Совершенствование процесса и оборудования каскадной пневмоклассификации дисперсных материалов

• Автор: Титаренко, Василий Викторович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Основные закономерности движения газовзвеси.

1.2. Анализ основных конструкций аппаратов для пневмоклассификации сыпучих материалов

1.3. Теоретические предпосылки экспериментов

Выводы по 1й главе. Постановка задач исследования

2. Экспериментальная оценка влияния конструкции контактных элементов на гидродинамическую обстановку в рабочем объеме пневмоклассификатора

2.1. Методика проведения исследований процесса классификации

2.1.1. Описание лабораторной установки и методики проведения экспериментов.

2.1.2. Методика обработки экспериментальных данных.

2.2. Особенности механизма работы контактных элементов
2.3. Распределение воздушного потока в в сепарационной
камере пневмоклассификатора
2.4. Распределение частиц дисперсной среды
по высоте пиевмоклассификатора.
Выводы по 2й главе.
3. Влияние основных параметров на количественные и качественные показатели процесса разделения
3.1. Влияние технологических параметров на количественные показатели процесса переноса частиц в условиях пневмоклассификации
3.2. Влияние технологических параметров на эффективность процесса разделения
3.3. Влияние конструктивных параметров аппарата с четырехпоточными контактными элементами на эффективность процесса разделения
3.4. Исследование пневмоклассификатора с узлом доочистки крупного продукта
3.5. Определение рабочей скорости воздушного потока
в пневмоклассификаторе
3.4. Расчет гидравлического сопротивления нневмоклассификатора
Выводы по 3й главе.
4. Промышленная апробация результатов исследований
4.1. Методика расчета пневмоклассификаторов с чегырехпоточными контактными элементами.
4.2. Расчет пневмоклассификатора насыпного материала
для заполнения напорных и безнапорных фильтров очистки
4.3. Внедрение разработанных пневмоклассификаторов в различные отрасли промышленности и производства сельскохозяйственного профиля
4.3.1. Пневмоклассификатор насыпного материала для заполнения напорных и безнапорных фильтров очистки воды.
4.3.2. Пневмоклассификатор для очистки семян сельскохозяйственных культур.
Выводы по 4й главе
Основные результаты и выводы
Литература


Механизм движения двухфазного потока обусловлен влиянием совокупности факторов, в число которых входят физические параметры несущей среды и твердой фазы. Поведение совокупности частиц в потоке также зависит от их концентрации, фракционного состава и сил взаимодействия их друг с другом и с элементами аппарата. Аналитических описаний взвешивания частиц турбулентным потоком газа, учитывающих полную взаимосвязь указанных параметров, до сих пор не создано. Многие исследователи при описании движения газовзвеси офаничиваются учетом отдельных, на их взгляд, доминирующих параметров. У — скорость движения частицы; т - время движения частицы; С, - коэффициент лобового сопротивления шарообразной частицы; У7 — миделево сечение частицы; рг - плотность газа; Уг - скорость движения потока. Данное уравнение не отвечает реалиям процесса, так как оно не содержит параметров, характеризующих условия стесненности и эффект соударения частиц. Автором [] предложено ввести в правую часть уравнения (1. ХтКУгУ/2йк, характеризующее торможение частиц из-за массового соударения их со стенками аппарата. Здесь X - коэффициент сопротивления при течении газа в канале; К - коэффициент Гастерштадта; Ок - диаметр канала. Известны многочисленные зависимости [-], позволяющие рассчитать коэффициент Гастерштадта, однако полученная величина будет справедлива лишь для конкретного частного случая. Г.Л. А.А. Шрайбер [] экспериментальным путем доказали соизмеримость действия эффекта массового соударения частиц друг с другом и со стенками аппарата с действием других сил в двухфазном потоке. Эффект соударений частиц многократно возрастает с увеличением скорости движения газа, концентрации материала в потоке и наличия в аппарате различных вставок. К = 4, -“5 —^-— Гг2 ехр(-0,5/? Кп и К{ - соответственно коэффициенты восстановления нормальных и тангенциальных составляющих скорости частицы; Гг — критерий Фруда для частицы; р - массовая концентрация частиц в потоке. Следует отметить, что опытные постоянные данного уравнения будут иметь определенные значения в зависимости от консгруктивных параметров конкретного аппарата. Многими учеными [-] получены дифференциальные уравнения движения двухфазной системы, твердая фаза которой находится в дисперсном состоянии. Например, известны уравнения С. Г. Телетова и Н. С.Г. Ушаков и Н. V. =У . У . Г ГI Г1 Г! Уг=( Угс1т)/Ат; У =( )Уе/т)/Ат. Наиболее признанной является система дифференциальных уравнений движения двухфазного потока Ф. И.Франкля [], которая наиболее полно отражает механизм переноса частиц турбулентным потоком. В.Е. Мизонов и С. У = У0, г = г0; здесь г - радиус-вектор частицы. Предложенные уравнения составлены на основе детерминированной модели и не учитывают взаимодействие частиц твердой фазы. Кроме этого, их использование на практике трудоемко и осложнено необходимостью экспериментальных исследований, например, для задания поля скоростей. Современные представления о процессе переноса частиц турбулентным потоком газа базируются на статистическом подходе и многие ученые для описания движения двухфазных потоков использовали статистические методы [,,-]. Е.А. Непомнящий в своих работах [,] по изучению кинетики процесса сепарирования сыпучих дисперсных материалов рассматривает ее закономерности с позиций марковских процессов. КдГ-’— = ~[ф,г)У(т,г)]+^-—[Ь(т,г)Г(т,г)]. Здесь а(т, т) - стохастический коэффициент, учитывающий скорость упорядоченного движения частиц под воздействием внешнего поля, например, гравитационного; Ь(т,2г)- стохастический коэффициент, являющийся мерой неупорядоченности движения частиц и имеет смысл коэффициента их квазидиффузии; т,2-соответственно время и координата. Наиболее полно анализ перспективы стохастического описания рассматриваемых процессов выполнен А. М.Кутеповым []. Автор считает, что для дальнейшего использования стохастического подхода необходимо расширять его информационную базу путем накопления теоретических и экспериментальных данных, характеризующих в полной мере поля скоростей несущего потока и механизм случайных воздействий.