ПОТЕРИ НАПОРА НА ТРЕНИЕ ПО ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ГИДРОЦИКЛОНА

​АННОТАЦИЯ

Одним из важных вопросов в гидравлике гидроциклонных насосных установок (ГНЦУ) считается определение потери удельной энергии (напора) в гидроциклоне.

ABSTRACT

One of the important issues in the hydraulics of hydrocyclone pumping units is the determination of the loss of specific energy (pressure) in a hydrocyclone.

Ключевые слова: Гидроциклон, вакуумгидроциклонная насосная установка, потеря напора.

Keywords: Hydrocyclone, vacuum hydro-cyclone pumping unit, pressure loss.

Гидроциклон представляет собой аппарат, предназначенный для разделения двухфазной жидкости по фазе или сгущения твердой составляющей исходной гидросмеси [1,2,3,4]. Он состоит из приемной камеры 1, 2 (рис. 1), входного патрубка 6, сливного патрубка 4 и пескового отверстия 8.

Двухфазная жидкость, поступая тангенциально в приемную камеру с определенным моментом количества движения, создает в ней центробежное поле, в котором твердые частицы, смещаясь по радиусу к стенке аппарата, вытесняют жидкость в центральную часть. Осветленная жидкость выходит через сливной насадок 4, а твердая фаза, накапливаясь в вершине конической части, истекает через песковое отверстие 8.

Расчет потери напора в гидроциклоне выполняется на основе учета особенностей движения жидкости в аппарате [5,6].

Раздельный учет гидравлических и геометрических параметров внешнего и внутреннего потоков приведет к более глубокому пониманию механизма движения жидкости в циклонной камере, определению потери напора в гидроциклоне и в конечном счете дает возможность установления оптимальных параметров аппарата.

Общие потери напора в гидроциклоне слагается из потери на перемешивание массы в циклоне , на местные сопротивления  на внутреннюю вязкость  на трение о стенки аппарата , то есть

                                                                         (1)

Этот вид потери в гидроциклоне слагается из потери на трение о поверхности крышки гидроциклона , цилиндрической части аппарата  и конической части гидроциклона .

а-цилиндрический; б-конический; в-цилиндроконический, двухпродуктовый; г-цилиндроконический, трехпродуктовый, 1-цилиндрическая часть; 2-коническая часть; 3-входное отверстие; 4-сливной патрубок; 5-патрубок для второго слива; 6-входной патрубок; 7-песковой патрубок; 8-песковое отверстие

Рисунок 1. Гидроциклоны

Потери напора на трение по цилиндрической поверхности слагается из потери напора при поступательном и вращательном движениях жидкости. Потери напора для поступательного, по оси Z, движения определяется известной из гидравлики зависимостью

,                                                                             (2)

где  - средняя осевая скорость потока в цилиндрической части гидроциклона;

Н_ц - длина цилиндрической части гидроциклона.

Для определения потери напора при вращательном движении жидкости о боковую поверхность цилиндрической части исходим из того, что сила трения равна:

,

где

-начальная скорость потока у стенки при динамическом вращении.

Момент силы трения

Мощность потока, затрачиваемая на трение равна

Имея в виду, что

; и

можно написать

Откуда

                                                                                 (3)

Обозначив через  и учитывая, что в первом приближении  принимаем (3) в другом виде:

                                                                                 (4)

Таблица 1.

Расчет потери напора на трение по поверхности цилиндрической части гидроциклона

Итак, потери напора на трение по поверхности цилиндрической части гидроциклона будет:

                                                              (5)

На основе опытных данных [7, 8] были рассчитаны потери напора на трение по поверхности цилиндрической части гидроциклона по формуле (5) (таблица 1).

Список литературы:

1. Абдураманов А. Гиравлика гидроциклонов и гидроциклонных насосных установок. Тараз: «Сенім», 2011. – 296 с.
2. Терновский И.Г., Кутепов А.М. Гидроциклонирование. – М., «Наука», 1994, 349 с.
3. Водозаборные-очистные сооружения и устройства. Учебное пособие под ред. М.Г. Журбы. –М., изд-во «Астрель и Аст», 2003, 569 б. (Глава 8, «Гидроциклонные установки» 307...336 с.)
4. Кряжевских Н.Ф., Кряжевских Ф.Н. Интенсификация работы групповых водопроводов. – Краснодар, изд-во «Советская Кубань», 2000, 365 с. (Глава 6, 201...227 с.)
5. Абдураманов А.А., Жабагиева К.Р. Потери напора в конфузорах и диффузорах. Материалы международной научно-практической конференции "Инновационный менеджмент и технологии в эпоху глобализации", Panadura, Sri Lanka, 2015, 7 c.
6. Альтшуль, А.Д. (1964). Гидравлические потери на трение в трубопроводах. – М. – Л., Госэнергоиздат, 256 с.
7. Абдураманов А.А. Режим работы гидроциклона на всасывающей линии центробежного насоса: дис. ... канд. техн. наук. – Алматы, 1971. - 165 с.
8. Жангарин А.И. Режим работы низконапорных гидроциклонов. Дис........ канд. техн. наук. – Алматы, 1962, 163 с.