Моделирование вихревых труб с использованием прикладного пакета ANSYS

автор: ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

  • 0,00 руб.

    ИНВЕСТИРОВАНО В ПРОЕКТ
    требуется инвестиций 3.000.000,00 руб.

  • 0

    Инвесторы

Поделиться информацией о проекте

Help raise awareness for this campaign by sharing this widget. Simply paste the following HTML code most places on the web.

Embed Code

<iframe src="http://studpp.ru/campaigns/modelirovanie-vixrevyx-trub-s-ispolzovaniem-prikladnogo-paketa-ansys/?widget=1" width="260px" height="500px" frameborder="0" scrolling="no" /></iframe>

Цель и задачи работы

Создание энергосберегающей технологии сушки растворов для получения однородных сыпучих материалов с учетом снижения расходов на природный газ и электроэнергию.

Основные задачи

  • определение возможности использования вихревых труб (ВТ) в качестве энергосберегающего оборудования;
  • разработка инженерного газогидродинамического метода расчета ВТ;
  • математическое моделирование ВТ в пакете ANSYS для расчета технологических и конструктивных параметров вихревых труб;
  • разработка рекомендаций по использованию ВТ в химической, нефтехимической и пищевой промышленности.

Применение вихревых труб           

тр

1) технология машиностроения, станкостроение, промышленная электроника
2) горячие и вредные производства: воздушные завесы в рабочих зонах покрасочных камер, кузнечных цехов, гальванических и металлургических производств; глубокие шахты: вентиляция тупиковых забоев;
3) хранение сельхозпродукции: охлаждение и сушка зерна и дисперсных продуктов во временных хранилищах;
4) производство листовых материалов: раздув холодным потоком полиэтиленовой пленки, охлаждение листовой резины; производство стекла;
5) портативные транспортные холодильники, охладители питьевой воды и мн. др.

Вывод базового уравнения     сопротивления ВТ                              

Исходными уравнениями для гидравлических расчётов являются уравнения Навье-Стокса, из которых следуют и уравнение Бернулли, и уравнение Дарси-Вейсбаха.

вт

Данное уравнение представляет собой баланс 4-х видов сил по принципу Даламбера, действующих на единицу объёма движущейся среды («силовой» баланс)

I (инерционные) = G (массовые) + P (давления) + F (вязкостного трения)

Основной подход                                 

Переписав уравнение Навье-Стокса для падения давления и убрав из правой части пьезометрический напор получим базовое уравнение для интегрирования

од

Преобразовав уравнение, получим:

од2

Расчетная схема ВТ                           

вт

Расчетная схема ВТ состоит из 5-ти участков:

1)завихритель

2)«горячий» винтовой поток

3)выход «горячего» потока через дроссель

4)«холодный» винтовой поток

5)выход «холодного» потока через диафрагму

Основные расчетные уравнения    

Базовое уравнение для каждого из 5-ти участков

6

Соответственно, уравнения для расчета гидравлического сопротивления каждого участка :

Для завихрителя:

7

Для горячего участка ВТ:

8

Основные расчетные уравнения   

Для дросселя:

1

Для холодного потока:

2

Для диафрагмы:

3

Моделирование потоков в ANSYS   

4

5

Коммерциализация проекта        

Затраты на энергоносители:

Пар (собственный) – 1200 руб/Гкал.

Электроэнергия – 4,47 руб/кВт*час.

Вода артезианская – 14,15 руб/ м3.

Вода оборотная – 2,8 руб/ м3.

Стоки на закачку – около 30 руб/ м3.

Газ природный – 5,1 руб/нм3.

Лед (условн.) – 375 руб/ т.

Сжатый воздух – 0,73 руб/нм3.

Азот – 5,2 руб/нм3.

Затраты на промышленное оборудование:

кожухотрубный конденсатор-влагоотделитель – 1 700 тыс. руб.;

тепловой насос в комплекте – 1 000 тыс. руб.

вихревая труба в комплекте – 750 тыс. руб..

Этапы реализации проекта:

1 этап Приобретение оборудования: лабораторная вихревая труба – 60 тыс.руб., лабораторный теплообменник – 150 тыс.руб., струйный насос – 50 тыс.руб, трубопроводная обвязка – 40 тыс.руб, средства КИП – 60 тыс.руб.
Лабораторные исследования по изучению гидродинамических характеристик вихревых труб
2 этап Разработка модели гидродинамики потоков в вихревых трубах, позволяющей определять сопротивления вихревой трубы и ее элементов, общее сопротивление, расходы и потребляемую мощность с учетом размеров ВТ и анализировать роль и качество конструкции элементов трубы с использованием программного комплекса ANSYS
Разработка технологических схем с использованием вихревых труб и рекомендаций для промышленной реализации проекта
Промышленная апробация предложенных технических решений (на производственной площадке ОАО «Пигмент»)

 

Пока нет инвесторов. Станьте первым!

Яндекс.Метрика

Введите сумму взноса

руб.