Исследование процесса сушки свекловичного жома перегретым паром

• Автор: Дранников, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 182 с. : ил

1.1. Свекловичный жом как объект сушки

1.2. Краткий обзор техники, технологии и теории сушки свекловичного жома.

1.3. Основные сведения о применении вибрации в процессе сушки.

1.4. Особенности процесса тепло и массообмена при сушке материалов перегретым паром.
1.5. Перспективы снижения расхода топливноэнергетических ресурсов в производстве сухого жома.

1.6. Цели и задачи работы.

Г л а в а 2. Экспериментальное исследование структуры, физикомеханических свойств свекловичного жома и гидродинамики виброкипяидею слоя свекловичного жома, продуваемого перегретым паром

2.1. Определение структурных свойств объекта исследования.

2.2. Исследование физикомеханических свойств свекловичного жома

2.2.1. Экспериментальная установка и методика определения коэффициентов внутреннего и внешнего трения свекловичного жома.

2.2.2. Зависимость коэффициентов внутреннего и

внешнего трения от нормальной нагрузки и влажности
свекловичного жома.
2.3. Исследование гидродинамики виброкипящего слоя
свекловичного жома.
2.3.1. Экспериментальная установка и методика проведения экспериментов
2.3.2. Исследование порозности и гидравлического сопротивления виброкипящего слоя.
2.3.3. Влияние режимных параметров на скорость вибротранспортирования свекловичного жома.
Г л а в а 3. Экспериментальное исследование процесса сушки свекловичного жома перегретым паром атмосферного давления в виброкипящем слое
3.1. Экспериментальная установка и методика проведения исследований кинетики сушки.
3.2. Влияние режимных параметров на процесс сушки
4 свекловичного жома.
3.2.1. Влияние температуры и скорости сушильного агента.
3.2.2. Влияние параметров вибрации.
3.2.3. Влияние удельной нагрузки и начальной влажности жома.
3.3. Исследование процесса теплообмена при сушке свекловичного жома перегретым паром в виброкипящем слое
3.4. Расчет продолжительности сушки и температуры на
грева свекловичного жома.
3.5. Исследование качественных показателей свекловично
го жома и кислотности отработанного сушильного
агента.
Г л а в а 4. Составление статистической модели и оптимизация
процесса сушки свекловичного жома перегретым паром в виброкипящем слое.
4.1. Обоснование выбора и пределов изменения входных
факторов.
4.2. Анализ регрессионных моделей.
4.3. Оптимизация процесса сушки.
Г л а в а 5. Разработка способа сушки свекловичного жома
5.1. Установка для сушки жома.
5.2. Разработка установки для сушки свекловичного жома в
среде перегретого пара.
5.3. Способ автоматического управления процессом сушки
свекловичного жома
5.4. Методика расчета разработанной схемы сушки свскло
вичногожома
Основные выводы и результаты работы
Библиографический список.
Приложения.
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Латинский алфавит
А амплитуда колебаний, м с удельная теплоемкость, ДжкгК
О проход, область определения с1 диаметр, м
Е электрическая мощность, Вт
г площадь, м2 сила, Н
коэффициент трения частота, Гц
О производительность, кгс
ускорение свободного падения, мс
И высота, м
О угол смачивания, град
удельная энтальпия, Джкг у интенсивность сушки, кгм2 с
К коэффициент сушки, с
Ч Е длина, м
геометрическая характеристика, м т масса, кг
скорость сушки, с нормальная реакция, Н
Р давление, Па
тепловая мощность, Вт
удельная нагрузка на решетку, кгм2 удельный расход тепла, Джкг Я радиус, м
г удельная теплота парообразования, Джкг
Т, 7 температура, К, С
IV влажность,
х, утекущая координата.
Греческий алфавит
а коэффициент теплообмена, Втм2 К угол наклона вибрирующей решет
ки к горизонту, град
Р угол вибрации, град
Л разность д толщина, м в порозность
4 коэффициент сопротивления частиц в потоке
X коэффициент теплопроводности, ВтмК
р коэффициент динамической вязкости, Па с коэффициент сдвига
V коэффициент кинематической вязкости, м2с р плотность, кгм
а нормальное напряжение, Па поверхностное натяжение воды, Нм г напряжение сдвига, Па время, с
V скорость, мс
Ф угол, град относительная влажность,
X относительный коэффициент сушки
со угловая частота колебаний, с1.
Критерии подобии
и критерий Гухмана Ш критерий Нуссельта
си ис
критерий Прандтля Яе критерий Рейнольдса
V ср а
Индексы
в витание вив вибрация вл влага
вн внутренний возд воздух
втр вибротранспортирование к конечный конд конденсат
кр критический
м материал
x, i максимальный минимальный
нас насыпной
н, о начальное состояние
об общий
ос осыпание
от откос
п пар
р равновесный с сухие вещества са сушильный агент сл слой ср средний стальной тр трение э эквивалентный
эф эффективный
насыщенный
ВВЕДЕНИЕ


