ПОРІВНЯННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВИХОРОКАМЕРНОГО НАГНІТАЧА ДЛЯ ПЕРЕКАЧУВАННЯ ЗЕРНА З НАГНІТАЧАМИ ІНШИХ ТИПІВ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2023.101.0.104Ключові слова:
вихорокамерний нагнітач, пневмотранспорт, перевантажувач зерна, порівняння, струминний насосАнотація
Серед нагнітачів, що використовуються в пневмотранспорті найкращі показники надійності та довговічності мають струминні насоси. Однак, їх застосування в цих системах обмежене внаслідок великих питомих показників витрат енергії на реалізацію перекачування заданої масової витрати із заданою концентрацією. Вихорокамерні нагнітачі дозволяють підвищити тиск середовища на виході з насоса, у порівнянні з класичними прямоточними струминними насосами, але їх характеристики за роботи у бездренажному режимі ще не досліджені. Метою даної роботи є аналіз характеристик вихорокамерних нагнітачів для пере-качування зерна та порівняння основних інтегральних параметрів з параметрами існуючих установок інших типів. Дослідження проведено шляхом порівняння експериментальних та розрахункових характеристик нагнітачів з технічними характеристиками промислових пневмотранспорт них установок на основі прямоточних струминних насосів та перевантажувачів зерна. В результаті порівняння отримано, що коефіцієнт витрати за твердим середовищем (зерном) для вихорокамерного нагнітача перевищує в 1,1 рази досяжний (теоретичний) коефіцієнт прямоточного струминного насоса та поступається перевантажувачу зерна на 15%. Покращення показників ефективності вихорокамерного нагнітача дозволяє розширити діапазон використання пневмоустановок для перевантаження зерна. Дальність транспортування може бути збільшена до 220 м за рахунок перевершення показників відносного перепаду у порівнянні з прямоточними струминними апаратами зі збільшенням ККД процесу. У порівнянні з перевантажувачами зерна всмоктувальної дії, вихорокамерний нагнітач може створити більший перепад, але зі зниженим ККД. Створення вакууму в установці перевантажувача зерна обмежене величиною в 1 атм, на відміну від струминного нагнітача, який може працювати практично за будь-якого створеного перепаду тиску, що збільшує відстань транспортування.
Посилання
Ceresiat, L., Grosshans, H., Papalexandris, M. V. (2019). Powder electrification during pneumatic transport: The role of the particle properties and flow rates. Journal of Loss Prevention in the Pro-cess Industries, 58, P. 60-69.
Rogovyi A.S. Rozrobka teoriyi ta metodiv roz-rakhunku vykhorokamernykh nahnitachiv [De-velopment of the theory and designing methods of vortex chamber superchargers]: dys. ... d-ra tekhn. nauk: spets. 05.05.17 / Kharkivs'kyy nats. avtomobil'nodorozhniy un-t. Kharkiv, 2017. 364 s.
Syomin D.O., Rogovyi A.S. (2017). Vykhoroka-merni nahnitachi [Vortex chamber super-chargers]. Monograph. Kharkiv. 204 p. [in Ukrainian].
Mills D. Pneumatic conveying design guide. Butterworth-Heinemann, 2013.
Zhou H., Ji Q., Liu W., Ma H., Lei Y., Zhu K. Experimental study on erosion-corrosion behavior of liquid–solid swirling flow in pipeline. Materials & Design, 214, 2022, 110376.
Rogovyi A.S. Kontseptsiya stvorennya vykhoro-kamernykh nahnitachiv ta pryntsypy pobudovy system na yikh osnovi. [The concept of vortex chamber superchargers creation and the principle of systems designing on their basis]. Visnyk Skhidnoukrayins'koho natsional'noho universyte-tu imeni Volodymyra Dalya, 3(233), 168-173 [in Ukrainian].
Kunii D., Levenspiel O. Fluidization engineering. Butterworth-Heinemann, 1991.
Orozco Murillo W., Palacio-Fernande J. A., Patiño Arcila I. D., Zapata Monsalve J. S., Hincapié Isaza J. A. Analysis of a Jet Pump Performance under Different Primary Nozzle Positions and In-let Pressures using two Approaches: One Dimen-sional Analytical Model and Three Dimensional CFD Simulations. Journal of Applied and Com-putational Mechanics, 6(Special Issue), 2020, Р.1228-1244.
Behera N., Alkassar Y., K. Agarwal V., Pandey R. K. Fluidized dense phase pneumatic conveying: a review. Particulate Science and Technology, 2022, P.1-20.
Klinzing G. E., Rizk F., Marcus R., Leung L. S. An Overview of High-Pressure Systems Including Long-Distance and Dense Phase Pneumatic Conveying Systems. Pneumatic Conveying of Solids: A theoretical and practical approach, 2010, P. 331-355.
Rogovyi A., Korohodskyi V., Neskorozhenyi A., Hrechka I., Khovanskyi S. Reduction of Granular Material Losses in a Vortex Chamber Super-charger Drainage Channel. In Advances in De-sign, Simulation and Manufacturing V: Proceed-ings of the 5th International Conference on De-sign, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange, DSMIE-2022, June 7–10, 2022, Poz-nan, Poland–Volume 2: Mechanical and Chemi-cal Engineering, 2022. P. 218-226.
Merzliakov I., Pavlenko I., Chekh O., Sharapov S., Ivanov V. Mathematical modeling of operat-ing process and technological features for design-ing the vortex type liquid-vapor jet apparatus. In Advances in Design, Simulation and Manufactur-ing II: Proceedings of the 2nd International Con-ference on Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange, DSMIE-2019, June 11-14, 2019, Lutsk, Ukraine, 2020, Р. 613-622.
Levchenko D., Meleychuk S., Arseniev V. Regime characteristics of vacuum unit with a vortex ejector stage with different geometry of its flow path. Procedia Engineering, 39, 2012, Р.28-34.
Rogovyi A.S. (2016). Osoblyvosti rezhymiv roboty vykhorokamernykh nahnitachiv. [Features of vortex chamber superchargers working mode] Visnyk: zb. nauk. pr. (75), 120–128.
Klinzing G.E., Rizk F., Marcus R., Leung L.S. Pneumatic conveying of solids: a theoretical and practical approach Vol. 8, 2011.
Darby R., Darby R., Chhabra R.P. Chemical engineering fluid mechanics, revised and expand-ed. CRC Press, 2017.
Rogovyi A., Neskorozhenyi A., Krasnikov S., Tynyanova I., Khovanskyi S. Improvement of Vortex Chamber Supercharger Performances Us-ing Slotted Rectangular Channel. In Advanced Manufacturing Processes IV: Selected Papers from the 4th Grabchenko’s International Confer-ence on Advanced Manufacturing Processes (In-terPartner-2022), September 6-9, 2022, Odessa, Ukraine, 2022, P. 552-561.
Besagni G., Inzoli F. Computational fluid-dynamics modeling of supersonic ejectors: Screening of turbulence modeling approaches. Applied Thermal Engineering, 117, 2017. P.122-144.
Ji Y., Hao Y., Yi N., Guan T., Gao D. Particle flow regime in a swirling pneumatic conveying system. Powder Technology, 401, 2022. P. 117328.
Katterfeld A., Roberts A., Wheeler C., Williams K., Wensrich C., Scholten J., Ausling D. Convey-ing and construction machinery. Springer Hand-book of Mechanical Engineering, 2021. P. 829-991.
