Моделирование тепломассообменных процессов и разработка жомосушильной установки с компрессией вторичного пара

• Автор: Рудаков, Юрий Игнатьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 133 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Обозначения

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Общие сведения о свекловичном жоме

1.2. Барабанная жомосушилка.

1.3. Паровая жомосушилка фирмы БОБ

1.4. Чанный испаритель тостер фирмы СКЕТ.

1.5. Постановка задач исследования

Глава 2. Математическая модель процесса

в секционированном испарителе.

2.1. Физические характеристики жома.
2.2. Исходные предпосылки и балансовые уравнения
для секции испарителя .
2.3. Флегмовый режим
2.4. Переходный режим.
2.5. Режим внутреннего испарения
2.6. Определение входных и выходных параметров процесса
в испарителе
Глава 3. Устройство и работа паровых жомосушильных установок
с компрессией вторичного пара
3.1. Исходные предпосылки.
3.2. Установка с пароструйным компрессором
3.3. Установка с турбокомпрессорным агрегатом
3.4. Установки с рециркуляцией и перегревом пара
в выносном калорифере.,.
3.5. Комбинированный способ сушки.
Глава 4. Расчет процесса в установке и анализ результатов
4.1. Геометрические характеристики частиц жома
4.2. Коэффициенты теплообмена в испарителе
4.3. Оптимальный режим работы испарителя
4.4. Тепловой расчет системы очистки вторичного пара
4.5. Расчет коэффициента инжекции
пароструйного компрессора
4.6. Тепловой расчет системы охлаждения сжатого пара
4.7. Пример расчета совместной работы испарителя
и системы кондиционирования вторичного пара.
4.8. Расчетный анализ работы установки
при комбинированном способе сушки
4.9 Расчет экономических показателей.
Библиографический список
Приложение 1. Программа расчета параметров процесса
в испарителе.
Приложение 2. Программа расчета производительности испарителя и расхода острого пара в зависимости от начальной
влажности и температуры жома.
Приложение 3. Программа расчета основных параметров пароструйного
компрессора в зависимости от давления сжатого пара
Приложение 4. Программа расчета основных параметров работы
установки .
Приложение 5. Программа расчета основных параметров работы
комбинированной установки
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Новые научные результаты, выносимые на защиту: конструкции энергосберегающих сушильных установок, защищенные патентами, математическое описание протекающих в них процессов, методы расчета и компьютерные программы. Методы исследования. При математическом описании процессов, протекающих в сушильных установках, используются основные положения и методы термодинамики и теории тепломассообмена. Практическая значимость. Использование предлагаемых сушильных установок в сахарной промышленности позволит сократить расход топлива, увеличить выпуск сухого жома, снизить его потери и повысить качество. Апробация. Основные положения диссертации обсуждались на отчетных научных конференциях ВГТА (, г. Моделирование процессов тепло- и массообмена" и "Физико-технические проблемы энергетики и экологии" при ВГТУ (, г. ЗАО "Кристалл Групп". Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 3 патента на изобретения. Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, список обозначений, четыре главы, выводы, библиографический список и приложения. Она изложена на 3 страницах, включает рисунка и 7 таблиц. Библиографический список содержит наименований. В 1-й главе дан обзор известных жомосушильных установок и чанного (секционированного) испарителя колонного типа с паровым обогревом, применяемого в производстве растительных масел для отгонки экстракционного бензина из шрота. Во 2-й главе описана математическая модель тепломассообменных процессов, протекающих в секционированном испарителе при сушке жома с одновременным подводом глухого и острого греющего пара. В 3-й главе рассмотрены различные схемы устройства паровых сушильных установок, в которых основным элементом является типовой секционированный испаритель, снабженный системой кондиционирования вторичного пара— по степени чистоты, давлению и температуре. В 4-й главе изложены методы расчета процессов, протекающих в аппаратах системы кондиционирования и во всей установке в целом, проведен расчетный анализ работы установки, дано экономическое обоснование целесообразности использования предлагаемых технических решений (на примере Чернянского сахарного завода). В приложениях приведены компьютерные программы, предназначенные для выполнения указанных расчетов. Работа выполнена в Воронежской государственной технологической академии в соответствии с планом НИР по теме: "Исследование процессов тепло- и массообмена, повышение эффективности технологического оборудования и энергоиспользования" (г. Прандтля и Рейнольдса. Индексы в обозначениях поясняются по ходу изложения. ГЛАВА 1. Свекловичный жом представляет собой стружку корнеплодов сахарной свеклы после экстракционного извлечения из нее целевого компонента - сахара. Свежий жом, выходящий из диффузионного аппарата, содержит только 6. Сухие вещества жома включают 8. Благодаря такому составу, жом является хорошим кормом для скота. По питательной ценности сухих веществ он занимает промежуточное положение между луговым сеном и овсом. Из-за большого содержания воды свежий жом неудобен для транспортирования и подвергается порче при хранении. За 5 месяцев хранения в жо-мовых ямах потери массы сухих веществ достигают % [1,5]. Именно по этим причинам жом подвергают сушке. На российских сахарных заводах наибольшее распространение получили барабанные сушилки прямого действия (рис. Сушилка А2-ПСА [7] представляет собой барабан 5, установленный на роликовых опорах И, и снабженный приводом для вращения барабана. Внутри барабана закреплены перекидные лопатки 9 и крестообразные насадки . Сушилка имеет устройства 6, 4, для загрузки влажного и выгрузки сухого жома, топку 7 для сжигания мазута или природного газа, вентиляторы , циклоны 2 и вытяжные трубы /. Рис. Сушилка действует непрерывно. В барабан загружают предварительно отжатый жом с влажностью - % и температурой около °С и подают топочные газы с температурой 0 - 0°С. Жом и топочные газы движутся вдоль барабана в попутном направлении (прямотоком). Вследствие высокой температуры газов жом быстро прогревается до температуры кипения соковой влаги и процесс влагоудаления протекает в режиме выпаривания в пересыпающемся слое жома, что обеспечивается вращением барабана и наличием перекидных лопаток и насадок.