Моделирование структуры управляемых сегрегированных потоков зернистых материалов в барабанном тепломассообменном аппарате

• Автор: Карев, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СЕГРЕГАЦИИ В ПРОЦЕССАХ И АППАРАТАХ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1 Эффекты сегрегации в сдвиговых потоках зернистых материалов и их влияние на структуру технологических потоков, кинетику процессов и качество продукта.
1.2 Управление сегрегированными потоками как способ интенсификации процессов и совершенствования оборудования для

переработки зернистых материалов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СЕГРЕГИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ В БАРАБАННОМ ТЕПЛОМАССООБМЕНЮМ АППАРАТЕ
2.1 Экспериментальная установка и методика исследования структуры сегрегированных потоков в барабанном насадочном тепломассообменном аппарате.

2.2 Варианты управления структурой сегрегированных потоков и их

экспериментальная апробация
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ УПРАВЛЯЕМЫХ СЕГРЕГИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА В БАРАБАННОМ ТЕПЛОМАССООБМЕННОМ АППАРАТЕ.
3.1 Разработка математической модели формирования структуры управляемых сегрегированных потоков зернистого материала в барабанном аппарате
3.2 Результаты математического моделирования структуры управляемых сегрегированных потоков в барабанном аппарате и их
обсуждение
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
4 ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СЕГРЕГИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА В БАРАБАННОМ НАСАДОЧНОМ ТЕПЛОМАССООБМЕННОМ АППАРАТЕ.
4.1 Разработка способа интенсификации перемешивания сегрегированных потоков в барабанном насадочном аппарате и методики экспериментального исследования.
4.2 Экспериментальная апробация вариантов интенсивной организации перемешивания сегрегированных потоков в барабанном
аппарате с подъемными лопастями.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.
5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 К технологическому расчету барабанного тепломассообменного аппарата с управлением времени обработки сегрегированных потоков зернистого материала.
5.2 Технологическое применение результатов работы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Разработана методика инженерного расчета барабанного тепломассообменного аппарата с устройством для управления структурой потоков зернистых материалов, обеспечивающего снижение энергозатрат и повышение качества однородности обработки материала за счет достижения заданных характеристик структуры потоков по отдельным компонентам смеси. Рекомендации но управлению структурой технологических потоков неоднородных зернистых материалов в барабанном аппарате с периферийной распределительной насадкой при организации процессов сушки, смешения и олудривания в производствах семян и комбикормов рассмотрены на техническом совете ООО Оптима Т и приняты к внедрению. Автор защищает. Математическую модель динамики формирования структуры управляемых сегрегированных потоков в барабанном тепломассообменном аппарате по отдельным компонентам зернистого материала и результаты моделирования различных вариантов управления потоками. Методику инженерного расчета барабанного тепломассообменного аппарата с периферийной насадкой, оснащенного устройством для управления структурой сегрегированных потоков по отдельным компонентам зернистого материала. Апробация результатов работы Результаты работы доложены на на V юбилейной школе конференции с международным участием Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации Москва, г. III Междунар. Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности приоритеты развития Воронеж, , на международном научнотехническом семинаре Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов. Воронеж, г. III Всероссийской науч. Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания Челябинск, . По результатам диссертации опубликовано работ ,,,,0,9,, из которых одна в рецензируемом журнале из перечня ВАК и 2 патента РФ на изобретения. Объем и структура работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка используемых источников 3 работ отечественных и зарубежных авторов и приложения и документов, подтверждающих практическое использование результатов работы. Содержание диссертации изложено на 2 страницах машинописного текста и включает рисунок. Работа выполнена в межотраслевой научноисследовательской лаборатории Механика сдвиговых течений зернистых сред кафедры Технологическое оборудование и пищевые технологии Технологического института Тамбовского государственного технического университета. В большинстве случаев сегрегация в зернистых средах представляет собой спонтанно протекающий процесс, сопровождающийся перераспределением неоднородных частиц, результатом которого является повышение неоднородности зернистой смсси. Сегрегация проявляется вследствие различия частиц зернистых материалов по размеру, плотности, форме, шероховатости, упругости, адгезионными и другим физикомеханическим свойствам. Опыт показывает , что эффекты сегрегации столь значительны, что обнаруживаются практически в любой зернистой среде, поскольку идеально однородных зернистых материалов не существует. Общеизвестным примером проявления эффекта сегрегации является расслаивание сыпучего материала при сдвиговом течении по крупности и плотности частиц, при котором более крупные и менее плотные частицы оказываются над более мелкими и плотными. Такое расслаивание обычно наблюдается при формировании насыпей и пересыпании сыпучих материалов. При организации процессов переработки сыпучих материалов, сегрегация особенно ярко проявляется в тех случаях, когда в рабочих объемах аппаратов имеют место упорядоченные постоянные или циклически повторяющиеся сдвиговые потоки неоднородных частиц. Одним из наиболее распространенных примеров сказанного может быть организация тепломассообменных и гидромеханических процессов в аппаратах с вращающимся барабаном. Традиционно считают, что наиболее сильно эффекты сегрегации проявляются в безнасадочных барабанных аппаратах 1,, в которых образуется засыпка материала с циркуляцией материала вокруг некоторого центра засыпки рисунок 1. При этом в секторе засыпки, прилегающем к поверхности барабана, перемещение материала осуществляется в плотном слое неподвижных относительно друг друга частиц. Сдвиговое течение материала происходит в секторе засыпки, который ограничен открытой поверхностью засыпки. Рисунок 1.