Исследование аэродинамического взаимодействия продукта с воздухом и совершенствование конструкции распылительных сушилок

• Автор: Смокотин, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Состояние вопроса и постановка основных задач исследований

1.1. Методы сушки и сушильные установки

1.2. Методы расчета рабочих камер сушильных установок

1.3. Существующие представления о гидромеханических процессах в сушильных камерах распылительных сушилок

1.4. Методы и приборы для исследования скоростных характеристик воздушных потоков

1.5. Обобщенный анализ литературных данных

Глава 2. Объекты и методика проведения исследований

2.1. Объекты исследований

2.2. Приборы и методы исследований
2.3. Обработка результатов исследований
Глава 3. Исследование затопленной воздушной струи
Глава 4. Анализ аэродинамических характеристик сушильных камер и разработка метода их расчета
Глава 5. Определение временных и пространственных характеристик движения частиц в потоке теплоносителя и оценка их влияния на характеристики воздушных потоков
Глава 6. Исследование воздушных потоков в сушильных камерах промышленных сушильных установок с верхним подводом теплоносителя. Практическое применение результатов исследований при реконструкции действующих и создании новых сушильных установок
Глава 7. Технико-экономические расчеты
Основные результаты работы и выводы
Список Литературы

Приложения
Приложение А (Справочное)
Приложение Б (Справочное)
Приложение В Акт проведения работ по реконструкции сушильной установки типа УЛС-З
Приложение Г Исходные требования на камеру сушильную (титульный лист)
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
Удаление влаги из материалов (сушка) является составляющим элементом процесса производства большого количества как непищевых, так и пищевых продуктов. Это определяет большой объем проводимых работ, направленных на создание и совершенствование различных типов сушильных установок, предназначенных для выработки разнообразных продуктов.
Развитие техники и технологии сушки в молочной промышленности идет, в первую очередь, в направлении достижения высокого качества вырабатываемых продуктов. С этим связано широкое применение для получения сухого молока процесса распылительной сушки. Учитывая высокую энергоемкость этого процесса, всегда остро стоят вопросы его оптимизации. Расчеты распылительных сушилок, применяемые в настоящее время, базируются на обобщенных эмпирических данных, основу которых составляют балансовые уравнения, не учитывающие ни локальную аэродинамику, ни распределение полей температур и влагосо-держания, высушиваемых материалов и сушильного агента. Процессу распылительной сушки посвящено большое количество работ таких исследователей как: Гинзбург A.A., Грановский В.Я., Кук Г.А., Лебедев П.Д., Липатов H.H., Лурье М.Ю., Лыков М.В., Филатов Ю.И., Харитонов В.Д., Хомяков А.П., Яковлев В.И., Kessler A., Masters K., Robinson R.
На отечественных предприятиях молочной отрасли работает около 270 распылительных сушильных установок различных типов и конструкций. Почти все они, за редким исключением, пущены в эксплуатацию еще до 1990г. Большая часть этого оборудования отработала свой ресурс и морально устарела. С этим связаны завышенные энергозатраты и потери продукта, а также недостаточно высокое его качество. В настоящее время стоит вопрос либо о модернизации указанных сушилок с целью обеспечения высокого качества вырабатываемых на них продуктов при относительно низких энергозатратах, либо об их замене на новое

Рис. 1.18. Общий вид дискового распылителя Рис. 1.19. Распылительный диск с криволиней-
[130]: 1 - электродвигатель; 2 - линия подачи ными каналами [130] жидкого продукта; 3 - защитный кожух; 4 -распылительный диск.
В соответствии с данными Лебедева П.Д., Липатова H.H. и Харитонова В.Д. частота вращения центробежных дисков колеблется от 100 до 333 1/с и выбирается в зависимости от скорости его вращения, так, чтобы линейная скорость на внешнем диаметре составляла 130-200 м/с [56, 65]. Выбор этой скорости и конструкция диска зависит, в свою очередь, от физических свойств распыливаемой жидкости, главным образом от ее вязкости [56].
При любом способе распыливания образуется полидисперсная система частиц. Частицы имеют различные размеры, массу и поверхность. Полидисперсность такой системы, изученной, например, Липатовым H.H., как известно, характеризуется уравнениями кривых распределения, средними диаметром и поверхностью частиц [63]. В инженерных расчетах сушилок, как правило, используют средний диаметр частиц. Определению этого показателя посвящены работы Ко-узов П.А., Леончика Б.И., Липатова H.H., Лыкова М.В., Мархинина Г.В., Пана-сенкова Н.С., Пенько A.C., Харитонова В.Д., Dombrowski N., Eisenklem P., Fraser R.P., Tratnig A., Wahlberg M., Zbicinski I. [46, 65, 69, 76, 86, 87, 126, 143, 146, 148].
Одна из наиболее простых и дающая достаточно достоверные результаты формула для расчета среднего диаметра частиц распыливаемой с помощью механических форсунок жидкости предложена Панасенковым Н.С. [85]: