В работе рассматривается процесс удаления сферических частиц микронного размера из несжимаемой среды через кольцевую щель диафрагмы горячего выхода вихревой трубы. Оценка скорости удаления проведена при помощи анализа результатов вычислительных экспериментов в свободно распространяемом пакете OpenFOAM. Для моделирования выбран решатель denseParticleFoam, реализующий метод MP-PIC (multiphase particle-in-cell method). Метод использует подход Эйлера для несущей среды и подход Лагранжа для дисперсной фазы. В ходе вычислительных экспериментов проведено пять серий расчетов. Серии различаются между собой начальным положением частиц в подаваемом на вход в трубу потоке, в рамках каждой серии рассматривается набор различных плотностей дисперсной фазы. По результатам экспериментов построена зависимость между плотностью частиц и временем до начала удаления их из канала вихревой трубы. Показано наличие прямой зависимости между плотностью частиц и временем достижения ими противоположного конца трубы с диафрагмой горячего выхода. Описан метод обработки полученных результатов. Рассмотрена возможность использования линейной и квадратичной аппроксимаций для определения предполагаемого времени нахождения частиц в канале трубы. Для каждой серии экспериментов проведена оценка доверительных интервалов и величины среднего абсолютного процентного отклонения от предложенной аппроксимации.
Вихревая труба, сформированная из потоков горючих газов перед впрыском в камеру сгорания, позволяет значительно улучшить термодинамические параметры процесса горения. В книге приводится информация об особенностях и порядке тестирования устройства для смешивания в динамике природного газа со сжатым воздухом и перегретым паром, перед подачей смеси в камеру сгорания индустриального бойлера. Рассмотрено устройство для вихревого смешивания газообразных компонентов и аэрозолей и весь сквозной процесс испытаний, исходя из условий и характеристик указанного устройства. Целью испытаний является проверка в реальных условиях характера воздействия вихревой трубы из газообразных топливных компонентов на все основные параметры процесса сгорания. В книге показано, что применение устройств вихревого смешивания практически не создаёт каких-либо ограничений на функционирование топливных магистралей бойлера, в которых монтируется это устройство и не ограничивает на входе количество компонентов топливной смеси газов или аэрозолей. В качестве иллюстраций показан общий вид устройства для вихревого смешивания топливных смесей. Показанное устройство формирует при смешивании вихревую трубу из газообразных компонентов топлива и может работать онлайн в прямой инсталляции в термодинамическом оборудовании. В качестве иллюстраций показаны диаграмма контрольных точек температуры для любой конфигурации испытательного стенда, диаграмма требуемого испытательного стенда, в случае, если второй материал смеси - перегретый пар, диаграмма испытательного стенда для случая, когда второй материал смеси - сжатый воздух.