INFLUENCE OF THE DISTANCE OF AN INLET PIPE ON PERFORMANCE OF A CENTRIFUGAL SEPARATOR OF BIOCONVERSION PRODUCTS
Authors: Токарев П.В. , Соловьев А.Н. 
Published: September 2024

Одним из перспективных направлений комплексного системного решения проблемы возрастающего избытка возобновляемых отходов сельского хозяйства и его перерабатывающих отраслей является биоконверсия возобновляемых видов сельскохозяйственного сырья и отходов его переработки в социально значимую продукцию высокого качества. Одной из важнейших операций биоконверсии является разделение готового продукта и сопутствующих материалов. Поэтому создание эффективного сепаратора продуктов биоконверсии при производстве кормов является актуальной задачей. Центробежные сепараторы, имея простую малогабаритную конструкцию, позволяют эффективно извлекать частицы твердой фракции из жидкости, при этом существенно экономя ресурсы. Одним из перспективных направлений совершенствования центробежных сепараторов является максимальное использования закрученного потока. В этой связи значительный интерес представляет повышение эффективности сепаратора продуктов биоконверсии при производстве кормов за счёт отдаления входного патрубка от входного торца рабочей камеры центробежного сепаратора при тангенциальном его расположении. В работе исследовано: кинематика потока частиц жидкой фракции технологического материала в зоне входа центробежного сепаратора при тангенциальном расположении входного патрубка; влияние отдаления входного патрубка центробежного сепаратора при тангенциальном его расположении на кинематику потока. При физико-математическом описании турбулентного потока использовались модели осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса. В процессе исследования кинематики потока использовался пакет универсальной программной системы метода конечно-элементного анализа ANSYS Fluent. Получены траектории движения и изолинии тангенциальной составляющей скорости потока частиц жидкой фракции технологического материала в зоне входа центробежного сепаратора продуктов биоконверсии при производстве кормов. Обосновано отдаление входного патрубка от входного торца рабочей камеры центробежного сепаратора.

One of the promising directions of a comprehensive, systematic solution to the problem of an increasing excess of renewable agricultural wastes and their processing industries is the bioconversion of renewable agricultural raw materials and wastes from its processing into socially significant high-quality products. One of the most important operations of bioconversion is the separation of the finished product and related materials. Therefore, the creation of an effective separator of bioconversion products in the production of feed is an urgent task. Centrifugal separators, having a simple small-sized design, make it possible to efficiently extract solid fraction particles from the liquid while significantly saving resources. One of the promising areas of improvement of centrifugal separators is the maximum use of swirling flow. In this regard, it is of considerable interest to increase the efficiency of the bioconversion products separator in the production of feed due to the distance of the inlet pipe from the inlet end of the working chamber of the centrifugal separator, with its tangential arrangement. The paper investigates the kinematics of the flow of particles of the liquid fraction of the process material in the inlet zone of the centrifugal separator with a tangential arrangement of the inlet pipe; the effect of the distance of the inlet pipe of the centrifugal separator with its tangential arrangement on the kinematics of the flow. Models of Reynolds-averaged Navier-Stokes equations were used in the physical and mathematical description of the turbulent flow. In the process of studying the flow kinematics, the package of the universal software system of the finite element analysis method ANSYS Fluent was used. The paths of movement and isolines of axial, radial and tangential components of the flow velocities of the particles of the liquid fraction of the process material in the inlet zone of the centrifugal separator of bioconversion products in the production of feed are obtained. The distance of the inlet pipe from the inlet end of the working chamber of the centrifugal separator is justified.