Разработка метода расчета процессов сушки растворов и суспензий на инертном носителе с использованием эксергетического анализа

• Автор: Мухамеджанова, Виктория Азадовна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИСЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Аппаратурное оформление процессов сушки растворов и суспензий во взвешенном слое инертного материала

1.2. Методы расчета процессов сушки в слое инертного материала

1.3. Экологический и энергетический аспекты работы сушильных установок со взвешенным слоем инертного материала
1.4. Реализация процессов сушки, грануляции и сепарации дисперсных материалов в аппаратах ВЗП

1.5. Цель и задача исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Математическая модель процесса сушки на инертных телах в псевдоожиженном слое.

2.2. Алгоритм расчета эксергетических показателей эффективности работы сушильной установки.
2.3. Математическая модель и численный алгоритм расчета эффективности пылеуловителей ВЗП.
2.4. Оценка доли непылящей фракции в высушенном продукте после его обработки в аппарате ВЗП.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Исследование гидродинамики аппаратов со взвешенным слоем инертного материала
3.2. Численное моделирование процесса сушки растворов и суспензий на инертном носителе.
3.3. Исследование возможности получения непылящих форм красителей в аппарате ВЗП
3.4. Оценка экологической чистоты сушильной установки со
взвешенным слоем инертного материала
ГЛАВА 4. ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Инженерная методика расчета сушильной установки со взвешенным слоем инертного материала.
4.2. Сопоставительный анализ эксергетических показателей работы типовых промышленных сушильных установок для красителей
4.3. Мероприятия, способствующие повышению экологической чистоты сушильных установок со взвешенным слоем инертного материала.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Недостатком сушилки является высокое гидравлическое сопротивление. Из опубликованных данных [, , , , ] о работающих в промышленности сушильных установках со взвешенным слоем инертного материала видно, что при разнообразной форме все сушилки вполне работоспособны. Это объясняется большой устойчивостью процесса. При нагрузке по влаге, не превышающей максимально допустимую, слой является сыпучим, вследствие чего не имеет большого значения способ подачи влажного материала- на слой или в слой. Не возникает также необходимости в его диспергировании. Материал можно загружать достаточно большими порциями. Сопоставительный гидродинамический расчет наиболее распространенных в промышленности сушилок (с вихревым слоем обрабатываемого материала, аппаратов цилиндрической и цилиндроконической формы []), показывает, что при одинаковых условиях работы наименьшим сопротивлением обладают сушилки цилиндрической формы. Па, а цилиндроконического порядка Па. В то же время учитывая, что в крупнотоннажных производствах на практике наиболее широко используются сушилки со взвешенным слоем материала цилиндроконической формы, представляется целесообразным при разработке инженерного метода расчета процесса сушки ориентироваться на конфигурацию аппаратов такого типа. При сушке растворов, суспензий и паст в аппаратах кипящего слоя процесс определяется количеством подведенной теплоты и гидродинамической устойчивостью [5]. Первое связано с выбором температурного режима и допустимой скоростью газа, которая ограничивается величиной пылеуноса. Устойчивость же процесса связана с динамикой изменения гранулометрического состава слоя. В соответствии с этим инженерные методики расчета сушилок кипящего слоя можно разделить условно на две группы. В первой, на основе материального и теплового балансов по исходным данным (требуемой производительности установки, начальной и конечной влажностям материала) определяются производительности по высушенному продукту и испаренной влаге. Затем по выбранному температурному режиму, который зависит от свойств высушенного материала, определяется расход теплоносителя и удельные тепловые характеристики установки. Характерные размеры аппарата (площадь сечения аппарата и газораспределительной решетки, высота слоя) находятся из условия реализации устойчивой гидродинамической обстановки в аппарате, т. В этих методах, как правило, используются гипотезы о полном перемешивании дисперсной фазы или диффузионном перемешивании частиц при их направленном поперечном перемещении по отношению к направлению движения потока сушильного агента. Относительно сушильного агента в большинстве случаев делается предположение о режиме идеального вытеснения при его движении в пределах кипящего слоя. Для описания кинетики сушки и нагрева частиц материала используются различные теоретические модели и экспериментальные данные. Для расчета сушильных установок со взвешенным слоем инертного материала для практических расчетов также используются методы первой группы, то есть балансовые методы расчета. Они позволяют получить оценки основных режимно-конструктивных параметров процесса. Учитывая, что процесс сушки во взвешенном слое инертного материала по своей физической природе является стохастическим, для его описания целесообразно привлекать статистические характеристики этого процесса. Такой подход реализуется в методах расчета процесса сушки в слое инертного материала, базирующихся на аналогии этого процесса с грануляцией жидких и пастообразных продуктов в кипящем слое [, ]. В предлагаемых авторами этих разработок методах расчета процессов сушки растворов и паст в слое инертного материала процесс орошения инертных частиц с пленкой продукта и чистых частиц в области действия форсунки рассматривается как случайный, а попадание исходного продукта на чистую поверхность инерта интерпретируется как внутренний источник гранулообразования. В этом случае процесс роста толщины пленки продукта на поверхности инертных частиц аналогичен росту гранул в процессе сушки на собственных гранулах.