Mathematical Model of Particle Free Settling in a Vortex Apparatus

A mathematical model of gas dynamics in a vortex apparatus during heat treatment is presented in the paper. The parameters of gas flows in the vortex apparatus, optimal ratios of the vortex apparatus geometric dimensions, as well as hydrodynamic parameters are determined, making it possible to develop effective design solutions of this equipment. The mathematical model allows one to carry out computational experiments and determine particle trajectories, their temperature, particle size and humidity at various points in time and evaluate the dynamics of these parameters. Using the calculation experiment method makes it possible to quickly and without financial costs determine the technological modes of heat treatment of dispersed material in vortex devices. The obtained data can be used in calculation methods of heat and mass transfer vortex apparatuses.

W artykule przedstawiono matematyczny model dynamiki gazu w aparacie wirowym podczas obróbki cieplnej zdyspergowanych materiałów. Określane są parametry przepływów gazu w aparacie wirowym, identyfikowane są optymalne proporcje wymiarów geometrycznych aparatu wirowego, a także parametry hydrodynamiczne, które pozwalają opracowywać skuteczne rozwiązania konstrukcyjne tego sprzętu. Model matematyczny umożliwia przeprowadzanie eksperymentów obliczeniowych i określanie trajektorii cząstek, ich temperatury, wielkości cząstek i wilgotności w różnych punktach czasowych oraz ocenić dynamikę zmian tych parametrów. Zastosowanie metody eksperymentu obliczeniowego pozwala szybko i bez kosztów finansowych określić warunki technologiczne do obróbki termicznej rozproszonego materiału w urządzeniach wirowych o różnych konstrukcjach. Uzyskane dane można wykorzystać w metodach obliczania urządzeń wirowych z wymianą ciepła i masy.