procyberВестник кибернетикиProceedings in Cybernetics1999-7604Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Сургутский государственный университет»10.35266/1999-7604-2023-3-66-75procyber-546Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИEngeneeringМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СУШКИ КАПЛИ ОКАЛИНОМАСЛОСОДЕРЖАЩЕГО ШЛАМА ПРИ ЕЕ ДВИЖЕНИИ В ЗАКРУЧЕННОМ ПОТОКЕ ГАЗАMATHEMATICAL SIMULATION OF HIGH-TEMPERATURE DRYING OF A DROP OF SCALE- AND OIL-CONTAINING SLUDGE WHEN MOVING IN A SWIRLING GAS FLOWhttps://orcid.org/0000-0001-8919-0573СиницынНиколай НиколаевичSinitsynNikolay N.

доктор технических наук, профессор, почетный работник высшего профессионального образования

Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Honored Worker of Higher Education

ЗапатринаНаталья ВладимировнаZapatrinaNatalya V.

кандидат технических наук, доцент

Candidate of Sciences (Engineering), Docent

https://orcid.org/0000-0002-8925-209XСарычеваИрина АнатольевнаSarychevaIrina A.

кандидат технических наук

Candidate of Sciences (Engineering)

https://orcid.org/0000-0002-2370-1251ГрибковаЮлия ВладимировнаGribkovaYuliya V.

кандидат технических наук

Candidate of Sciences (Engineering)

150475@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-9602-2114ГолицынаЕлена ВикторовнаGolitsynaElena V.

кандидат технических наук, доцент

Candidate of Sciences (Engineering), Docent

https://orcid.org/0009-0004-0647-3703ДонцоваЮлия ВикторовнаDontsovaYuliya V.

аспирант

Postgraduate

Череповецкий государственный университет, Череповец; Военный ордена Жукова университет радиоэлектроники Минобороны России, Череповец,РоссияCherepovets State University, Cherepovets; Military Order of Zhukov University of Radio Electronics, CherepovetsRussian FederationВоенный ордена Жукова университет радиоэлектроники Минобороны России, ЧереповецРоссияMilitary Order of Zhukov University of Radio Electronics, CherepovetsRussian FederationЧереповецкий государственный университет, ЧереповецРоссияCherepovets State University, CherepovetsRussian Federation2023161120232236675Copyright © Синицын Н.Н., Запатрина Н.В., Сарычева И.А., Грибкова Ю.В., Голицына Е.В., Донцова Ю.В., 20232023Синицын Н.Н., Запатрина Н.В., Сарычева И.А., Грибкова Ю.В., Голицына Е.В., Донцова Ю.В.Sinitsyn N.N., Zapatrina N.V., Sarycheva I.A., Gribkova Y.V., Golitsyna E.V., Dontsova Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/546

В статье представлены исследования траектории движения одиночной жидкой капли шлама, содержащего воду, масло и железную окалину, в закрученном потоке высокотемпературного газа. Определены температурные поля в капле с учетом двухфазной зоны перехода воды из жидкого состояния в паровое, алгоритм расчета траектории движения капли в закрученном потоке газа при ее прогреве с учетом двухфазной зоны испарения воды. Разработанная математическая модель позволяет прогнозировать характерные размеры камеры сушки капель окалиномаслосодержащих шламов при ее проектировании, а также управлять процессом сушки капель, получающихся при дисковом распыле.

The article presents an examination of the movement trajectory of a single liquid drop of sludge containing water, oil, and iron scale in a swirling high-temperature gas flow. Taking into account a two-phase transition area from liquid water to vapor, temperature fields in a drop are determined, as is an algorithm for calculating the movement trajectory of a drop in a swirling gas flow when heating it up according to a two-phase area of water evaporation. When designing a drying chamber for drops of scale- and oil-containing sludge, a mathematical model helps predict its typical size as well as control the drying process for drops produced by a disk atomizer.

