Сушка зернистых материалов в аппарате с модифицированным вихревым слоем

• Автор: Лебедев, Валерий Валентинович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Современное состояние исследуемого вопроса и

задачи исследования

1.1. Характеристики исследуемых материалов

1.2. Анализ существующего оборудования для сушки порошкообразных материалов и выбор типа сушилки
1.3. Гидродинамика потоков во взвешенном слое и проблема организации активного гидродинамического режима

1.4.Современные методы описания тепло и массопереноса во взвешенном слое

1.5.Определение коэффициентов тепло и массоотдачи во взвешенном слое

1.6. Задачи исследований

2. Математическая модель процесса сушки пресспорошков

3.Экспериментальные исследования процесса сушки
3.1. Лабораторно промышленные исследования пресспорошков как объектов сушки
3.2. Исследования процесса сушки пресспорошков на лабораторном стенде
3.3. Исследования гидродинамики сушильного агента
3.3.1 Определение области существования взвешенного слоя
3.3.2 Исследование полей скоростей ожижающего агента в зоне ОПТ, заполненной вставками 3.4.0пределение теплофизических параметров пресспорошков
3.4.1 Определение температуропроводности
3.4.2 Определение теплоемкости
3.4.3. Определение теплопроводности
3.4.4. Определение термоградиентного коэффициента
3.4.5. Определение коэффициентов тепло и массоотдачи
4. Инженерный метод расчета комбинированной сушилки
4.1 Расчет сушилок
4.2 Расчет вспомогательного оборудования
5. Практическая реализация разработок
Заключение по работе
Приложения
Список используемой литературы


Разработаны новый способ и конструкция двухфазной вихревой системы, обеспечивающие различное время обезвоживания частиц: крупных - большее время сушки, мелких - меньшее, за счет организации потоков с помощью вставок, размещенных в камере. Реализована гидродинамика вихревого потока полидисперсных частиц, позволяющая одновременно с процессом сушки проводить и процесс сепарации частиц. Разработана установка - комбинированная сушилка, включающая в себя аппарат с активным гидродинамическим режимом, обеспечивающая заданный процесс сушки, пылеотделение и сепарацию. Найдены неизвестные ранее теплофизические и диффузионные характеристики пресс-порошков. На основе использования уравнений тепло-и массообмена и данных идентификации разработана математическая модель сушки пресс-порошков. Практическая ценность работы. Разработан алгоритм инженерного расчета установки, включая камеру очитки теплоносителя, а также вспомогательное оборудование. Установка внедрена также резинотехнической промышленности для сушки мела и каолина. Разработаны оптимальные режимы сушки указанных пресс-порошков. Надежность работы сушилок проверена длительной эксплуатацией в составе линий по приготовлению пресс-порошков и наполнителей резинотехнических изделий. Результаты экспериментальных исследований сушки новых пресс-порошков с определением оптимальных концентраций связующего % водного раствора ПЭГ-5. Математическую модель и инженерный метод расчета аппарата сушки с вспомогательным оборудованием. Результаты экспериментов по определению геометрических, диффузионных и тепло-и массообменных характеристик пресс-порошков. Результаты численных экспериментов исследования скорости теплоносителя в камере аппарата со вставками - завихрителями. Апробация работы. П-ой и Ш-ей Всесоюзной научно-технической конференции - «Повышение эффективности тепло-и массообменных и гидродинамических процессов в текстильной промышленности и производстве химических волокон» (г. Москва, и г. Повышение эффективности современных процессов и аппаратов химических производств» (г. Харьков, г. XV Всесоюзной конференции - «Актуальные вопросы физики аэродисперсных систем» (г. Одесса, г. XVI Международная научная конференция - «Математические методы в технике и технологиях» (г. Кострома,г. Л. Характеристики исследуемых материалов. В настоящей работе высушиваемыми материалами являются пресс-порошки Б-, Т- и Т-. Они используются в электронной промышленности при изготовлении различных керамических изделий, конденсаторов, переключателей и роторов. Пресс-порошки получают путем смешения различных керамических композиций в лопастном смесителе с добавлением связующего вещества- водного раствора полиэтиленгликоля (ПЭГ-5). Ранее вместо ПЭГ использовался парафин. Однако, нестабильность свойств парафина, зависимость их от окружающей температуры, а также утильный обжиг (операция лишняя, являющаяся следствием присутствия парафина в изделии), стали причиной замены парафина на водный раствор ПЭГ. При этом оказалось необходимым введение операции сушки смеси перед прессованием изделий. В результате, после замены парафина на ПЭГ, был устранен утильный обжиг, и введена сушка пресс-порошков. Связка ПЭГ-5 представляет собой % водный раствор полиэтиленгликоля, который в количестве до 8% от веса пресс-порошка добавляется в него перед сушкой. Уже до начала работ были известны некоторые сведения о высушиваемом материале. Так, было известно, что предельная температура нагрева пресс-порошков ограничена °С. Начальная влажность, по ПЭГ вместе с ЬЪО не превышает 4%, а конечная не должна быть более 1%. Из первоначальных заводских исследований следовало, что пресс-порошки состоят из округлых частиц размером от 5 до 0 мкм. Пресс-порошок Б- предназначен для изготовления керамического скелета галетного переключателя ПГК. Пресс-порошки Т- и Т- служат для изготовления дисковых керамических конденсаторов К-5 группы Н и Н, соответственно. Первоначальные данные по характеристикам пресс-порошков позволили провести анализ и сделать выбор необходимого оборудования для реализации процесса сушки. Анализ существующего оборудования для сушки порошкообразных материалов и выбор типа сушилки.