The model of particle motion in a magnetic hydrocyclone

Authors

  • Борис Александрович Авдеев Kerch State Maritime Technological University Str. Ordzhonikidze, 82, Kerch, Crimea, Ukraine, 98309, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2013.18392

Keywords:

model, magnetic hydrocyclone Lagrange approach, the magnetic field

Abstract

The model of curvilinear motion of particles in a hydrocyclone with a radial magnetic field. As the force acting on the particle considered the following: the centrifugal force, drag force, including taking into account changes of drag coefficient from the walls of the cyclone, the magnetic force, the gravitational force, the Archimedes force, the lift force acting on a rotating particle (the Magnus effect); lifting force, which arises due to the shift of the field of fluid flow (Saffman force), the force generated an additional (virtual) weight, the traction force generated by the pressure gradient; Basset force which arises due to the delay of the boundary layer of the liquid at the change of the relative velocity particles. The analysis of forces is contained numerical formulas for calculating them and images; allocated the forces which have significant effect in the dynamics of a particle. The model is based on the Lagrange approach and is made in a cylindrical coordinate system. The numerical solution of systems of differential equations, performed with use of the program MathCAD.

Author Biography

Борис Александрович Авдеев, Kerch State Maritime Technological University Str. Ordzhonikidze, 82, Kerch, Crimea, Ukraine, 98309