капля окалиномаслосодержащих шламоввысокотемпературная сушказакрученный газовый потокфазовый переход влагиa drop of scale- and oil-containing sludgehigh-temperature dryingswirling gas flowmoisture phase transitionReferencesПантелят Г. С., Никулин С. Е., Царенко А. Н. и др. Опыт эксплуатации систем оборотного водоснабжения непрерывных станов 2000 горячей прокатки // ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 1989. № 12. С. 67–69.Pantelyat G. S., Nikulin S. E., Tsarenko A. N. et al. Opyt ekspluatatsii sistem oborotnogo vodosnabzheniia nepreryvnykh stanov 200 goriachei prokatki. Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific, Technical and Economical Information. 1989;(12):67–69. (In Russian).Бабошин В. М., Кривцевцов Е. А., Абзалов В. М. и др. Теплофизические свойства топлив и смазочных материалов черной металлургии. М. : Металлургия, 1982. 150 с.Baboshin V. M., Krivtsevtsov E. A., Abzalov V. M. et al. Teplofizicheskie svoistva topliv i smazochnykh materialov chernoi metallurgii. Moscow: Metallurgiia; 1982. 150 p. (In Russian).Ульянов В. П., Жилина Н. И., Ковтун В. Ф. и др. Безотходная термическая переработка водомасло-окалиносодержащих отходов // Сталь. 1989. № 1. С. 88–92.Ulyanov V. P., Zhilina N. I., Kovtun V. F. et al. Bezotkhodnaia termicheskaia pererabotka vodomaslookalinosoderzhashchikh otkhodov. Stal. 1989;(1):88–92. (In Russian).Галкин Ю. А., Пантелят Г. С., Галый Л. Г. и др. Физико-химические свойства осадков окалинмаслосодержащих сточных вод // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1993. № 2. С. 73–75.Galkin Yu. A., Pantelyat G. S., Galyi L. G. et al. Fiziko-khimicheskie svoistva osadkov okalinmaslosoderzhashchikh stochnykh vod. Metallurgical and Mining Industry. 1993;(2):73–75. (In Russian).Синицын Н. Н., Маклаков А. В., Дмитриева С. Р. Исследование температурного поля плоского слоя замасленной окалины при испарении влаги // Проблемы и перспективы развития науки и образования в XXI веке : материалы Международ. науч.-практич. конф., 25 апреля 2022 г., г. Нефтекамск. Нефтекамск : НИЦ «Мир Науки», 2022. С. 90–94.Sinitsyn N. N., Maklakov A. V., Dmitrieva S. R. Issledovanie temperaturnogo polia ploskogo sloia zamaslennoi okaliny pri isparenii vlagi. In: Proceedings of the International Research-to-Practice Conference “Problemy i perspektivy razvitiia nauki i obrazovaniia v XXI veke”, April 25, 2022, Neftekamsk. Neftekamsk: NITs “Mir Nauki”; 2022. p. 90–94. (In Russian).Харьков В. В., Николаев А. Н. Численное моделирование тепло- и массообмена в процессе концентрирования термолабильных растворов в закрученном потоке // Ползуновский вестник. 2017. № 1. С. 30–34.Kharkov V. V., Nikolaev A. N. Chislennoe modelirovanie teplo- i massoobmena v protsesse kontsentrirovaniia termolabilnykh rastvorov v zakruchennom potoke. Polzunovskiy vestnik. 2017;(1):30–34. (In Russian).Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Испарение капель воды при движении через высокотемпературные газы // Инженерно-физический журнал. 2018. Т. 91, № 1. С. 104–111.Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Evaporation of water droplets moving through high-temperature gases. Inzhenerno-fizicheskii zhurnal. 2018;91(1):104–111. (In Russian).Сабуров Э. Н., Карпов С. В. Циклонные устройства в деревообрабатывающем и целлюлозно-бумажном производстве. М. : Экология, 1993. 365 с.Saburov E. N., Karpov S. V. Tsiklonnye ustroistva v derevoobrabatyvaiushchem i tselliulozno-bumazhnom proizvodstve. Moscow: Ekologiia; 1993. 365 p. (In Russian).Синицын Н. Н., Запатрина Н. В., Куценко В. Н. Математическое моделирование и управление термомеханическим разрушением одиночных кусков угля // Вестник Череповецкого государственного университета. 2023. № 1. С. 59–78.Sinitsyn N. N., Zapatrina N. V., Kutsenko V. N. Mathematical modeling and controlling thermomechanical destruction of single pieces of coal. Cherepovets State University Bulletin. 2023;(1):59–78. (In Russian).Калиткин Н. Н. Численные методы / под. ред. А. А. Самарского. М. : Наука, 1978. 512 с.Kalitkin N. N. Chislennye metody. Samarsky A. A., editor. Moscow: Nauka; 1978. 512 p. (In Russian).Пажи Д. Г., Галустов В. С. Основы техники распыливания жидкостей. М. : Химия, 1984. 256 с.Pazhi D. G., Galustov V. S. Osnovy tekhniki raspylivaniia zhidkostei. Moscow: Khimiia; 1984. 256 p. (In Russian).Никольский Б. П., Григорьев О. Н., Позин М. Е. Справочник химика. Т. 1. Химия. М. ; Л., 1966. 1071 с.Nikolsky B. P., Grigoryev O. N., Pozin M. E. Spravochnik khimika. Vol. 1. Khimiia. Moscow; Leningrad; 1966. 1071 p. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.