Разработка аппарата фонтанирующего слоя с активной пристеночной зоной для сушки дисперсных материалов

• Автор: Акулич, Петр Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1989
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 268 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕИУШОГО ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности конструктивного оформления процессов сушки в фонтанирующем слое .

1.2. Методы моделирования гидродинамики фонтанирующего слоя

1.3. Тепло и маосообмен в фонтанирующем слое .

1.4. Задачи исследования.

2. МАТШАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МДРОДИНАМИКИ ФОНТАНИРУЮЩЕГО

СЛОЯ С ПЕРИФЕРИЙНЫМ ПОДВОДОМ ГАЗА.

2.1. Гидродинамическая модель структуры потоков дисперсной фазы в аппарате.

2.2. Движение частиц материала в различных зонах
аппарата .
2.3. Математическое описание движения фаз методом механики взаимопроникающих континуумов.
3. ЭКСПЕРИМЕНТ АЛЬШЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИКИ ФОНТАНИРУЮЩЕГО СЛОЯ С ПЕРИФЕРИЙНЫМ ПОДВОДОМ ГАЗА.
3.1. Описание экспериментальной установки .
3.2. Сопротивление слоя
3.3. Структура фонтанирующего слоя с периферийным подводом газа.
3.4. Поле скоростей газовой фазы
3.5. Перемешивание материала в аппарате
3.6. Поле отатичеокого давления в слое
3.7. Унос материала из аппарата.

4. СУШКА. ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ В АППАРАТЕ ФОНТАНИРУЮ
ЩЕГО СЛОЯ С ПЕРИФЕРИЙНЫМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ.
4.1. Описание опытнопромышленной установки
4.2. Межфазный теплообмен в аппарате.
4.3. Кинетические закономерности процесса сушки дисперсных материалов в аппарате.
5. РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЫЮЙ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СУШИЛШОГО АППАРАТА ФОНТАНИРУЮЩЕГО СЛОЯ С ПБРИФЕРИЙНЫМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
5.1. Разработка рациональной конструкции сушильного аппарата и применение его в промышленности.
5.2. Оценка эффективности работы сушилки фонтанирующего слоя с периферийным подводом теплоносителя
5.3. Методика инженерного расчета сушильного аппарата
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Однако дополнительный поток теплоносителя активизирует гидродинамическую обстановку лишь в средней части периферийной зоны, ниже и выше которой находится основная часть материала, а также не охватывает часть периферийной зоны вблизи стенки аппарата. Увеличение газораоцределительных поясов по высоте слоя усложняет конструкцию аппарата и создает трудности в равномерном распределении бокового потока теплоносителя. Рис. Отличительной чертой гидродинамики аппарата является уменьшение максимального сопротивления слоя, а такие увеличение пропускной способности по газовой фазе без ущерба на унос материала. Известен [5] аппарат желобообразного типа со щелевым вертикальным подводом теплоносителя, в периферийную зону которого осуществляется подвод дополнительного теплоносителя Срис. Аппарат состоит из камеры прямоугольного сечения I с сужающейся книзу частью 2, которая в никнем сечении снабжена газораспределительной решеткой 3. Под решеткой шарнирно установлены пластины 4. Это решение направлено на повышение устойчивости гидродинамического режима путем достижения более равномерного распределения теплоносителя. Аппарат также снабжен соплами 5, установленными с 4 помощью шарниров 6. Такое конструктивное -решение также приводит к локальной активизации гидродинамического режима в периферийной зоне и не позволяет ослабить контакт обрабатываемого материала со стенками аппарата. Аналогичные недостатки имеют аппараты прямоугольного сечения с дополнительным боковым вводом газа, приведенные в [, , 6, 7, 8, 9, 0]. Рис. Обычно вставки располагают с зазором по отношению к конической части аппарата, чтобы не снижать скорость циркуляции частиц. Искусственное формирование ядра фонтана позволяет расширить пределы существования фонтанирующего слоя по расходу газовой фазы, снизить сопротивление слоя материала в момент пуска аппарата и при устойчивом фонтанировании, осуществлять обработку широкого класса продуктов, а также получить более узкий спектр времен пребывания частиц материала в аппарате. Однако формирующая ядро вставка ограничивает поток газа из ядра фонтана в периферийную зону, что неприемлемо с точки зрения эффективности сушки. Бйе одним недостатком является возможность закупорки вставки материалом, а также его зависания в периферийной 8оне и налипания на стенки аппарата. В работах [, 9] приведены результаты исследований аппаратов фонтанирующего слоя с "расширенным входом". Однако, несмотря на это, данные аппараты имеют малоактивную периферийную зону и другие недостатки, присущие известным аппаратам. В [] предложена циркуляционная модель, в которой периферийная зона описывается ячейкой идеального вытеснения, при этом считается, что в ядре фонтана, объемом которого пренебрегают, происходит идеальное перемешивание. Не учитывается циркуляция частиц по короткому циклу, т. Теоретическая кривая отклика, рассчитанная по модели, имеет ступенчатый вид и расположена выше действительной кривой, которая значительно более оглажена. В [8] разработана рециркуляционная модель, в которой ядро фонтана с шапкой описывается ячейкой идеального перемешивания, а периферийная зона - Г1 -ячейками идеального перемешивания. При этом учитывается радиальный переток частиц из периферийной зоны в ядро фонтана в виде коротких рециклов в ядре фонтана от каждой П -ой ячейки. Данная модель полнее описывает структуру движения дисперсной фазы в фонтанирующем слое по сравнению с рассмотренными выше. Однако она имеет большое количество параметров, требующих экспериментального определения, а также не учитывает обратный переток частиц из ядра фонтана в периферийную зону. В [, 9] предложена модель структуры потоков, состоящая из ячейки идеального перемешивания, соответствующей ядру фонтана, и двух ячеек идеального вытеснения, соответствующих периферийной зоне. При этом вое зоны охвачены рециклом, а соотношение объемов зон идеального вытеснения определяется положением разгрузочного патрубка на стороне конусной части аппарата. Модель определяется четырьмя параметрами, а именно: размерами ячеек перемешивания и * вытеснения и величиной циркулирующего потока.