Postgraduate
Department of electric vehicles and automation

References

  1. Масюткин, Е. П. Очистка технических жидкостей от магнитных примесей в инфраструктуре водного транспорта [Текст] / Е. П. Масюткин, В. И. Просвирнин, Б. А. Авдеев // Рыбное хозяйство Украины. – Керчь: КГМТУ, 2012. – № 3 (80). – С. 40-49.
  2. Тихонцов, А. М. Решение экологических задач машиностроения путем повышения качества гидроциклонной очистки СОЖ [Текст] / А. М. Тихонцов, А. В. Чернышов, А. Е. Ковалев // Сборник научных статей XVII международной научно-практической конференции "Экология, энерго- и ресурсосбережение, охрана окружающей среды и здоровье человека, утилизация отходов". Т II. – Харьков, 2009. – С. 219-225.
  3. Александров, Е. Е. Повышение ресурса технических систем путем использования электрических и магнитных полей [Текст] : монография / Е. Е. Александров, И. А. Кравец, Е. Н. Лысиков и др. – Харьков : НТУ «ХПИ», 2006. – 544 с.
  4. Терновский, И. Г. Гидроциклонирование [Текст] / И. Г. Терновский, A. M. Кутепов. – М.: Наука, 1994. – 350 с.
  5. Масюткин, Е. П. Анализ основ теории и методов расчета гидроциклонов с силовыми полями электрической природы (продолжение) [Текст] / Е. П. Масюткин, В. И. Просвирнин, Б. А. Авдеев // Рыбное хозяйство Украины. – Керчь : КГМТУ, 2011. – № 1 (78). – С. 34-38.
  6. Nowakowski, A. F. The Numerical Modelling of the Flow in Hydrocyclones [Text] / A. F. Nowakowski, M. J. Doby // KONA Powder and Particle Journal / Hosokawa Powder Technology Foundation. – Osaka, 2008. – No.26. – pp. 66-80.
  7. Svarovsky, L. Solid Liquid Separation [Text] / L. Svarovsky. – Oxford : Butterworth-Heinemann, 2001. – 568 р.
  8. Матвиенко, О. В. Математическое моделирование турбулентного переноса дисперсной фазы в турбулентном потоке [Текст] / О. В. Матвиенко, В. М. Ушаков, Е. В. Евтюшкин // Вестник ТГПУ. – Томск, ТГПУ, 2004. – Вып. 6 (43). – С. 50-53.
  9. Xiaodong, L. Numerical simulation of the effects of turbulence intensity and boundary layer on separation efficiency in a cyclone separator [Text] / L. Xiaodong, Y. Jianhua, C. Yuchun, N. Mingjiang, C. Kefa // Chemical Engineering Journal. – New York: ELSEVIER, 2003. – № 95. – pp. 235–240.
  10. Ландау, Л. Д. Гидродинамика [Текст] / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. – М.: Наука, 1988. – 736 с.
  11. Minkov, L. CFD-modeling of a flow in a hydrocyclone with an additional water injector [Text] / L. Minkov, J. Dueck // Компьютерные исследования и моделирование. – Ижевск: Ижевский институт компьютерных исследований, 2011. – Т. 3, №1. – C. 63−76.
  12. Medronho, R. A. Numerical simulation of hydrocyclones for cell separation [Text] / R. A. Medronho, J. Schuetze and W.-D. Deckwer // Latin American applied research / INTEC. – Buenos Aires, 2005. – No 35, n.1. – pp. 1-8.
  13. Страус, В. Промышленная очистка газов [Текст] / В. Страус ; пер. с англ. Ю. А. Косого. – М. : Химия, 1981. – 616 с.
  14. Просвирнин, В. И. Теоретическое и экспериментальное обоснование кинетики процессов и параметров электромагнитных устройств очистки железосодержащих дисперсных сред в агропромышленном комплексе : дис. докт. техн. наук : 05.20.02 [Текст] / В. И. Просвирнин; МИМСХ. – Мелитополь, 1992. – 286 с.
  15. Ahmadi, G. Particle transport, development and removal [Электронный ресурс] / G. Ahmadi. – Режим доступа: www/ URL: http://web2.clarkson.edu/projects/crcd/me637/downloads.html.
  16. Hemdan, H. S. On The Potential of Large Eddy Simulation to Simulate Cyclone Separators : Dissertation partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Engineering : 24.01.2007 [Text] / H. S. Hemdan. – Chemnitz, CUTC, 2007. – 137p.
  17. Масюткин, Е. П. Влияние формы золей на эффективность очистки дисперсных сред [Текст] / Е. П. Масюткин, В. И. Просвирнин, Б. А. Авдеев. – Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2012. – № 5/8 (59). – С. 52-57. Режим доступу : URL : http://journals.uran.ua/eejet/article/view/4615
  18. Масюткин, Е. П. Очистка технических примесей в магнитных гидроциклонах [Текст] / Е. П. Масюткин, В. И. Просвирнин, Б. А. Авдеев // Рыбное хозяйство Украины. – Керчь : КГМТУ, 2011. – № 3 (74). – С. 35-40.
  19. Masyutkin, E. P., Prosvirnin, V. I., Avdeev, B. A. (2012). Ochistka tekhnicheskikh zhidkostey ot magnitnykh primesey v infrastrukture vodnogo transporta. Rybnoe khozyaystvo Ukrainy, № 3 (80), 40-49.
  20. Tikhontsov, A. M., Chernyshov, A. V., Kovalev, A. E. (2009). Reshenie ekologicheskikh zadach mashinostroeniya putem povysheniya kachestva gidrotsiklonnoy ochistki SOZh. Sbornik nauchnykh statey XVII mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii "Ekologiya, energo- i resursosberezhenie, okhrana okruzhayushchey sredy i zdorov'e cheloveka, utilizatsiya otkhodov", T II. Khar'kov, 219-225.
  21. Aleksandrov, E. E., Kravets, I. A., Lysikov, E. N. (2006). Povyshenie resursa tekhnicheskikh sistem putem ispol'zovaniya elektricheskikh i magnitnykh poley. Khar'kov: NTU «KhPI», 544.
  22. Ternovskiy, I. G., Kutepov, A. M. (1994). Gidrotsiklonirovanie. M.: Nauka, 350.
  23. Masyutkin, E. P., Prosvirnin, V. I., Avdeev, B. A. (2011). Analiz osnov teorii i metodov rascheta gidrotsiklonov s silovymi polyami elektricheskoy prirody (prodolzhenie). Rybnoe khozyaystvo Ukrainy, № 1 (78), 34-38.
  24. Nowakowski, A. F., Doby, M. J. (2008). The Numerical Modelling of the Flow in Hydrocyclones. KONA Powder and Particle Journal, 26, 66-80.
  25. Svarovsky, L. (2001). Solid Liquid Separation. Oxford: Butterworth-Heinemann, 568.
  26. Matvienko, O. V., Ushakov, V. M., Evtyushkin, E. V. (2004). Matematicheskoe modelirovanie turbulentnogo perenosa dispersnoy fazy v turbulentnom potoke. Vestnik TGPU. 6 (43), 50-53.
  27. Xiaodong, L., Jianhua, Y., Yuchun, C., Mingjiang, N., Kefa, C. (2003). Numerical simulation of the effects of turbulence intensity and boundary layer on separation efficiency in a cyclone separator, Chemical Engineering Journal, № 95, 235–240.
  28. Landau, L. D., Lifshits, E. M. (1988). Gidrodinamika. M.: Nauka, 736.
  29. Minkov, L., Dueck, J. (2011). CFD-modeling of a flow in a hydrocyclone with an additional water injector. Komp'yuternye issledovaniya i modelirovanie. T. 3, №1, 63−76.
  30. Medronho, R. A., Schuetze, J. and Deckwer, W.-D. (2005). Numerical simulation of hydrocyclones for cell separation. Latin American applied research, No 35, n.1, 1-8.
  31. Straus, V. (1981). Promyshlennaya ochistka gazov. M.: Khimiya, 616.
  32. Prosvirnin, V. I.; MIMSKh. (1992). Teoreticheskoe i eksperimental'noe obosnovanie kinetiki protsessov i parametrov elektromagnitnykh ustroystv ochistki zhelezosoderzhashchikh dispersnykh sred v agropromyshlennom komplekse : dis. dokt. tekhn. nauk : 05.20.02. Melitopol', 286.
  33. Ahmadi, G. Particle transport, development and removal. Available: http://web2.clarkson.edu/projects/crcd/me637/downloads.html.
  34. Hemdan, H. S. (2007). On The Potential of Large Eddy Simulation to Simulate Cyclone Separators : Dissertation partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Engineering : 24.01.2007. Chemnitz, CUTC, 137.
  35. Masyutkin, E. P., Prosvirnin, V. I., Avdeev, B. A. (2012). Influence of the form of colloid solutions on the efficiency of dispersed phase cleaning. Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies, 5(8(59)), 52-57.
  36. Masyutkin, E. P. Prosvirnin, V. I., Avdeev, B. A. (2012). Ochistka tekhnicheskikh primesey v magnitnykh gidrotsiklonakh. Rybnoe khozyaystvo Ukrainy, № 3 (74), 35-40.

Downloads

Published

2013-10-30

How to Cite

Авдеев, Б. А. (2013). The model of particle motion in a magnetic hydrocyclone. Technology Audit and Production Reserves, 5(1(13), 36–41. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2013.18392

Issue

Vol. 5 No. 1(13) (2013): Texnology audit

Section

Technology audit

License

Copyright (c) 2016 Борис Александрович Авдеев

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.