Анотація до роботи:

Веремеенко М.В. Підвищення енергоекологічної ефективності очищення вентиляційних викидів від пилу в циклонах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.03. – Вентиляція, висвітлення і теплогазопостачання. Донбаська національна академія будівництва і архітектури, Макіївка, 2006 р.

Дисертація присвячена проблемам очищення запиленого потоку в циклонах – розробці пиловловлювачів з меншим гідравлічним опором і більш високою ефективністю. Запропоновано нову схему організації потоку в циклоні, що дозволяє розподілити радіальний стік по висоті і зменшити його інтенсивність у конічній частині апарата.

Виконано теоретичний аналіз сепарації частинок у циклоні. Розв’язано рівняння руху частки з урахуванням сил інерції, сили опору і радіального стоку потоку до осі циклона. Розроблено математичну модель сепарації частинок і методику розрахунку ступеня очищення потоку в циклоні, на підставі яких написана комп'ютерна програма для розрахунку ефективності пиловловлювача.

Виконано порівняння результатів програми з даними проведених лабораторних досліджень для циклона з перфорованою вихлопною трубою (відносне відхилення склало 3,9 %) і експериментальними даними НДІОГАЗ (погрішність – 2,9 %).

Проведено лабораторні дослідження циклона з перфорованою вихлопною трубою, що підтверджують зниження гідравлічного опору апаратів до 7 % і підвищення ступеня очищення на 3-4 % у порівнянні з ЦН-11. Проведено багатофакторний експеримент по визначенню впливу різних факторів на ефективність циклона. На підставі даних цього експерименту складене рівняння регресії для визначення ступеня очищення потоку.

Розроблено програму оптимізації циклонів по трьох параметрах, що впливають: відносний діаметр і глибина занурення вихлопної труби, тангенціальна швидкість потоку. Як критерій оптимізації використовувалися приведені витрати очищення 1 м³ газу. Здійснено впровадження розробленої конструкції циклона з перфорованою вихлопною трубою регіональним управлінням «Донбассмонтажспецстрой» і ПП «Промвентиляція», із сумарним економічним ефектом 33,5 тис.грн/рік.

1. Теоретично й експериментально обґрунтовано схему організації потоку в циклоні, яка дозволяє розподілити радіальний стік по висоті і зменшити його інтенсивність у конічній частині апарата, і оптимізовано конструкційні і технологічні параметри робочого процесу, що забезпечило підвищення ступеня очищення вентиляційних викидів від пилу в сухих циклонах і зниження енергетичних витрат.

2. Отримані з урахуванням обґрунтованих факторів, що впливають, і аналітично розв’язання рівняння, що описують траєкторію пилової частки в циклоні, забезпечили розробку математичної моделі сухої сепарації пилу в циклонах.

3. Розроблено методику визначення ефективності циклона, а також комп'ютерні програми розрахунку ступеня очищення газів від пилу і визначення оптимальних значень керуючих параметрів за різних умов роботи апарата; для очищення від кварцового пилу оптимальні діаметр вихлопної труби складає 0,6 діаметрів циклону, її глибина занурення – 1,5 діаметра циклону і тангенціальна швидкість руху спадного потоку - 12 м/с.

4. Запропоновано і захищено патентом циклон з перфорованою вихлопною трубою, перевагою конструкції якого є зниження інтенсивності радіального стоку в конічній частині апарата, що дозволяє підвищити ступінь очищення газів.

5. У циклонах з перфорованою вихлопною трубою ефективність очищення газів від пилу на 4% вище за інших рівних умов, ніж у циклоні ЦН-11; при однаковому ступені очищення опір запропонованого циклона на 7% нижче від циклона НДІОГАЗ.

6. Значення оптимальних керуючих параметрів для циклона з перфорованою вихлопною трубою забезпечують зниження приведених витрат на 12% у порівнянні з циклонами НДІОГАЗ типів ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15в і ЦН-24.

7. Здійснено впровадження розробленого циклона з перфорованою вихлопною трубою регіональним управлінням «Донбасмонтажспецбуд» і ПП «Промвентиляція» із сумарним річним економічним ефектом 33,5 тис.грн.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Качан В.М., Веремеєнко М.В. Вплив вихрового знесення пилу на ефективність очищення газів у циклонах // Вісник ДонДАБА. «Інженерні системи та техногенна безпека в будівництві». – вип.-6(31). – Макіївка, 2001. – С. 116-118.

