Проблемы сепарации высокотемпературного многофазного потока и схемы…
7
К сепарирующим устройствам, предназначенным для работы на
металлизированных топливах (см. рис. 3), предъявляется ряд спе-
цифичных требований: улавливание частиц конденсированной фазы
на основе магния и алюминия, имеющих высокую химическую и
эрозионную активность; давление 6,5...12,0 МПа; температура
530...2400 K; исходные массовые концентрации частиц конденсиро-
ванной фазы 0,25...0,60.
Для энергосиловых установок, где на турбину, которая и подле-
жит очистке от частиц конденсированной фазы, отбирается лишь
10...15 % рабочего тела, был разработан предтурбинный сепаратор
частичного отбора (рис. 3,
а
). Сепарация частиц происходит в ре-
зультате разворота потока на 180° при затекании его в цилиндриче-
ский насадок, расположенный на оси потока. Достоинствами этого
сепаратора являются его простота и отсутствие проблем с транспор-
тировкой отсепарированных частиц, поскольку они попадают в ос-
новной поток и выносятся вместе с ним. К недостаткам следует отне-
сти эрозионное изнашивание входного участка заборника.
Для работы с продуктами сгорания, содержащими оксид магния,
создан конический сепаратор с динамическим отводом (рис. 3,
б
).
Вращение конуса препятствует возникновению местного эрозионно-
го изнашивания, ведущего к несимметричному обтеканию, а лопатки,
расположенные на периферии конуса, вращаясь, препятствуют за-
шлаковке заборной щели. Кроме того, они подкручивают отсепари-
рованные частицы с несущим их газом, что позволяет организовать
тангенциальное отводящее устройство, более экономичное с точки
зрения утечек транспортирующего газа, чем щелевое. Эксперимен-
тальные исследования такого сепаратора показали высокий коэффи-
циент сепарации (0,90...0,93) при утечках транспортирующего газа
5...7 %. К недостаткам сепаратора можно отнести сложность кон-
струкции по сравнению со статическими сепараторами и необходи-
мость отбора мощности на привод сепаратора.
Большой интерес представляют экспериментальные исследова-
ния центробежно-жалюзийного сепаратора (рис. 3,
в
), являющегося в
настоящий момент одним из наиболее эффективных инерционных
сепараторов металлосодержащих топлив. Такое комбинированное
устройство, сочетающее в себе прямоточный циклон с жалюзийным
уловителем, по существу, является двухступенчатым сепаратором,
ступени которого имеют один общий отвод. Полученные данные при
давлении 4,0...5,0 МПа и температуре 700 K показывают относитель-
но высокий коэффициент сепарации (при утечках 15 %
K
с
=
= 0,88...0,94). К недостаткам центробежно-жалюзийного сепаратора
следует отнести относительно высокое гидравлическое сопротивле-
ние, склонность к зашлаковке лопаточного закручивателя и жалю-