Найденовым были исследованы изотермы сорбции жома при температуре окружающего воздуха С, в результате которых автор пришел к выводу, что высушивание жома до влажности ниже нецелесообразно, так как при хранении в складах при температуре С и относительной влажности воздуха он будет поглощать влагу до ,2 . Автором были получены кривые сушки и скорости сушки жома анализ которых показал, что отжатому до . М.Г. С рис. Ь постоянные для данного материала коэффициенты. Анализ изотерм десорбции показал, что между отдельными формами связи влаги с материалом отсутствуют резко выраженные переходы. Из этого сделан вывод о легко подающейся сушке жома, не требующей значительных дополнительных затрат на преодоление энергии связи материала с влагой при сушке до конечной влажности . Плотность и насыпная масса, характеризующие физические свойства свекловичного жома, исследованы в работах Найденова и Парфенопуло , . Как следует из этих работ, с уменьшением влажности от 0. М.Г. Рис. Изотермы десорбции свекловичного жома при различных температурах воздуха, С 1 ,2 ,3 ,4 . Результаты исследований приведены в работах ,, . Дисперсный состав является одной из важнейших характеристик измельченных материалов, определяющей их физикохимические свойства, технологические качества, область практического применения. В.Д. Орловым дисперсный состав свекловичного жома был определен методом ситового анализа. На рис. О в к об1 щей массе жома от степени отжатая. Рис. Рис. В.Д. На рис. Как видно из рисунка, скорость витания частиц свекловичного жома колеблется в довольно значительных пределах, что необходимо учитывать при проектировании сушильных установок и устройств для очистки отработанного сушильного агента. Для правильной организации процесса сушки материалов во взвешенном состоянии важны не только вышеуказанные характеристики дисперсность, скорость витания, угол естественного откоса. Необходимо также знать сопротивление материала сдвигу, коэффициенты внутреннего и внешнего трения, позволяющие оптимальным образом создать устойчивый активный режим процесса сушки. Н.Е. Карауловым , , при исследовании процесса прессования обогащенного свекловичного жома, методом среза материала были получены зависимости напряжения сдвига от нормального напряжения при различной влажности и температуре свекловичного жома. В результате обработки данных экспериментов методом наименьших квадратов были получены формулы для определения коэффициента внутреннего трения свекловичного жома

Л
. IVе влажность свекловичного жома, 1 температура свекловичного жома, С. Но необходимо отметить, что Н. Е. Караулов проводил эксперименты со свекловичным жомом влажностью от 6, до , и при нормальном напряжении 0,. МПа, то есть в тех интервалах влажности жома и нормальном напряжении, которые в процессе сушки не применяются. Паровые контактные сушилки не нашли широкого применения изза большой металлоемкости и малой производительности, значительного расхода тепла. Хотя необходимо отметить, что жом, высушенный в паровых сушилках, очень высокого качества ,. Наиболее широкое распространение у нас в стране и за рубежом для сушки жома получили барабанные сушилки , , 6. В своих работах В. Д. Орлов , , детально рассмотрел их преимущества и недостатки. С, что снижает расход тепла на 1 кг испаренной влаги. Совершенствование конструкций барабанных сушилок шло по пути возможности создания поперечного тока сушильного агента, противотока, увеличения скорости сушильного агента, использования лучистой теплоты барабана. В ФРГ выпускалась скоростная ротационная сушилка ВанденБроека, отличительной особенностью которой являлась более высокая производственная мощность 2. Процесс сушки интенсифицировался за счет повышенной частоты вращения барабана до 6 обмин. Известна конструкция комбинированной скоростной сушилки фирмы ФРГ . В этой сушилке жом предварительно высушивается во вращающейся пневмотрубе при скорости сушильных газов до мсек. За счет большой скорости сушки в пневмовихревой трубе сокращаются потери тепла в окружающую среду и составляют примерно 3 , по сравнению с 7.