Метод расчета ротационного смесителя для диспергирования твердых частиц в жидкости

• Автор: Ширина, Наталья Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ РОТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ЖИДКОСТИ И МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ДИСПЕРГИРОВАНИЯ
1Л Современные ротационные аппараты для диспергирования твердых частиц в жидкости
1.2 Методы описания гидродинамики двухфазной среды жидкость -твердые частицы в ротационных аппаратах
1.3 Методы математического моделирования процесса диспергирования твердых частиц в жидкости в ротационных
аппаратах
1.4. Методы расчета ротационных аппаратов для диспергирования твердых частиц в жидкости
1.5 Выводы по главе
1.6 Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ЖИДКОСТИ В РОТАЦИОННЫХ АППАРАТАХ
2.1 Описание ротационного аппарата и процесса диспергирования твердых частиц в жидкости
2.2 Характеристики суспензии и определение циркуляционного движения дисперсной среды в ротационном аппарате
2.3 Диффузионная модель процесса смешения жидкость - твердые частицы в ротационных аппаратах
2.4 Математическая модель совмещенного процесса смешение-дезагрегация твердых частиц в ротационных аппаратах
2.5 Моделирование свойств двухфазной системы жидкость -

твердые частицы, получаемой в ротационном аппарате
2.6 Расчет мощности, затрачиваемой на получение двухфазной системы жидкость - твердые частицы в ротационных аппаратах
2.7 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ЖИДКОСТИ В РОТАЦИОННОМ АППАРАТЕ
3.1 Описание экспериментальной установки для диспергирования твердых частиц в жидкости
3.2 Описание методики проведения экспериментальных исследований
3.3 Экспериментальные исследования поверхности воронки
3.4. Экспериментальные исследования дисперсного состава твердой фазы при диспергировании твердых частиц в жидкости в ротационном аппарате
3.5. Экспериментальные исследования качества смешивания в процессе диспергирования твердых частиц двуокиси титана в жидкости в ротационном аппарате
3.6. Экспериментальные исследования качества смешивания в процессе диспергирования твердых частиц кальцита в жидкости в ротационном аппарате
3.7. Экспериментальные исследования реологических свойств смеси при диспергирование твердых частиц в жидкости в ротационном аппарате
3.8 Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА РОТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ЖИДКОСТИ
4.1. Описание промышленного аппарата

4.2. Определение производительности ротационного аппарата
4.3. Определение удельной мощности и энергоемкости диспергирования твердых частиц в жидкости в ротационном аппарате
4.4. Экспериментальные исследования удельной мощности и энергоемкости процесса диспергирования твердых частиц в жидкости в ротационном аппарате
4.5 Эксперементальные исследования качества смеси процесса диспергирования твердых частиц в жидкости в ротационном аппарате
4.6 Методика расчета процесса диспергирования твердых частиц в жидкости в ротационном аппарате
4.7 Пример расчета
4.8 Новый ротационный аппарат для диспергирования твердых
частиц в жидкости с самовсасывающейся насадкой
4.9 Новый ротационный аппарат для диспергирования твердых
частиц в жидкости с изменяющейся геометрией лопасти
4.10 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

При турбулентном режиме, когда Де = > 104, справедливо
уравнение:
(1.40)
где N - потребляемая мощность, кВт; К? - опытный коэффициент.
В работе [55] мощность рассчитывается по следующей формуле:
где Мкр - крутящий момент, Н-м; со - угловая скорость вращения ротора, м/с.
Крутящий момент рассчитывается из равенства крутящего момента, действующего на среду со стороны вращающейся насадки и моментов сопротивления стенки и днища аппаратов. Выражая моменты через распределение скоростей, в работе получены результаты, соответствующие формуле (1.28). Основным недостатком метода расчета мощности, изложенного в работе [55], является отсутствие влияние вязкости среды на значение мощности. При этом в данной работе приводятся данные о значительном влиянии вязкости среды на распределение окружной скорости и, соответственно, на значение мощности.
Приведенные данные по расчету мощности ротационных аппаратов при их использовании для целей диспергирования показывают, что в основном используются эмпирические формулы. При использовании аналитических моделей отсутствует учет вязкости среды. Кроме этого мощность привода не является объективным показателем затрат на диспергирование. Таким показателем в настоящее время признается удельная мощность [56-58].
Удельная мощность не зависит от конкретных геометрических параметров аппарата и поэтому является более объективной характеристикой по сравнению с обычной мощностью.
N = Мкр- ш,
(1.41)
1.5 Выводы по главе
1. Ротационные аппараты для приготовления связующих и капсулирующих композиций обладают рядом значительных преимуществ