Experimental investigation of processes in acoustic cyclone separator

This paper presents a novel concept of cyclone separator, where sound waves are used to agglomerate fine particles. Sound waves generated by Hartmann acoustic generator are introduced into the secondary (core) air flow of cyclone separator. Results of numerical simulation of air flows inside conventional and acoustic cyclone separators are presented. It is shown that intensive pressure pulsations occur in acoustic generator's reflector. These pulsations generate an acoustic field. It is experimentally established that the average separation efficiency of conventional cyclone separator reaches 87.2% only, while separation efficiency of acoustic cyclone separator is approximately 97.5%. Obtained results show that air flows inside cyclone separator can be investigated numerically.

show abstract

“…4(b)) are in good concordance with experimentally obtained ones presented in (Vekteris et al, 2014).…”

Section: Numerical Simulation Of Air Flow Inside Conventional Cyclonesupporting

confidence: 91%

“…It was shown in (Vekteris et al, , 2014 that the separation efficiency of separators sufficiently increases after acoustic treatment of the air flow.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical Simulation of Air Flow inside Acoustic Cyclone Separator

Vekteris

Strishka

Ozarovskis

et al. 2015

Aerosol Air Qual. Res.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Pagrindinis veiksnys, nustatantis aerozolio dalelių judėjimo sraute ypatumus, yra tas, kad jų svoris, palyginti su aplinkos molekulėmis, kur kas didesnis (aerozolio daleles stipriau nei dujų molekules veikia inercijos jėga) (Vekteris et al 2014).…”

Section: įVadasunclassified

“…Svarbiausia fizikinio modelio dalis yra koaguliacijos mechanizmų apibūdinimas. Fizikinis modelis įvertina koaguliacijos efektą, atsirandantį dėl ortokinetinio ir hidrodinaminio akustinių bangų mechanizmo (Yun et al 2014).Koaguliacija dėl ortokinetinės sąveikos vyksta tarp dalelių, kurios juda akustiniu lauku paveiktoje terpėje, skirtingais greičiais ir skirtingomis amplitudėmis (Liu et al 2009;Markauskas et al 2014).Pagrindinis veiksnys, nustatantis aerozolio dalelių judėjimo sraute ypatumus, yra tas, kad jų svoris, palyginti su aplinkos molekulėmis, kur kas didesnis (aerozolio daleles stipriau nei dujų molekules veikia inercijos jėga) (Vekteris et al 2014).Mono-ir polidispersinių aerozolių mažinimas yra pagrindinė aplinkosaugos problema. Akustinė koaguliacija tinka aerozoliams, kurių dalelių dydis yra iki 10 μm.…”

unclassified

Experimental Investigation of Acoustic Field Influence for Aerosols Particles / Akustinio Lauko Įtakos Aerozolio Dalelių Koaguliacijai Eksperimentiniai Tyrimai

Tetsman

Grinbergienė

Čereška

2016

Mokslas – Lietuvos Ateitis

View full text Add to dashboard Cite

Santrauka. Atlikti labai mažo skersmens kietųjų dalelių koaguliacijos efektyvumo, priklausomai nuo akustinio lauko garso slėgio ir dažnio, tyrimai. Aprašytas tyrimams atlikti naudotas eksperimentinis stendas ir eksperimentų atlikimo metodika. Akustiniam laukui žadinti naudoti du garso generatoriai: pjezoelektrinis ir aeroakustinis. Atlikus tyrimus nustatyta, kad, didė-jant akustinio poveikio dažniui, dalelių koaguliacijos greitis didėja, kai dalelių skersmuo neviršija 1 μm. Efektyviausiai dalelių iki 1 μm skersmens koaguliacijai reikia ultragarsinių dažnių, didesnio nei 1 μm skersmens dalelėms reikia žemesnio dažnio už ultragarsinį.Reikšminiai žodžiai: akustinis laukas, garso dažnis, aerozolio dalelės, koaguliacija. ĮvadasKoaguliacija -dalelių sukibimas į stambesnius agregatus. Svarbiausia fizikinio modelio dalis yra koaguliacijos mechanizmų apibūdinimas. Fizikinis modelis įvertina koaguliacijos efektą, atsirandantį dėl ortokinetinio ir hidrodinaminio akustinių bangų mechanizmo (Yun et al. 2014).Koaguliacija dėl ortokinetinės sąveikos vyksta tarp dalelių, kurios juda akustiniu lauku paveiktoje terpėje, skirtingais greičiais ir skirtingomis amplitudėmis (Liu et al. 2009;Markauskas et al. 2014).Pagrindinis veiksnys, nustatantis aerozolio dalelių judėjimo sraute ypatumus, yra tas, kad jų svoris, palyginti su aplinkos molekulėmis, kur kas didesnis (aerozolio daleles stipriau nei dujų molekules veikia inercijos jėga) (Vekteris et al. 2014).Mono-ir polidispersinių aerozolių mažinimas yra pagrindinė aplinkosaugos problema. Akustinė koaguliacija tinka aerozoliams, kurių dalelių dydis yra iki 10 μm. Bet ji mažai efektyvi mažos koncentracijos aerozoliams, nes dėl didelio atstumo tarp dalelių mažai tikėtina, kad pradės veikti hidrodinaminės jėgos. Dalelių judėjimo lygtys gaunamos remiantis žinomais klasikinės hidrodinamikos dėsniais.Aerozolio daleles dujinėje terpėje veikia išorinės jė-gos -tarp dalelių esančios pasipriešinimo ir hidrodinaminės jėgos. Prie išorinių jėgų priskiriamos sunkio jėgos, elektrostatinės jėgos ir t. t. Jėgos, veikiančios dalelę iš judamos arba nejudamos terpės pusės, priskiriamos prie pasipriešini-mo jėgų. Kai dalelės svyruoja akustiniame lauke, pasipriešinimo jėgas galima priskirti prie išorinių. Norint nustatyti akustinio poveikio režimus, reikia žinoti dujų dispersinės sistemos iširimo laiko priklausomybę nuo dydžių, charakterizuojančių tokį poveikį, tai yra, nuo akustinių virpesių dažnio ir garso slėgio. Šios priklausomybės nustatomos pagal dviejų fazių fizines savybes: dujinės fazės tankį ir slėgį, kietos fazės tankį ir tiriamo aerozolio dispersinę sąveiką.Autoriai (Song et al. 1994;Hoffmann 2000;Ezekoye, Wibowo 1999), nagrinėjantys hidrodinaminę komponentę, sukeliančią susidūrimo tikimybę, nustatė, kad esant mažoms dalelėms (iki 10 µm), kai garso slėgis iki 137 dB, Reinoldso skaičius yra mažesnis negu 0,4. Santykinis vibracinių dalelių greitis yra artimas santykiniam nusistovėjimo greičiui, taigi ortokinetikos susidūrimas nebėra reikšmingas. Gravitacija nėra veiksminga skaičiuojant ortokineti...

show abstract

“…Larger particles can be more easily caught using conventional particle filtering devices, and, therefore, acoustic agglomeration is used to significantly enhance the removal rate of the micron size particles [1][2][3].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%