Сушка высоковлажных материалов сбросом давления

• Автор: Левашко, Екатерина Игоревна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 141 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.,

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТУРНОЕ

ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ И СУШКИ МАТЕРИАЛОВ СБРОСОМ ДАВЛЕНИЯ

1.1. Обзор развития и современного состояния технологии и аппаратурного оформления процессов диспергирования и сушки высоковлажных материалов методом сброса давления
1.2. Структурнокинетические особенности удаления влаги из высоковлажных объектов диспергирования и сушки
1.3. Анализ современных представлений о взаимосвязанных процессах, протекающих при измельчении материалов сбросом
давления.
Выводы.

Постановка задачи

Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ

ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ПРОЦЕСОВ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ

И СУШКИ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ
СБРОСОМ ДАВЛЕНИЯ.
2.1. Физическая картина процессаг.
2.2. Формализация процесса
2.3. Математическое описание процессов диспергирования и
сушки высоковлажных материалов сбросом давления.
2.3.1. Математическое описание переноса тепла и массы при нагреве твердого коллоидного капиллярнопористого материала.
2.3.2. Математическое описание процессов вскипания влаги и диспергирования материалов при сбросе давления .
2.3.3. Математическое описание переноса тепла и массы в
измельченном материале при понижении давления
2.4. Описание алгоритма моделирования исследуемых процессов диспергирования и сушки материалов сбросом
давления.
2.5. Построение конечноразностных схем.
2.5.1. Конечноразностные схемы для стадии гидротермической обработки твердого коллоидного капиллярнопористого материала
2.5.2. Конечноразностные схемы для стадии сушки влажного дисперсного материала
Выводы.
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА МЕТОДОМ СБРОСА ДАВЛЕНИЯ
3.1. Описание экспериментальной установки для исследования процессов диспергирования и сушки высоковлажных материалов методом сброса давления.
3.2. Методика проведения экспериментов по измельчению и сушке твердых и жидких материалов с применением сброса давления
3.3. Анализ результатов математического моделирования и экспериментальных данных
3.3.1. Анализ результатов исследования процессов, протекающих при измельчении и сушке твердых коллоидных капиллярнопористых материалов сбросом давления
3.3.2. Анализ результатов исследования процессов, протекающих при диспергировании высоковлажных материалов сбросом давления.
3.3.3. Анализ результатов сушки суспензий
3.3.4. Анализ результатов сушки коллоидных растворов.
Глава 4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ СБРОСЕ ДАВЛЕНИЯ
4.1. Современное состояние техники сушки мыла.
4.2. Усовершенствованная схема вакуумсу шильной установки
для обработки мыла
4.3. Инженерная методика расчета процессов диспергирования
и сушки мыла сбросом давления.
4.4. Техникоэкономическая эффективность внедрения
результатов исследования вакуумной сушки мыла.
4.5. Исследование возможности использования сброса
давления для производства древесного волокна
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Во второй главе приведено математическое описание процессов диспергирования и сушки жидких сред, а также измельчения твердых коллоидных капиллярнопористых материалов сбросом давления, представлена комбинированная блоксхема алгоритма моделирования исследуемых процессов. В третьей главе дано описание лабораторной установки для физического моделирования процессов диспергирования и сушки материалов, приведены результаты теоретического и экспериментального исследований, установлена адекватность разработанной модели изучаемым процессам. Четвертая глава посвящена промышленной реализации результатов исследований процессов диспергирования и сушки жидких материалов сбросом давления. Здесь же дан анализ эффективности результатов исследований и разработок. На всех этапах работы в качестве научного консультанта принимал участие к. Пашков В. ГЛАВА 1. В настоящее время в различных отраслях промышленности широко применяются процессы для получения готового продукта за счет резкого изменения давления среды, в которой находится исходный материал. Измельчаемым материалом может служить как твердое сырье, так и жидкие среды. Эти технологические процессы сопровождаются испарением влаги, измельчением и охлаждением обрабатываемого сырья. Они используются для самых различных целей дробления ,1, пылеприготовления , и сушки ,,6. Измельчение материала сбросом давления относится к нестационарным процессам тепло и массообмена, сопровождаемым фазовыми превращениями ,, и описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений, часто не имеющих точных аналитических решений для конкретных случаев. В связи с этим в последнее время для исследования данных процессов широкое применение получили методы кибернетики ,. Взрывной метод или метод сброса давления впервые был предложен М. С.Блекманом в г. Затем целый ряд исследователей применяли сброс давления с различными целями А. П.Андерсон для получения взорванных зерен кукурузы, пшеницы, риса, различных круп и отделения шелухи от зерен кукурузы Д. Н.Банкрофт для расщепления слюды У. Мессон для расщепления деревянных стружек Б. Дмитриев, Д. Тимрот, З. Геллер, А. Ковалев для измельчения топлива и лесоматериалов ,. Известен ряд работ ,, где описаны устройства, использующие данный метод. В зависимости от назначения, эффект сброса давления обеспечивает либо сушку , либо измельчение , либо упрочнение 5 материала, с помощью максимального использования эффекта от интенсивного молярного переноса пара. Материал прогревается под давлением, которое затем снижается. За счет аккумулированного тепла во всей массе тела происходит бурное вскипание влаги парообразование. Регулируя процесс вскипания, можно добиться либо того, чтобы вместе с паром из материала удалялось до связанного вещества в жидкой фазе т. Рис. Схема размола топлива в
1 загрузка угля 2 бункер 3 шнекпитатель 4 ввод насыщенного пара 5 подвод газа к горелкам 6 пароперегреватель 7 расходомерное сопло 8 камера смешения подогрева 9 сопло циклон сборник пыли. Первое детальное исследование процесса сушки и размола топлива методом сброса давления с применением соплового аппарата было выполнено в США А. Сингом и Д. Еллотом 0. Согласно схеме топливо загружалось в герметизированный сосуд, где подвергалось термообработке насыщенным паром рис. Затем посредством шнекнасоса оно вводилось в поток острого пара и вместе с ним проходило через сопло. В Одесском политехническом институте велись работы по размолу топлива сбросом давления для процесса пылеприготовления угля . Опыты показали, качество продукта помола улучшается непропорционально повышению начального давления. Это привело к решению о целесообразности разделения полного перепада давления, при высоком значении последнего, на две и большее число ступеней, т. Метод сброса давления нашел применение и в деревообрабатывающей промышленности. Однако процесс измельчения древесины изучался, в основном, экспериментально, а в прикладном направлении полученные результаты использовались преимущественно за рубежом. У.Мессон использовал метод сброса давления в бумажноцеллюлозном производстве для расщепления щепы. Из парового котла пар под давлением ата поступал в сосуд с щепой. В сосуде происходило пропитывание щепы паром. Рис.