Разработка математических моделей и рациональных конструкций вихревых аппаратов для обезвоживания материалов с повышенными аутогезионными свойствами

• Автор: Отрубянников, Егор Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧА ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Классификации материалов как объектов сушки

1.2. Взаимное влияние физикомеханических характеристик материала. Интеральнье аутогезионные характеристики.
1.3. Обоснование выбора аппаратов фонтанирующего слоя с дополнительным подводом теплоносителя и дисковой вихревой камеры с дисмембратором для сушки материалов с повышенными аутогезионными свойствами.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ.

2.1. Аналитическое исследование гидродинамики вихревой камеры с дисмембратором и разработка математической модели
2.2. Метод определения и расчет влажности материала при сушке в дисковой вихревой камере с дисмембратором
2.3. Исследование гидродинамики в аппарате фонтанирующего слоя с хордальными вводами и разработка имитационной модели.
2.4. Определение интегрального коэффициента аутогезии с использованием коэффициента сохранения формы.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИС СЛЕДОВ АЛИЯ
3.1. Описание экспериментальной установки с дисковой вихревой камерой, оборудованной дисмембратором.
3.2. Выбор и характеристика материалов, высушиваемых в вихревом аппарате с дисмембратором
3.3. Экспериментальное получение Скривых отклика в штифтовой зоне дисковой вихревой камеры с дисмембратором.
3.4. Экспериментальные исследование гидродинамики пристеночной зоны вихревой камеры.
3.4. Экспериментальные исследование гидродинамики пристеночной зоны вихревой камеры.
3.5. Исследование процесса сушки материала в дисковой вихревой камере с дисмембратором.
3.6. Описание экспериментальной установки с аппаратом фонтанирующего слоя с дополнительным подводом теплоносителя1
3.7. Экспериментальные исследования аппарата фонтанирующего слоя и
проверка адекватности имитационной модели
ГЛАВА 4. ИНЖЕНЕРНЫЙ РАСЧЕТ ПРОМЫШЛЕННЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ СУШКИ МАТЕРИАЛОВ С ПОВЫШЕННЫМИ АУТОГЕЗИОППЫМИ СВОЙСТВАМИ
4.1. Расчет вихревого дискового аппарата с измельчением материала в дисмембраторс
4.2. Расчет сушилки на базе аппарата фонтанирующего слоя с дополнительным подводом теплоносителя
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
ЛИТЕРАТУРА


В дальнейшем, при развитии данной классификации было выделено четыре основных класса материалов, представленных в табл. Эта классификация является более рациональной, так как в ее основу положены факторы, определяемые природой материала и оказывающие влияние на кинетику тепло, массообменных процессов при сушке. Однако и эта классификация не позволяет определить эффективный тип аппарата и необходимый гидродинамический режим. Дальнейшие исследования свойств дисперсных материалов, проведенные под руководством Б. На основании проведенных исследований предложена классификация, в которой материалы разделены на группы в порядке уменьшения критического диаметра пор, которому соответствует усложнение внутрипористой структуры и увеличение диффузионного сопротивления движению влаги к поверхности, а следовательно и возрастание времени сушки. Под критическим диаметром пор понимается диаметр наиболее мелких пор, из которых по технологическим условиям надо удалять влагу. Критический диаметр пор определяется из кривых распределения пор по размерам, полученных на основе совместного анализа изотерм сорбциидесорбции и уравнения ТомсонаКельвина. Экспресс методы для определения критического диаметра пор представлены в . Кроме того, высушиваемые материалы подразделяются на разряды по мере возрастания их адгезионноаутогезионных свойств, затрудняющих получение устойчивых гидродинамических режимов сушки. Данная классификация позволяет определить необходимое время сушки и эффективное аппаратурнотехнологическое оформление процесса. Позже рассмотренная классификация была расширена, однако проблема численного определения адгезионноаутогезиониых характеристик материала осталась открытой. В указанной классификации ранг адгезионноаутогезиоиного коэффициента учитывается органолептически, то есть весьма ориентировочно. Поэтому одним из вопросов решаемых в нашей работе является разработка метода численного определения интегральных аутогезионных характеристик материала, а также установления связи данных характеристик с классификацией материалов, как объектов сушки разработанной под руководством Б. С. Сажина. Таблица 3. Классификация по форм связи с влагой ГТ. Д. Ребиндера. Данная связь является наиболее прочной. Она обусловлена ионными и молекулярными взаимодействиями. Для нарушения этой связи нужно применять прокаливание или химическое воздействие. Данная связь обусловлена адсорбцией влаги в гидратиых оболочках или осмотическим удерживанием в нестрого определенных соотношениях. Она удаляется из материала испарением, десорбцией адсорбционная или вследствие разности концентраций осмотическая. Адсорбционная влага прочно удерживается на поверхности и в порах материала. Эта влага может иметь иные, чем вода, свойства и способствует диспергированию частиц и пластификации системы, она присуща обычно структурам коагуапяционного типа, хотя может существовать и в структурах других типов. Осмотическая влага вызывает набухание тела и присуща клеточным структурам. Адсорбционная влага требует для своего удаления значительно большей затраты энергии, чем осмотическая. Присутствие этих видов влаги особенно характерно для коллоидных, полимерных и растительных материалов. Таблица 3. Продолжение. Данная связь обусловлена удержанием влаги в ячейках структуры иммобилизационная, в микрои макрокапиллярах и прилипанием ее к поверхности тела смачивание в неопределенных соотношениях удаляется из материала испарением или механическими способами отжимание, центрифугирование и т. Основная масса влаги находится в свободном состоянии и не меняет своих свойств. Таблица 4. Классификация материалов, разработанная в НИИХИММАШе. Первый Сыпучие материалы, подобные капилярнопористым материалам по классификации Лыкова и удерживающие жидкость в неопределенных соотношениях физикомеханической формы связи. Третий Материалы подобные коллоидным капиллярнопористым материалам, удерживающим кроме вышеперечисленных форм связанной жидкости, также осмотически и структурносвязанные жидкости. Четвертый Материалы содержащие помимо перечисленных форм химически связанную жидкость.