Моделирование процесса струйного смешивания сыпучих материалов в новых аппаратах центробежного типа

• Автор: Шеронина, Ирина Станиславовна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Оглавление
Основные условные обозначения
Введение
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ЦЕНТРОБЕЖНО-СТРУЙНЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА СМШИВАНИЯ
1.1 Анализ оборудования центробежно-струйного типа для смешения сыпучих материалов
1.1.1 Общие сведения и классификация аппаратов с распыливанием сыпучих сред
1.1.2 Центробежные смесители с гладкими насадками
1.1.3 Лопастные центробежные смесители
1.1.4 Центробежные смесители с распылителем канального типа
1.2 Анализ известных литературных источников по движению и смешению сыпучих материалов в разреженных потоках
1.2.1 Математические модели движения твердых частиц
1.2.2 Взаимодействия частиц в разреженных системах
1.2.3 Математические описания процессов смешения сыпучих материалов в дисперсном состоянии
Выводы по главе 1 и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССА СТРУЙНОГО СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
2.1 Описание конструкций новых смесителей
2.2 Математическое описание движения твердых частиц в разреженном потоке за распылителем
2.3 Движение и взаимодействие пересекающихся разреженных потоков
2.3.1 О характере взаимодействия факелов распыленных частиц
2.3.2 Взаимодействие потоков на макроуровне
2.3.3 Взаимодействие дисперсных потоков на микроуровне
2.3.3.1 Вычисление объемной концентрации частиц в факеле распыла
2.3.3.2 Определение концентрации частиц смешиваемых материалов в зоне взаимодействия потоков
2.3.3.3 Определение параметров взаимодействия потоков, . обеспечивающих движение без столкновений
Выводы по главе
ГЛАВА 3 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Описание экспериментальных установок и методики эксперимента
3.2 Изучение влияния столкновений частиц на параметры распределения потоков при их взаимодействии. Выявление условий движения без соударений
3.2.1 Смесительный аппарат с соосными распиливающими каналами
3.2.2 Смеситель с каналами, чередующимися в окружном направлении вращающейся насадки
3.3 Сравнительные исследования процессов смешивания сыпучих материалов в смесителях с распыливающими устройствами
3.3.1 Смеситель с вращающейся насадкой, снабженной соосными каналами
3.3.2.1 Смеситель без отбойного элемента

3.3.2.2 Смеситель с отбойным элементом
Выводы по главе
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЦЕНТРОБЕЖНО-СТРУЙНЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ
4.1 Выбор типа смесителя
4.2 Определение основных режимных и конструктивных параметров центробежно-струйных смесителей с соосными каналами
4.2.1 Расчет смесителей с насадками, имеющими соосные каналы
4.2.2 Расчет смесителя с каналами, чередующимися в окружном направлении насадки
4.3 Конструктивные схемы новых центробежно-струйных смесителей
4.3.1 Центробежно-струйный смеситель с криволинейным отбойником
4.3.2 Смеситель центробежно-струйного типа с каналами, чередующимися в окружном направлении распылительной насадки
4.3.3 Центробежно-струный смеситель с каналами соосного типа
Выводы по главе 4:
Общие выводы и результаты работы
Список используемых источников

рециркуляцию, для составления уравнений относительно корреляционных функций соответствующих потоков.
Другая разновидность математического моделирования процесса смешения твёрдофазных компонентов объединяет так называемые типовые модели структуры потока материала [1]: модель идеального вытеснения, смешения, диффузионные, ячеистые, комбинированные. Например, описание «идеального вытеснения», предполагая поршневое движение материала без смешения его элементов в направлении потока, применяется, если наблюдается мгновенное равномерное распределение частиц компонентов по объему аппарата. Практическая значимость такого подхода является незначительной в силу невозможности осуществления данного режима движения материала. Более адаптированными к применению при проектировании смесителей являются ячеистые модели с разбиением потока материала по объему аппарата на ячейки «идеального смешения» как с непрерывно действующим характером работы, так и с периодическим при выраженной циркуляции материала по замкнутому контуру.
Методы механики сплошных сред позволяют в соответствии с известным законом Фика получить диффузионное уравнение для полного потока ключевого компонента, осложнённое продольным, а иногда и поперечным смешением (двухпараметрическая модель),
' Применение комбинированных моделей в случае байпасных, циркуляционных потоков и застойных зон позволяет описать практически любой сложный процесс смешения, при разбиении его объёма аппарата на отдельные зоны. Однако, для этого подхода характерны громоздкость получаемых уравнений и наличие немалого количества неизвестных параметров, требующих экспериментального определения.
Неупорядоченный характер движения твёрдых частиц компонентов получаемой смеси при наличии диффузионных и конвективных смешений может быть описан в рамках стохастического подхода, в том числе с помощью способов построения функции распределения времени пребывания