Разработка алгоритмов расчета и выбора эффективных аппаратов для сушки волокнообразующих полимеров

• Автор: Булекова, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Аппаратурное оформление и методы расчета процесса сушки

ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИХ ПОЛИМЕРОВ

1.2. ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

1.3. Методы расчета кинетики процессов сушки дисперсных материалов

1.4. Оценка эффективности работы вспомогательных узлов сушильной установки.

1.5. Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ
2.1. Математическая модель и алгоритм расчета эксергетических характеристик сушильных установок для дисперсных материалов
2.2. Математическая модель совмещенного процесса сушкисепарации дисперсных материалов в аппаратах ВЗП.
2.3. Динамика процессов сушкисепарации дисперсных материалов в аппаратах с активной гидродинамикой.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАС ТЬ
3.1. Анализ свойств дисперсных материалов, характеризующих их в КАЧЕСТВЕ объектов сушки.
3.2. Исследования кинетики сушки.
3.3. ЭКСЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТИПОВЫХ СУШИЛОК С АКТИВНОЙ ГИДРОДИНАМИКОЙ.
3.4. Исследование динамических характеристик аппаратов с активной гидродинамикой для сушки дисперсных материалов
ГЛАВА 4. ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Методика оценки активности гидродинамического режима в сушилках для дисперсных материалов.
4.2. Сопоставительный анализ эффективности работы типовых сушильных установок для ПВХ
4.3. Численный алгоритм расчета сепарационных характеристик аппаратов ВЗП
4.4. Инженерная методика расчета процесса сушки волокнообразующих полимеров
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Применение таких аппаратов для реализации процессов сушки дисперсных материалов не только упрощает аппаратурное оформление этого процесса, но и благоприятно отражается на экологических показателях сушильной установки. Практическая реализация мероприятий, связанных с широким внедрением аппаратов с активной гидродинамикой в производство, сдерживается отсугствием надежных и доступных для инженера-практика методов расчета таких аппаратов с учетом их особенностей. К последним прежде всего относится совместное протекание процессов сушки и улавливания и их взаимозависимость. Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям, результаты которых являются составной частью разработанных моделей и методик расчета аппаратов с активной гидродинамикой. В четвертой главе приведены данные по апробации результатов теоретических и экспериментальных исследований. Основное содержание работы и ее результаты неоднократно обсуждались и докладывались на конференциях различного уровня, в том числе международных и республиканских. Тематика проведенных исследований нашли свое отражение в опубликованных в научной периодике работах. ГЛАВА 1. Общие требования к выбору рационального метода сушки сводятся к получению наивыгоднейших технико-экономических показателей работы установки, обеспечению надежности ее работы при получении продуктов высокого качества, выполнению требований техники безопасности, санитарно-гигиенических условий труда, удобству контроля и обслуживания, исключению выбросов в атмосферу. Выбор рационального метода сушки и его аппаратурное оформление обусловлен комплексом характеристик материала как объекта сушки, номенклатурой выпускаемого оборудования, особенностями производства. Ограничительными условиями при решении этих вопросов являются технологические и экологические требования, а также требования к качеству выпускаемого продукта. Известен ряд методик и рекомендаций по выбору рационального способа сушки и сушильных установок [4, , , , ]. В соответствии с ними, а также практикой эксплуатации типовых конструкций сушильных аппаратов можно сделать обоснованный вывод о практичности использования режима взвешенного слоя для сушки полимеров и волокнообразующих полимеров. Среди типовых аппаратов взвешенного слоя имеется целый ряд конструкций, рекомендованных для сушки дисперсных материалов I и II группы по классификации материалов как объектов сушки, к которым относятся волокнообразующие полимеры. На рис. Рис. ТС-1; в - двухступенчатая труба-сушилка ТС-2; г - комбинированная циклонная сушилка КЦС; д -комбинированная аэрофонтанная сушилка КАС. I - поток материала; II - поток газа; III - смешанные потоки. Одноступенчатая труба-сушилка (ТС-1) успешно эксплуатируется в производствах, связанных с переработкой широкопористых продуктов со свободной или слабосвязанной влагой. Для сыпучих материалов с переходными порами (до 8 нм) и свободной и связанной влагой рекомендуется двухступенчатая труба-сушилка (ТС-2). Высоковлажные с переходными порами (до 6 нм) со свободной и связанной влагой эффективно могут быть высушены в комбинированной циклонной сушилке (КЦС). Для подобных же материалов, проявляющих адгезионно-когезионные свойства, рекомендуется комбинированная аэрофонтанная сушилка. В упомянутых выше сушильных аппаратах активизация гидродинамической обстановки в аппарате осуществляется за счет создания режимов взвешенного слоя. К типовым сушилкам с активными гидродинамическими режимами второго поколения относятся аппараты со встречными закрученными потоками взаимодействующих фаз. Одним из главных достоинств аппаратов этого типа является возможность совмещения в них основного технологического процесса (сушки) с сепарацией готового продукта из сушильного агента. Принципиальная схема такой установки представлена на рис 1. Сушилки этого типа позволяют в несколько раз увеличить относительную скорость движения фаз и повысить концентрацию твердого материала в аппарате. В них успешно обрабатываются материалы Т и II группы (по классификации проф. Сажина Б. С.), к которым относятся многие волокнообразующие полимеры. Гидродинамика таких аппаратов отличается хорошей устойчивостью. Эффективность улавливания готового продукта в них составляет - %.