Научное обеспечение разработки аппаратов с вращающимся барабаном для процессов пищевой технологии

• Автор: Валуйский, Владимир Яковлевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 347 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВведениеУ

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИН И АППАРАТОВ С

ВРАЩЮЩИМСЯ БАРАБАНОМ, А ТАКЖЕ НЕКОТОРЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В НИХ

1.1. Классификация машин и аппаратов барабанного типа.

1.2. Движение сыпучей массы с проскальзыванием по внутренней поверхности барабана

1.3. Движение сыпучей массы с параболическим падением

1.4. О критической скорости вращения барабана.

1.5. Движение сыпучей массы с перемешиванием и продвижением в осевом направлении.

1.6. Исследование сыпучих продуктов как объектов переработки

1.7. Постановка теоретических и экспериментальных задач

и методы их решения.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИКИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В БАРАБАННОЙ СУШИЛКЕ С ПОДЪЕМНОЛОПАСТНОЙ СИСТЕМОЙ
2.1. Определение оптимальных размеров и профиля лопаток барабанной сушилки
2.2. Движение сыпучего продукта в барабане с подъемнолопастной системой.
2.2.1 Перемещение продукта в горизонтальном барабане
2.2.2. Движение продукта в барабане с положительным углом наклона
2.2.3. Движение продукта в барабане с отрицательным углом наклона
2.3. Определение мощности внешних движущих сил
2.4. Исследование нагрузки на опорные ролики вращающегося барабана.
2.5. Анализ силовых схем фрикционного привода барабана
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ АППАРАТОВ БАРАБАННОГО ТИПА С ДВИЖЕНИЕМ ГАЗА ЧЕРЕЗ ПЛОТНЫЙ ПЕРЕМЕШИВАЕМЫЙ СЛОЙ ПРОДУКТА.
ЗЛ. Кинематика потока сыпучего продукта во вращающемся барабане
3.2. Изменение угла естественного откоса и объемной массы продукта в процессе его обработки во вращающемся барабане
3.3. Методика расчета толщины слоя продукта в барабане.
3.4. Определение количества продукта и времени пребывания его в барабане.
3.5. Гидродинамика и тепломассообмен в барабане с перекрестным движением газа и продукта
ГЛАВА 4. О НЕРАВНОМЕРНОСТИ ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕГО
ПРОДУКТА ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ БАРАБАНЕ.
4.1. Вывод зависимости скорости осевого перемещения частицы от ее плотности
4.2. Определение времени пребывания частицы в барабане в зависимости от ее размера
4.3. Влияние способа загрузки, формы частиц и характера движения сыпучего продукта в сползающем слое на неравномерность продвижения частиц.
4.4. Неравномерность движения частиц сыпучего продукта через барабан с различными внутренними устройствами
4.4.1. Движение сыпучих продуктов через вращающийся барабан с плоским ситом
4.4.2. Движение сыпучих продуктов через вращающийся барабан с центральной трубой.
4.4.3. Движение сыпучих продуктов через вращающийся барабан, имеющий внутри спираль.
ГЛАВА 5. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ОСЕВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ В БАРАБАНЕ ПОТОКА ДИСПЕРСНОГО СЫПУЧЕГО ПРОДУКТА
5.1. Анализ скоростей осевого перемещения дисперсного сыпучего продукта с двумя фракциями
5.2. Методика деления дисперсного сыпучего продукта на фракции .
5.3. Расчет времени пребывания в барабане различных фракций дисперсного сыпучего продукта.
5.4. Влияние коэффициента внешнего трения на характер движения продукта в барабане.
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИЙ, МОМЕНТОВ, МОЩНОСТИ И СПОСОБОВ ИХ УМЕНЬШЕНИЯ В МАШИНАХ И А1СПАР АТ АХ БАРАБАННОГО ТИПА
6.1. Расчет крутящего момента для привода барабана во вращение
6.1.1. Определение момента М при постоянном слое продукта в сечении барабана
6.1.2. Определение момента М при переменном слое продукта в сечении барабана
6.2. Расчет мощности внешних движущих сил вращающегося барабана
6.3. Основные направления для снижения мощности привода вращающегося барабана
ГЛАВА 7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В УСОВЕРШЕНСТВОВАНИИ КОНСТРУКЦИЙ И ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АППАРАТОВ С ВРАЩАЮЩИМСЯ БАРАБАНОМ
7.1. Механизмы регулирования толщины слоя продукта во вращающемся барабане
7.2. Технические решения, направленные на уменьшение адгезии внутри вращающегося барабана.
7.3. Конструкции газораспределительного устройства.
7.4. Автоматизация процесса сушки в барабанной сушилке с канальной насадкой и снижение удельных энергозатрат.
7.5. Расчет и конструкция солодорастительного барабана непрерывнот действия
7.5.1. Сравнительная оценка рабочих показателей солодорастильных барабанов.
7.5.2. Об изменении физических характеристик солода в процессе его ращения.
7.5.3. Расчет профиля солодорастильного барабана непрерывного действия
7.5.5. Принципиальная схема солодорастильного барабана непрерывного действия
7.6. Эффективность использования результатов исследования
Выводы.
Литература


