циклона СЦН-40: приведенного к условной скорости газа в циклоне и к средней скорости газа во входном патрубке. Выявлено, что данные различных авторов по этому вопросу весьма противоречивы, и, в частности, дают значительный разброс величины коэффициента гидравлического сопротивления циклона названного типа. Приведены результаты собственных исследований гидравлического сопротивления циклона СЦН-40, полученных как в ходе реального эксперимента на модели диаметром 0,24 м по стандартной методике определения потерь давления в циклонах, так и в ходе виртуального эксперимента численным методом с использованием вычислительной гидродинамики, где газовый поток рассчитывался методом Эйлера, в котором параметры потока являются функциями пространственных координат и времени, представляя поля. В результате приведены графические зависимости потерь давления и коэффициента гидравлического сопротивления от условной скорости газа в циклоне, показывающие, что, по данным как реального, так и численного экспериментов, коэффициент гидравлического сопротивления не является постоянной величиной в широком диапазоне условной скорости газа, возрастая вместе с ней. При этом область увеличения коэффициента сопротивления охватывает и рабочий диапазон условной скорости газа, что говорит о необходимости внесения уточнений в методику расчета потерь давления для данного типа циклонов.