Дослідження газодинаміки високоефективного турбоударного стисненого газоделятора для газотурбінної установки

Заголовок (англійською): 
Research of gas dynamics of highly efficient turbo-impact compressed gas separator for gas turbine installation
Автор(и): 
Рижков Сергій
Ченжиан Донг
Автор(и) (англ): 
Ryzhkov Sergiy
Chengjian Dong
Ключові слова (укр): 
турбоударний перенос; сепаратор; осадження частинок; газодинаміка; багатофазні суміші; паливо високого тиску
Ключові слова (англ): 
turboimpact transfer; separator; particle deposition; gas dynamics; multiphase mixtures; high-pressure fuels
Анотація (укр): 
Досліджено газодинаміку багатофазних сумішей палив високого тиску в турбоімпатних сепараторах з коагуляційними конструктивними елементами при витраті робочого середовища G = 500 – 2200 кг/год. Геометрія турбоімпатного сепаратора з радіальним напрямним струминним елементом складається з першого ступеня та сепаратора, що складається з пластини діаметром 250 мм, на діаметрі 97 мм якої розташований гофрований сепараційний елемент. Його розміри змінюються від 10 до 40 мм, залежно від робочої геометрії. У нижній частині першого ступеня сепаратора є канавки прямокутної форми 3х2 мм на відстані 27 мм. У другому ступені сепаратора діаметром 270, 240 і 180 мм відповідно є наскрізні прямокутні канавки 5х10 мм. У турбоударному сепараторі з радіальним коагуляційним елементом спостерігався рівномірний розподіл швидкостей, максимальна становить 43,7 м/с, що свідчить про рівномірний турбоударний перенос частинок. Турбоударний сепаратор з радіальним напрямним струминним елементом характеризується близьким розташуванням гофрованого сітчастого елемента до зони струминного очищення. Перед течією, в каналі передовий елемент сітки утворює вихрові зони, що в подальшому призведе до витіснення неосаджених частинок до нижньої стінки каналу. У турбоударному сепараторі першого ступеня очищення з елементом радіальної коагуляції після проходження робочого середовища зони струминного очищення потік рівномірно розподілявся по всій ділянці каналу, що сприяє рівномірному розподілу полідисперсної фази в робочій зоні (середній перед елементом сітки). Встановлено, що в турбоударному сепараторі з радіальним розташуванням коагуляційного елемента спостерігається оптимальний перепад тиску 1 кПа, що дає змогу використовувати цю конструкцію для очищення багатофазних сумішей палив високого тиску.
Анотація (англ): 
The gas dynamics of multiphase mixtures of high-pressure fuels in turboimpat separators with coagulation structural elements at a flow rate of the working medium G = 500-2200 kg/h were investigated. The geometry of the turboimpat separator with a radial guide jet element consists of a first stage and a separator, consists of a plate with a diameter of 250 mm, on a diameter of 97 mm of which there is a corrugated separation element, the dimensions of which vary from 10 to 40 mm, depending on the working geometry. At the bottom of the first stage of the separator are grooves of rectangular shape 3x2 mm at a distance of 27 mm. In the second stage of the separator at a diameter of 270, 240 and 180 mm respectively there are through rectangular grooves 5x10 mm. In a turboimpact separator with a radial coagulation element, a uniform velocity distribution was observed, the maximum of which is 43.7 m / s, which indicates a uniform turboimpact particle transfer. The turboimpact separator with a radial guide jet element is characterized by the close location of the corrugated mesh element to the jet cleaning zone. Preversal of flow, in the channel nered grid element forms a vortex zones, which will further lead to the displacement of undeposited particles to the lower wall of the channel. In the first stage of purification turboimpact separator with radial coagulation element after passing through the working medium of the jet cleaning zone, the flow was evenly distributed throughout the entire section of the channel, which contributes to the uniform distribution of the polydisperse phase in the working medium in front of the mesh element. It was established that the optimal pressure drop of 1 KPA is observed in a turboimpact separator with a radial arrangement of a coagulation element, which allows using this design for cleaning multiphase mixtures of high-pressure fuels.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Управління розвитком складних систем, номер 53, 2023
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Management of Development of Complex Systems, number 53, 2023
Мова статті: 
English
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
Дата публікації: 
19 Июнь 2023
Номер збірника: 
Розділ: 
УПРАВЛІННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМИ ПРОЦЕСАМИ
Університет автора: 
Yancheng Polytechnic College; International Academy of Marine Science, Technology and Innovation, Yancheng, China; School of Automobile and Transportation, Yancheng Polytechnic College, Yancheng, China
Литература: 

1.     Calvert, S. and Englund, G. M. (1988). Protection of the atmosphere from industrial pollution. Handbook. Moscow: Metallurgiya. Part 1. 760.