2. Качан В.М., Веремеєнко М.В. Визначення оптимальної конструкції циклона // Вісник ДонДАБА. «Інженерні системи та техногенна безпека в будівництві». – вип.-4(41). –Макіївка, 2003. – С. 29-31.

3. Качан В.М., Тарасенко С.В., Веремеєнко М.В. Розв’язання задачі Коші для рівняння Емдена-Фаулера // Вісник ДонДАБА. «Інженерні системи та техногенна безпека в будівництві». – вип.-3(45). – Макіївка, 2004. – С. 59-63.

4. Качан В.М., Веремеєнко М.В. Аналіз ефективності циклона на основі рішення рівняння сепарації часток // Вісник ДонДАБА. «Матеріали 3 міжнародної конференції студентів, аспірантів і молодих учених». – вип.-3(45). – Макіївка, 2004. – С.165-168.

5. Качан В.М., Катін Л.Д., Веремеєнко М.В. Розв’язання рівняння руху частки в циклоні // Вісник ДонДАБА. «Інженерні системи та техногенна безпека в будівництві». – вип.-4(46). – Макіївка, 2004. – С. 35-39.

6. Веремеєнко М.В. Аналіз ефективності циклона на основі розв’язання рівняння сепарації часток // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. – № 44 (56). – Луганськ, 2004. – С. 72-76.

7. Губар В.Ф., Веремеєнко М.В. Рух пилу в циклонах з урахуванням впливу інерційних ефектів відносного руху часток // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. – № 46. – Луганськ, 2005. – С. 58-62.

8. Губар В.Ф., Веремеєнко М.В. Визначення траєкторії частки в залежності від її положення у вхідному патрубку циклона // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. – № 48. – Луганськ, 2006. – С. 70-75.

9. Деклараційний патент на винахід № 67048 А, кл. F02M35/02 Циклон з вихлопною трубою, що обладнана перфорованою насадкою / Качан В.М., Веремеєнко М.В.– № 2003065366, заяв. 10.06.2003, опубл. 15.06.2004, бюл. № 6.

Список робіт, що додатково відображають результати досліджень:

10. Качан В.М., Веремеєнко М.В. Вплив бічного знесення пилу на очищення газів у циклонах // Зб. статей I Міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів «Охорона навколишнього середовища і раціональне використання природних ресурсів», ДонНТУ. – Донецьк, 2002. – С. 29-30.

11. Веремеєнко М.В. Техніко-економічна оптимізація циклонів // Зб. статей II Обласної студентської наукової конференції Всеукраїнської екологічної ліги «Екологія і соціальний прогрес», ДонНТУ. – Донецьк, 2002. – С. 36-38.

12. Веремеєнко М.В. Техніко-економічна оптимізація циклонів в аспекті проблем соціального прогресу // Зб. статей II Всеукраїнської студентської наукової конференції Всеукраїнської екологічної ліги «Екологія і соціальний прогрес». – Харків, 2002. – С. 87-90.

13. Качан В.М., Веремеєнко М.В. Підвищення ефективності роботи циклонів шляхом усунення явища бічного віднесення // Зб. статей VI Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених «Екологія. Людина. Суспільство», НТУУ «КПІ». – Київ, 2003. – С. 111-112.

14. Качан В.М., Веремеєнко М.В. Розрахунок ефективності очищення газів від пилу в циклонах // Зб. статей III Міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів «Охорона навколишнього середовища і раціональне використання природних ресурсів», ДонНТУ. – Донецьк, 2004. – С. 41-44.

Особиста участь здобувача в опублікованих роботах. Основна частина результатів дисертаційної роботи отримана автором самостійно. У публікаціях автором: оцінений вплив факторів на ефективність циклонів [1, 10]; розв’язане рівняння руху частинки в циклонах [3, 5]; розроблена математична модель процесу сепарації частинок в циклонах [7, 8]; отримана методика розрахунку ефективності циклонів [4, 6, 14]; розроблено конструкційне рішення зменшення впливу радіального стоку на ефективність циклона [9, 13]; розроблені комп’ютерна програма оптимізації конструкційних та технологічних параметрів роботи циклона [2, 11, 12].