При рассмотрении процесса движения твердых дисперсных частиц в кольцевом канале вихревой камеры (рисунок) поток теплоносителя с объемным расходом V подается в камеру через тангенциальный подвод. Внутри аппарата он разделяется на две части: V1 – вдоль кольцевого канала, V2 – через окно во внутреннюю часть аппарата. Распределение общего потока V на V1 и V2 определяется гидравлическим сопротивлением кольцевого канала и окна.
Минимальная (критическая) скорость теплоносителя, при которой происходит транспортирование твердых частиц в трубопроводе, без осаждения частиц в нем, определяется выражением:
(1)
где D – внутренний диаметр трубопровода, м; dэ – эквивалентный диаметр частиц, м; r – плотность частиц, кг/м3; ρ0 – плотность теплоносителя, кг/м3; m – коэффициент взвеси, равный отношению массового расхода твердых частиц к массовому расходу теплоносителя.
Расчетная схема движения частиц в кольцевом канале
Эквивалентный диаметр кольцевого канала равен:
, (2)
где δ1 – ширина кольцевого канала, м.
Из выражения (1) следует, что минимальная скорость потока теплоносителя uкр, обеспечивающая движение частиц в канале в режиме пневмотранспорта, уменьшается с уменьшением ширины канала δ1. С другой стороны, уменьшение величины δ1 приводит к увеличению гидравлического сопротивления кольцевого канала и уменьшению расхода газа V1 в нем. Очевидно, существует оптимальное значение величины δ1, обеспечивающее устойчивое движение потока частиц при минимальном общем расходе теплоносителя V.