Интенсификация процесса сушки высоковлажных волокнообразующих полимеров в аппарате фонтанирующего слоя с дополнительным вводом теплоносителя

• Автор: Шаисламов, Алишер Шабдурахманович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Общие характеристики фонтанирующего слоя

1.2. Описание структуры движения твердой фазы в

фонтанирующем слое .

1.3. Особенности тепло и массообмена в фонтанирующем слое

1.4. Методы описания кинетики сушки

Выводы и постановка задач исследования .

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ И КИНЕТИКИ СУШКИ В АППАРАТЕ ФОНТАНИРУЮЩЕГО СЛОЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ВВОДОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
2.1. Комбинированная гидродинамическая модель
2.2. Математическое описание кинетики сушки .
2.3. Совместное описание гидродинамической и кинетической моделей процесса сушки
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ И КИНЕТИКИ СУШКИ ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИХ ПОЛИМЕРОВ В АППАРАТЕ ФОНТАНИРУЮЩЕГО СЛОЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ВВОДОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
3.1. Анализ диацетатцеллюлозы как объекта сушки.
3.2. Описание экспериментальной установки .
3.3. Структура перемешивания дисперсной фазы в аппарате .
3.4. Влияние дополнительных вводов на гидродинамические характеристики аппарата фонтанирующего слоя
3.5. Исследование уноса материала из аппарата
3.6. Исследование кинетики сушки волокнообразующих полимеров .
3.7. Распределение температур газовой фазы в аппарате .
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОГО МЕТОДА РАСЧЕТА АППАРАТА ФОНТАНИРУЮЩЕГО СЛОЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ВВОДОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
4.1. Обработка результатов гидродинамических исследований .
4.2. Количественная оценка влияния режимных и конструктивных параметров на коэффициент массопередачи
4.3. Методика расчета аппарата .
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


Целью данной работы являлось создание высокопроизводительного и экономичного сушильного оборудования на основе проведения аналитических исследований, направленных на получение более полного математического описания гидродинамики и кинетики сушки и доведение аналитических решений до инженерного расчета сушильных установок, так как от точности и надежности применяемых методов расчета зависит правильное проектирование и экономичная эксплуатация сушильных аппаратов. Автор выражает глубокую признательность кандидату технических наук, доценту Реутскому В. А. за научное руководство работой, кандидату технических наук, доценту Цухидцинову Д. Н. за научное консультирование, а также всем сотрудникам кафедры процессов и аппаратов химической технологии за помощь при выполнении работы. См. Ц о. I*. Фонтанирующий слой является разновидностью взвешенного слоя со специфической гидродинамикой, получающейся в результате взаимодействия газовой и дисперсной фаз. Ожижающий агент, подаваемый через центральное отверстие, в конической части аппарата пробивает слой дисперсного материала, образуя ядро фонтана, в котором газ транспортирует частицы вверх. На выходе из слоя в цилиндрической части аппарата скорость газа резко падает и поднимающиеся частицы опускаются плотным слоем в периферийной зоне, прилегающей к боковой поверхности конической части аппарата, которая медленно движется вниз к устью фонтана. Как известно [3. Аномально большое значение пика давления объясняют [4. С увеличением расхода газа пузырь растет и переходит во внутренний фонтан, и сопротивление слоя увеличивается до тех пор, пока высота внутреннего фонтана не достигнет половины высоты неподвижного слоя, после чего внутренний фонтан резко прорывается на поверхность слоя и начинается процесс фонтанирования. Для расчета максимального перепада давления в настоящее время отсутствуют надежные методы расчета, несмотря на то, что для этой цели предложено много различных уравнений [3. ЗЛО, 3. Например, в работе[4. В^^С<^,н0) <1. Д максимальный перепад давления; Д Р - рабочий перепад давления; с/. Н0 - высота неподвижного слоя; с - диаметр входного сечения. Однако на величину максимального перепада давления существенное влияние оказывают физические характеристики не только твердого материала, но и газа, что не учитывается в зависимости (1. Общая функциональная зависимость для максимального перепада давления, как отмечено в работе [4. При обработке уравнения (1. Уравнение (1. Ьдо(/2 - 0,5. Но/с! Ах з 1,1*Ю4'. Для аппарата фонтанирующего слоя с щелевым вводом [3. Л^з 0,* ; /? Ахз 2,2*Ю3 . Впервые попытка аналитически обосновать причину появления пика давления и определить его величину была сделана в работах [3. Авторы работы [4. В отличие от двух первых гипотез существует и третья. Так, авторы работ[3. Этот подход является более обоснованным, так как он учитывает физические характеристики частиц. Для приближенной оценки, в основном для конических аппаратов, Николаев А. М. и Голубев Л. Г. установили [4. Необходимо отметить, что многие работы, посвященные исследованию максимального пика давления [4. Ртах, носят эмпирический характер. Немаловажную роль при проектировании аппаратов фонтанирующего слоя играет и величина скорости начала фонтанирования. В работах [4. Аа] 2п Н П. И - диаметр верхней части; СІ0- диаметр нижнего сечения; рг - плотность твердого материала; р -плотность среды; Н0- высота неподвижного слоя; - ускорение свободного падения. Достоинствами этой формулы являются ее простота и постоянство показателя степени при /В) при разных углах раскрытия конуса. В работе[4. Уравнение (1. Аъ* 1,Ы. Н0/с = 1,3. Ы % = - О,6. О,7. Как отмечается[3. Например, в работе[4. По мнению авторов [3. Несмотря на то, что экспериментальному определению скорости начала фонтанирования посвящено большое количество работ [4,9, 4. Поэтому большинство предложенных до настоящего времени уравнений является эмпирическими. Одной из основных гидродинамических характеристик фонтанирующего слоя является рабочее сопротивление слоя. Это давление складывается из сопротивления фонтана, в котором транспортируются частицы, и сопротивления цристенного слоя, движущегося вниз. Для цилиндро-конических аппаратов установлено, что перепад давления фонтанирующего слоя хорошо описывается уравнением[4.