Preliminary specification of the dry ice blasting converging-divergent nozzle parameters basing on the standard (analytical) methods

• Autorzy: Mikołajczak A. , Krawczyk P. , Stępień M. , Badyda K.

Warianty tytułu

PL

Wstępne określenie parametrów dysz zbieżno-rozbieżnych do czyszczenia mieszaniną suchego lodu i powietrza w oparciu o metody standardowe (analityczne)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Pollution can be a serious problem in industry, that is why various cleaning methods were developed. The dry-ice blasting is one of them, which can be easily implemented in a different applications, i.e. electric industry. In this method dry, compressed air with the solid CO2 particles hits the cleaned surface. The pollution is removed by supercooling and crushing due to the particles strikes and local volume growth, caused by the dry ice sublimation. To provide the proper air-particles mixture parameters, converging-divergent nozzles are used. The geometry of the nozzle can have the crucial influence on the mixture parameters and the cleaning efficiency. Among the most important nozzles parameters the opening angle, critical cross section and the shape of the outlet were determined. These specification can be used during the further work as the guidelines to the CFD modeling.

PL

Zanieczyszczenia przemysłowe mogą stanowić poważny problem eksploatacyjny, dlatego opracowano i powszechnie stosuje się różne metody czyszczenia. Jedną z nich jest czyszczenie mieszaniną suchego lodu i powietrza. Metoda ta może być łatwo wdrożona w różnych zastosowaniach, np. przemyśle elektro-energetycznym. W opisywanym rozwiązaniu suche, sprężone powietrze z cząsteczkami stałego CO2 trafia na czyszczoną powierzchnię. Zanieczyszczenie usuwane jest przez przechłodzenie i pękanie warstwy brudu w wyniku uderzenia cząstek o dużej prędkości i lokalnego wzrostu objętości, spowodowanego sublimacją suchego lodu. Aby zapewnić prawidłowe parametry mieszaniny suchy lód-powietrze, stosuje się dysze zbieżno-rozbieżne. Geometria dyszy może mieć decydujący wpływ na parametry mieszanki i skuteczność czyszczenia. Wśród najważniejszych parametrów dysz wymienić można kąt rozwarcia, przekrój krytyczny oraz kształt przekroju wylotowego. Opracowane wytyczne mogą zostać wykorzystane podczas dalszej pracy do stworzenia modelu CFD, umożliwiającego ostateczną weryfikację kształtu kanału przepływowego dyszy.

Słowa kluczowe

EN

convergent-divergent nozzle; dry ice blasting; supersonic flow; industrial pollution; two phase flow

PL

dysza zbieżno-rozbieżna; czyszczenie mieszaniną suchego lodu i powietrza; przepływ naddźwiękowy; zanieczyszczenia przemysłowe; przepływy dwufazowe

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 4
• Strony: 91--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Mikołajczak A.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Krawczyk P.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Stępień M.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Badyda K.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Brennen C.E., Fundamentals of multiphase flow, Fundam. Multiph. Flow. 9780521848 (2013) 1–345.
• [2] Crowe C.T., Multiphase Flow Handbook, 2005.
• [3] Jeżowiecka-Kabsch K., Szewczyk H., Mechanika płynów, Wrocław, 2001.
• [4] Krawczyk P., Badyda K., A design procedure for “liquid to air” type atomisers based on air and water mixture outflow velocity, Chem. Process Eng. - Inz. Chem. I Proces. 36 (2015) 355–363.
• [5] Otto C., Zahn S., Rost F., Zahn P., Jaros D., Rohm H., Physical Methods for Cleaning and Disinfection of Surfaces, Food Eng Rev. (2011) 171–188.
• [6] Sellami S., Kholai O., Numerical study of the compressible flow inside a supersonic nozzle to 2D, (2015) 68–72.
• [7] Sherman R., Dry surface cleaning using CO2 snow, J. Vac. Sci. Technol. B Microelectron. Nanom. Struct. 9 (1991) 1970.
• [8] Spur G., Uhlmann E., Elbing F., Dry-ice blasting for cleaning: Process, optimization and application, Wear. 233–235 (1999) 402–411.
• [9] Stratford S., Dry ice blasting for paint stripping and surface preparation, Met. Finish. 97 (1999) 481–487.
• [10] White F.M., Fluid Mechanics, 2010.
• [11] Zhou W., Liu M.,. Liu S, Peng M., Yu J., Zhou C., On the mechanism of insulator cleaning using dry ice, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 19 (2012) 1715–1722.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).