Santrauka. Nagrinėjama ciklonų, skirtų kietosioms dalelėms atskirti iš oro srauto, efektyvumo problema. Apžvelgti eksperimentiniai ir teoriniai darbai. Pateiktos trimatės pernašos diferencialinės lygtys su Reinoldso įtempių turbulencijos ir kitais modeliais. Atliktas skaitinis oro srauto judėjimo modeliavimas kūginiame grįžtamojo srauto (KGS) ciklone, kurio aukštis -0,50 m, cilindrinės dalies aukštis − 0,29 m, kūginės − 0,133 m, skersmuo − 0,20 m. Modeliuojant aprašytas oro srauto judė-jimas ciklone taikant Navjė ir Stokso trimačių diferencialinių lygčių sistemą, diskretizuotą baigtiniais tūriais. Modeliavimo rezultatai, kai įtekėjimo greitis -4,64 m/s ir debitas -0,28 m 3 /s, neblogai sutapo su kitų autorių vykdytų eksperimentų rezultatais. Gauta vidutinė santykinė paklaida − ±5 proc.Reikšminiai žodžiai: ciklonas, kietosios dalelės, skaitinis modeliavimas, skaičiuojamoji fluidų dinamika, turbulentumas.
ĮvadasCiklonai plačiai naudojami pramoniniuose procesuose kietosioms dalelėms atskirti iš oro srauto žemoje temperatūroje ir dūmų dalelėms atskirti deginant kietą-jį kurą aukštoje temperatūroje (iki 300-500 °C). Jų konstrukcijose dujų kryptis yra dvejopa -tangentinė ir ašinė. Šie įrenginiai pasižymi paprasta konstrukcija, kompaktiškumu, jų eksploatavimo išlaidos nedidelės, nes viduje nėra judamųjų dalių ir jų nereikia labai prižiūrėti. Ciklonų trūkumai − didelis slėgio kritimas esant didesniems įtekėjimo greičiams ir su tuo susijusios energijos sąnaudos.Hoekstra ir kt. (1999) teigia, kad skaičiuojamo-sios fluidų dinamikos (SFD, angl. Computational Fluid Dynamics) programinės įrangos naudojimas skaitiniams dujų srauto lauko skaičiavimams yra bendresnis modeliavimo būdas, geriau aprašantis ciklono veikimą.Tobulėjant kompiuteriams ir SFD metodams, taikant skaitinius sprendimus galima apskaičiuoti sudėtingus srauto laukus (Baltrėnas et al. 1997).SFD metodika − padalinti nagrinėjamą sritį į daug kontrolinių tūrių ir pakeisti dalines diferencialines lygtis jų algebriniais ekvivalentais (Baltrėnas et al. 2008;Vaitiekūnas et al. 2004). Gaunama algebrinių lygčių aibė, kurią galima išspręsti taikant iteracinius metodus ir gauti kintamųjų -greičio komponentės ir slėgio -pasiskirstymą lauke, priklausantį nuo ribinių sąlygų, apibūdinančių konkretų uždavinį (Bernardo et al. 2006). Dėl labai sudėtingų trijų dimensijų sūkurinių srautų ciklono viduje supratimas apie ciklone vykstantį kietųjų dalelių atskyrimo iš dujų srauto procesą tebėra nepakankamas, nepaisant to, kad dujų ir kietųjų dalelių suspensijos srauto judėjimas ciklonuose jau seniai yra daugelio eksperimentinių, teorinių ir skaitinių tyrimų objektas (Zhoue, Soo 1990;Hu et al. 2005;Gujun et al. 2008). Norint ištirti srauto struktūrą eksperimentiniuose ciklonuose dažnai taikomi įvairūs matavimo metodai, tačiau šių metodų trūkumai trukdo susidaryti išsamų vaizdą apie srauto sudėtingumą (Nieuwland et al. 1996;Gujun et al. 2008).Dujų ir įvairaus dydžio kietųjų dalelių srautams modeliuoti naudojamos skirtingos modeliavimo programos.Reinoldso įtempių turbulentinis (RIT) model...