2.     Calvert, S. and Englund, G. M. (1988). Protection of the atmosphere from industrial pollution. Reference book. Moscow: Metallurgy. Part 2. 770.

3.     Rizhkov, S. S. (2006). Thermophoretic deposition of liquid particles of turbulent gas flow. National Academy of Sciences of Ukraine, Institute of Technical Thermophysics. Kyiv, 208.

4.     Ryzhkov, S. S., Serbin, S. I., Bilyk, B. I. (2005). Development of a generalized mathematical model of the processes of turbophoretic transfer of particles in a highly turbulized flow. 4th International. scientific-technical conf. "Problems of ecology and energy saving in shipbuilding". Nikolaev. Р. 256–258.

5.     Ryzhkov, A. S. (2004). Investigation of aerosol capture in non-isothermal hydrodynamic coagulators of the Venturi pipe type. Industrial Heat Engineering, 26, 6, 65–69.

6.     Ryzhkov, A. S. (2005). Experimental studies of the hydrodynamic coagulator of the oil separator. Mater. 4th International. scientific-technical conf. "Problems of ecology and energy saving in shipbuilding". Nikolaev. Р. 171–172.

7.     Ryzhkov, S. S., Basok, B. I. (2001). Ecological resource-saving technologies for industrial heat engineering based on dispersed two-phase media. Industrial Heat Engineering, 23 (4–5), 141–145.

8.     Retrieved from http://selton.com.ua

9.     Retrieved from http://www.parker.com

10.  Retrieved from http://www.ansys.com

11.  Basok, B. I., Ryzhkov, S. S., Bortsov, O. S. (2013). Investigation of the preliminary stage of the separator of multiphase mixtures of high-pressure fuels within the internal problem. Industrial heat engineering.

References: 

1.     Calvert, S. and Englund, G. M. (1988). Protection of the atmosphere from industrial pollution. Handbook. Moscow: Metallurgiya. Part 1. 760.

2.     Calvert, S. and Englund, G. M. (1988). Protection of the atmosphere from industrial pollution. Reference book. Moscow: Metallurgy. Part 2. 770.

3.     Rizhkov, S. S. (2006). Thermophoretic deposition of liquid particles of turbulent gas flow. National Academy of Sciences of Ukraine, Institute of Technical Thermophysics. Kyiv, 208.

4.     Ryzhkov, S. S., Serbin, S. I., Bilyk, B. I. (2005). Development of a generalized mathematical model of the processes of turbophoretic transfer of particles in a highly turbulized flow. 4th International. scientific-technical conf. "Problems of ecology and energy saving in shipbuilding". Nikolaev. Р. 256–258.

5.     Ryzhkov, A. S. (2004). Investigation of aerosol capture in non-isothermal hydrodynamic coagulators of the Venturi pipe type. Industrial Heat Engineering, 26, 6, 65–69.

6.     Ryzhkov, A. S. (2005). Experimental studies of the hydrodynamic coagulator of the oil separator. Mater. 4th International. scientific-technical conf. "Problems of ecology and energy saving in shipbuilding". Nikolaev. Р. 171–172.

7.     Ryzhkov, S. S., Basok, B. I. (2001). Ecological resource-saving technologies for industrial heat engineering based on dispersed two-phase media. Industrial Heat Engineering, 23 (4–5), 141–145.

8.     Retrieved from http://selton.com.ua

9.     Retrieved from http://www.parker.com

10.  Retrieved from http://www.ansys.com

11.  Basok, B. I., Ryzhkov, S. S., Bortsov, O. S. (2013). Investigation of the preliminary stage of the separator of multiphase mixtures of high-pressure fuels within the internal problem. Industrial heat engineering.