Математическое моделирование процессов аспирации и разработка научных основ создания энергоэффективных систем локализации пылегазовых выделений

Объект исследования - пылегазовые течения в системах обеспыливающей вентиляции. Цель исследования - раскрытие закономерностей отрывных, закрученных, рециркуляционных и вихревых пылегазовых потоков в системах аспирации на основе разработанных методов и алгоритмов математического моделирования и натурных экспериментов. Исследованы отрывные и вихревые течения в спектрах вытяжных каналов. Определены очертания вихревых областей, динамика развития вихревой структуры течения, взаимодействия вытяжного факела и приточных струй. Исследовано поведение одиночных пылевых частиц и полидисперсной совокупности пылевых частиц в спектрах действия вытяжных каналов. Рассмотрены задачи аэродинамики перегрузок сыпучих материалов в пористых каналах по определению закономерностей рециркуляции воздуха в байпасных каналах. С использованием численного и натурного экспериментов доказано, что явление рециркуляции воздуха способствует снижению расхода эжектируемого воздуха. Развиты теоретические основы расчета местных отсосов аспирационных укрытий перегрузочных узлов сыпучих материалов - наиболее характерных и распространенных источников пылевыделения при переработке пылящих материалов. На основе метода граничных интегральных уравнений разработана имитационная модель разгрузки сыпучего материала в приемные воронки корпусов крупного дробления. Выполнен анализ процесса разгрузки думпкаров в приемную воронку корпуса крупного дробления горно-обогатительного комбината. Выведены расчетные соотношения для определения расхода воздуха, увлекаемого сыпучим материалом. Разработаны математическая модель, вычислительный алгоритм и компьютерная программа для расчета отрывных течений на входе в круглые отсосы-раструбы и для исследования поведения пылевых частиц в спектре их действия. На разработанной экспериментальной установке аспирационного укрытия с щелевой неплотностью проведены экспериментальные исследования влияния горизонтальных, вертикальных, двухгранных непроницаемых пластин (козырьков) на к.м.с. входа в щелевую неплотность. Определены параметры экранов, способствующие наибольшему снижению расхода воздуха. Развиты методы расчета аспирации при загрузках бункеров силосного типа полидисперсным материалом. Предложен новый статистический подход к учету условий стесненности на коэффициент лобового сопротивления частиц в условиях свободной струи падающего материала.