Второе условие, которое будем называть необходимым, выражает минимальное значение коэффициента внешнего трения, при котором можно получить критическую скорость. Для данного случая а 0 критическая скорость возможна только при 0,. Первое условие, которое будем называть достаточным, позволяет определить значение критической скорости при известном коэффициенте внешнего трения. Результаты экспериментов полностью подтверждают правильность теоретических поисков. Очевидно, что при а 0 условия сообщения частице угловой скорости облегчаются, что должно привести к уменьшению Предположим, что а у, т. В этом случае уравнение 1. В этом случае критическая скорость возможна только при Г 0,. Вычислять значение минимального коэффициента внешнего трения в зависимости от первоначального положения частицы но уравнению 1. Для ускорения расчетов на основании уравнения 1. Уравнению 1. Рис. На рис. Общепринятой схемой движения материала в этом случае является следующая благодаря трению между частицами, а также между частицами и внутренней поверхностью барабана сыпучий материал поднимается на некоторый уг ол а. При достаточной силе трения между частицами и внутренней поверхностью барабана угол а может превысить угол естественного откоса 0. В этом случае частицы начинают осыпаться по поверхности АВ. Образуется два слоя поднимающийся слой с равномерным движением частиц и сползающий слой с неравномерным движением частиц. В поднимающемся слое траектории частиц представляют собой концентрические дуги окружностей. При таком движении сыпучего материала во вращающемся барабане происходит перемешивание. В литературе имеется две характеристики для количественной оценки перемешивания сыпучего материала во вращающемся барабане. Поповым В. Поднимающийся
Траектория
Рис. Кратность перемешивания показывает, сколько раз в течение одного оборота барабана пересыпается объем сыпучего материала. Из уравнения 1. Канторовичем З. Б. дано понятие интенсивности перемешивания сыпучего материала во вращающемся барабане. Интенсивность перемешивания и есть отношение площади, обрушивающейся в единицу времени, к площади сегмента, занятого материалом рис. Рис. Нетрудно убедиться, что максимальная интенсивность перемешивания x достигается при р 0. Продифференцируем уравнение 1. Уравнения 1. Па основании уравнения 1. С увеличением степени наполнения интенсивность перемешивания уменьшается. Степень наполнения барабана на рис. При р к интенсивность перемешивания равна нулю, что и имеет место в действительности при заполнении барабана р 1 никакого перемешивания не происходит. Обязательным условием нормальной работы барабанной установки является перемешивание всей массы сыпучего материала, находящегося в барабане. При соблюдении этого условия заполнять барабан можно только до определенного предела. Для элементарного барабана, т. Рис. При заполнении элементарного барабана выше в центре его образуется неподвижная зона, имеющая форму круга рис. Для реальных сыпучих продуктов, обладающих силами сцепления между частицами, степень наполнения элементарного барабана может быть несколько больше 0,5 за счет толщины сползающего слоя. Рис. Обычно вращающиеся барабаны снабжены внутренними насадками, которые могут повышать или понижать предел степени наполнения. Для примера рассмотрим солодорастительные барабаны. Закрытые солодорастительные барабаны бывают двух типов с плоским ситом и с центральной ситчатой трубой 8. На рис. Предел степени наполнения такого барабана при чисто сыпучем продукте 0,5 6. При наполнении этого барабана выше 0,5 образуется неподвижная зона, показанная на рис. Таким образом, плоское сито снижает предел степени наполнения на 0,5 по сравнению с элементарным барабаном. На 1 показано поперечное сечение солодорасгитсльного барабана с центральной ситчатой трубой. Предел его степени наполнения при чисто сыпучем продукте 0,6 . Рис. При заполнении этого барабана выше 0,6 образуется неподвижная зона, показанная на рис. Следовательно, центральная труба повышает предел степени наполнения на 0,1 по сравнению с элементарным барабаном. Рис.