Тепломассоперенос в барабанных аппаратах для термической обработки дисперсных строительных материалов

• Автор: Тальянов, Юрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Способы сушки дисперсных материалов (сыпучих и кусковых) и обзор оборудования для их осуществления

1.1.1 Конвективные сушилки

1.1.2 Сушилки с использованием специальных способов сушки

1.2. Анализ современного состояния моделирования и методов расчета тепловых и массообменных процессов при сушке дисперсных материалов

1.2.1. Детерминированные модели и методы решения задач тепло-массопереноса

1.2.1. Стохастические модели и методы решения задач тепломассопереноса

Глава 2. ОДНОМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ТЕПЛО - МАССО-ОБМЕНА В БАРАБАННОЙ СУШИЛКЕ

2.1. Математическая модель движения потоков компонентов

2.2. Простейшая математическая модель обменного процесса между компонентами

2.3. Тепло- и массообмен между компонентами в одномерной модели движения потоков

2.3.1. Теплообмен
2.3.2. Сопряженный тепло- и массообмен
2.4. Основные соотношения разработанного алгоритма расчета сопряженного тепломассопереноса при одномерной модели движения массопотоков
2.5. Выводы по главе

Глава 3. МНОГОКАНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ТЕПЛОМАССООБМЕНА В БАРАБАННОЙ СУШИЛКЕ
3.1. Многоканальная модель движения сыпучего материала
3.2. Алгоритм построения матрицы переходных вероятностей и основные соотношения модели с двухкапальным движением сыпучего материала
3.3. Результаты численных экспериментов с многоканальной моделью движения сыпучего материала
3.4. Выводы по главе
Глава 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА И ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПРОЦЕССА
4.1. Адаптация разработанной модели к методу расчета процесса
4.1.1 Определение переходных вероятностей в двухканальной ячеечной модели
4.1.2 Определение параметров тепло- и массообмена между частицами и газом
4.2. Анализ расчетных исследований и рекомендации по повышению эффективности работы сушильного барабана
4.3. Практическое использование результатов работы
4.4. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы диссертации. Барабанные аппараты для термической обработки сыпучих материалов (в частности, барабанные сушилки) широко используются в строительной, химической и других отраслях промышленности. При обработке традиционных материалов, по которым накоплен опыт их проектирования и эксплуатации, они зарекомендовали себя как аппараты, обеспечивающие достаточно высокую эффективность проводимых в них процессов и высокую надежность эксплуатации.
Однако спектр перерабатываемых материалов, их свойств и индивидуальных физико-механических и химических особенностей непрерывно расширяется. Разработанные к настоящему времени математические модели этих процессов, основанные, как правило, на интегральных балансах тепла и массы и обобщающие большой опытный материал по эксплуатации существующего оборудования, уже не могут служить надежной основой для проектирования новых процессов и аппаратов для материалов с существенно иными свойствами.
В последнее время значительная часть научных исследований в этой области была направлена на углубление описания тепломассообменных процессов между одиночной частицей дисперсного материала и газом, и в этом направлении достигнут значительный прогресс. Однако при переходе к описанию процессов в большом коллективе частиц, то есть в реальном аппарате, по-прежнему используются простейшие модели идеального вытеснения компонентов, представляющие собой весьма приближенный переход от интегральных моделей аппарата в целом к его моделям, описывающим развитие процессов по длине аппарата. Кроме того, вводимые в расчет модели собственно тепло- и массообмена между сыпучим материалом и газом зачастую неразрывно связаны с описанием механизма движения компонентов вдоль барабана, в результате чего каждая новая или уточняющая модель тепломассообмена приводит к необходимости пересматривать модель всего процесса и соответствующего аппарата. Естественно, что это существенно снижает универсальность

1 & ю

номер ячеики
номер перехода (время)
Рис.2.4. К примеру расчета параметров процесса при непрерывной подаче компонентов: а) масса влаги в ячейках по твердому и газу; б) масса влаги в потоках твердого и газа за барабаном; в) распределение времени пребывания влаги выносимой с твердым и газом. (Psg=0, г§=0, Рзз=0,5, гя=0; аи=0,1)