Мета і завдання дослідження - покращення екологічного стану атмосфери шляхом удосконалення пилоочисного устаткування для зменшення забруднення довкілля неорганічним пилом за рахунок підвищення ефективності і зменшення енерго- і металоємкості пиловловлювачів з урахуванням математичної моделі і аналізу пилоповітряних потоків у них. Завдання дослідження. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: - провести аналіз сучасного стану екологічної безпеки при забрудненні атмосфери неорганічним пилом, вивчити стан питання дослідження аеродинаміки закрученого двофазного потоку всередині відцентрових апаратів, які застосовуються для локалізації цих забруднень, та обґрунтувати обраний напрямок роботи; - вивчити і встановити закономірності руху частинок в робочому об'ємі розробленого апарата під дією сил різної природи з наступним визначенням умов розділення гетерогенних систем і оцінкою сил опору в різних зонах переміщення пилоповітряної суміші; - побудувати математичну модель системи "пиловловлювач - пилоповітряна суміш" і на цій основі встановити аналітичні залежності для оцінки опору пилоповітряної суміші на всіх ділянках їх руху; - систематизувати та розробити конструктивні схеми принципово нових пиловловлювачів з багатоступеневою системою очистки; - провести випробування розроблених пиловловлювачів на дослідному експериментальному стенді та у конкретних умовах виробництва з метою оцінки ефективності розроблених апаратів, визначити основні характеристики процесу та провести співставлення теоретичних і експериментальних результатів, а також порівняти одержані результати з характеристиками пиловловлюючого апарату, вибраного в якості еталону; - оцінити екологічну та економічну ефективність впроваджених у виробництво апаратів. Об'єкт дослідження: процес виділення дрібнодисперсних аерозольних частинок неорганічного пилу, що утворюються в обробній промисловості, з потоку газу за допомогою пиловловлювачів із жалюзійним відокремлювачем. Предмет дослідження: відцентрово-інерційне газоочисне устаткування. ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, 5 СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1. СТАН ПИТАННЯ ПО ОЧИЩЕННЮ ПОВІТРЯ ВІД 16 НЕОРГАНІЧНОГО ПИЛУ В ОБРОБНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ 1.1. Загальні положення 16 1.2. Захист атмосферного повітря і формування мікрокліматичних 22 характеристик при виділенні неорганічного пилу 1.2.1. Піскоструминна обробка матеріалів. 24 1.2.2. Дробоструминна (дробометна) обробка матеріалів. 25 1.3. Аналіз існуючих конструкцій апаратів для сухої очистки 26 повітря від неорганічного пилу 1.4. Аналіз вдосконалень при конструюванні корпуса циклона 38 пиловловлювача 1.5. Висновки до розділу 1 42 РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ ТА МЕТОДОЛОГІЯ 43 ОБРОБКИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ 2.1. Експериментальна установка для дослідження пиловловлювачів 43 2.2. Методика проведення досліджень 45 2.3. Методологія проведення експериментальних досліджень 46 2.4. Визначення ефективності пиловловлювачів 60 2.5. Визначення гідравлічного опору апарату 60 2.6. Висновки до розділу 2 61 РОЗДІЛ 3. МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПИЛООЧИСТКИ 3 63 УРАХУВАННЯМ РУХУ ЧАСТИНОК У ПРИСТІННОМУ ШАРІ КОНСТРУКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЦИКЛОНУ 3.1. Динаміка руху частинок у внутрішній області стаціонарного 63 турбулентного потоку в циклоні 3.2.Динаміка руху частинок у пристінній області стаціонарного 74 турбулентного потоку 3.3. Висновки до розділу 3 86 РОЗДІЛ 4. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ 88 ВІДЦЕНТРОВО-ШЕРЦІЙНИХ ПИЛОВЛОВЛЮВАЧІВ 4.1. Опис і дослідження еталонного відцентрово-інерційного апарату 88 4.2.. Обробка результатів експерименту, що планується 89 4.3. Статистичне моделювання аналітичної залежності ефективності 114 пиловловлення від конструктивних розмірів і режимів робота пиловловлювача 4.4. Висновки до розділу 4 119 РОЗДІЛ 5. РОЗРОБКА І ВПРОВАДЖЕННЯ УСТАНОВОК ДЛЯ 120 ОЧИСТКИ ПОВІТРЯ ВІД ПИЛУ 5.1. Вдосконалення установок обезпилювання на ВАТ "Львівський 121 локомотиворемонтний завод" 5.2.0цінка впливу викидів забруднюючих речовин на стан 130 забруднення атмосферного повітря 5.3. Економічне обґрунтування впровадження пиловловлювачів 132 5.4. Перспективи використання розроблених пиловловлювачів 137 5.4.1. Видобуток сланцевого газу 137 5.4.2. Рекультивація сміттєзвалища 140 5.5. Висновки до розділу 5 143 ВИСНОВКИ 145 ДОДАТОК А. Програма для чисельного розв'язку диференційного 147 рівняння руху матеріальної точки при початкових умовах з використанням математичного пакету "MathCad 2001" ДОДАТОК Б. Програма статистичного моделювання аналітичної 149 залежності ефективності пиловловлювача від конструктивних розмірів і режимів роботи пиловловлювача ДОДАТОК В. Матриця планування експериментів і результати 158 обробки ДОДАТОК Д. Акти впровадження і випробувань 168 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 173