Аналітичні дослідження процесу роботи циклона пилососа

Abstract

Стаття присвячена вдосконаленню побутового пилососу шляхом введення в конструкцію циклонного пристрою для відділення пилу. Об'єктом дослідження є відділення пилу від повітряного потоку в пристроях вихрового типу. Метою дослідження є вивчення можливості збільшення ефективності відділення пилу від потоку повітря у побутових пилососах з циклонними пристроями. Завдання цієї роботи – визначити аналітичним способом геометричні та технологічні параметри циклонного пристрою для збору пилу, який може бути успішно використаний у побутовому пилососі з його відомими характеристиками. Була створена математична модель циклонного побутового приладу, що дозволяє визначити співвідношення геометричних та технологічних параметрів, за яких частинки пилу будуть гарантовано, 100%, відокремлені від потоку повітря. У статті також розраховані конструктивні параметри циклону для пилососа, що відповідає його технічним характеристикам. У роботі теоретично обґрунтовано вибір конструктивних і технологічних параметрів циклонних пристроїв для побутових пилососів. Проведено аналіз впливу на процес відділення пилу коливань витрат вхідного потоку, що може відбуватись в результаті використання різних насадок, заповнення циклонного пристрою сміттям, а також при регулюванні швидкості електродвигуна агрегату. З графіків, наведених у статті, можна побачити, що при коливанні продуктивності агрегату пилососа в межах 350×10-4 ± 150×10-4 м3/с критичний діаметр часток матеріалів змінюється незначно (±30%), отже коливання і зміни продуктивності не будуть негативно впливати на роботу очисного пристрою. Результати досліджень можуть бути використані для розробки побутових пилососів.

The article is devoted to the improvement of the household vacuum cleaner by introducing into the construction of a cyclone device for the separation of dust. The object of study is the separation of dust from the air flow in devices of vortex type. The aim of the study is to study the possibility of increasing the efficiency of separation of dust from the air flow in household vacuum cleaners with cyclone devices. The task of this work is to determine the analytical way of geometric and technological parameters of the cyclone device for dust collection, which can be successfully used in a household vacuum cleaner with its known characteristics. In this work was been created a mathematical model of a cyclone household device, which allows to determine the ratio of geometric and technological factors, at which dust particles will be guaranteed, 100% separated from the air flow. In this article also the design parameters of the cyclone for the vacuum cleaner have been calculated, which is consistent with its technical characteristics. In the work, the choice of constructive and technological parameters of cyclone devices for household vacuum cleaners is theoretically justified. The analysis of the impact on the process of separation of dust flow rate fluctuations, which can occur as a result of the use of various nozzles, filling the cyclone device with garbage, as well as when regulating the speed of the electric motor unit. From the graphs given in the article, it can be seen that when the vacuum generator unit fluctuates within 350×10-4 ± 150×10-4 м3/с, the critical diameter often changes slightly (±30%), hence fluctuations and changes in productivity will not be adversely affect the operation of the cleaning device. The research results can be used to design household vacuum cleaners.