Обоснование конструктивно-режимных параметров совмещенной пневмотранспортно-сепарирующей системы по критериям качества технологического процесса

• Автор: Доровских, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Мичуринск
• Количество страниц: 251 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Состояние производства гречихи в России

1.2. Развитие технологий и средств переработки гречихи

в малых объемах.

1.3. Анализ конструктивнотехнологических схем перерабатывающих комплексов

1.4. Анализ характеристик двухкомпонентных потоков

в пневмотранспортых системах.

1.5. Анализ исследований процессов пневмотранспортирования сыпучих материалов с низкими концентрациями смеси
1.6. Анализ исследований конструктивно режимных параметров пневмосепарирующих систем.
Выводы по главе
Цель и задачи исследований.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ И ПАРАМЕТРОВ
ПНЕВМОТРАНСПОРТНОСЕПАРИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ
2.1. Теоретическое обоснование расходных характеристик лопастного питателя с конструктивнорежимными параметрами
2.1.1 Анализ производительности питателя из условия
сплошности потока материала
2.1.2. Характер изменения коэффициентов истечения с в зависимости от периодов времени контакта 1к и соотношений ВЬ
2.1.3. Анализ условий работоспособности питателя.
2.1.4. Обоснование угла наклона а стенок горловины из условия сплошности потока материала
2.2. Обоснование взаимосвязи параметров пневмотранспортно
сепарирующей системы с режимами работы.
2.3 Обоснование критериев оптимизации процесса
аэродинамического разделения смеси сыпучих материалов при ее пневмотранспортировании
Выводы по главе.
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ ЭКСЕРИМЕ1ГГАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Методика исследования процессов сепарации полидисперсных сред.
3.2.1. Описание экспериментальной установки, подготовка эксперимента, состав и диапазоны изменения исследуемых факторов.
3.2.2. Методика исследований процесса сепарации при нестабильной скорости потока воздуха, V Ф
3.3 Методика исследования расходных характеристик питателя
3.4. Методика исследований конструктивнорежимных параметров
совмещенной пневмотранспортносепарирующей системы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Анализ результатов исследований процессов сепарации продуктов шелушения.
4.1.1. Метод и результаты анализа процессов сепарации продуктов шелушения по взаимосвязи тУд V.
4.1.2. Метод и результаты анализа процессов сепарации продуктов шелушения по взаимосвязи шУд v
4.1.3. Метод и результаты анализа процессов сепарации продуктов шелушения по взаимосвязи шуд V.
4.1.4. Метод и результаты анализа процессов сепарации продуктов шелушения по взаимосвязи шуд V3,
4.2. Результаты экспериментальных исследований лопастного питателя
4.3. Результаты экспериментальных исследований пневмотранспортно сепарирующей системы.
4.3.1. Анализ влияния расхода воздуха на выходе из пневмосеиаратора
на показатели оптимизации
4.3.2. Анализ влияния подачи материала на показатели оптимизации процесса сепарации
4.3.3. Анализ влияния площади сечения выгрузного патрубка, подачи
материала и скорости воздушного потока на показатель У2
4.3.4. Анализ влияния длины выгрузного патрубка и канала на показатели качества процесса пневмосепарации .
4.3.5. Анализ влияния состава смеси на показатели оптимизации процесса сепарации.
4.3.6. Разработка алгоритма расчета конструктивнорежимных параметров пневмосепаратора.
4.4. Технологическая и экономическая оценка результатов
исследований
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Пневматическое транспортирование и сепарирование сыпучих материалов, как процесс перемещения системы воздух твердые частицы во многом зависит от свойств сплошной среды воздуха, свойств дискретной среды твердых компонентов, а также их соотношения в аэросмеси. Сопротивление тела перемещению в воздушном потоке зависит от его формы, углов ориентирования и критериев Рейнольдса, Фруда, Струхаля, Коши и других. Эти критерии характеризуют динамику процесса и свойства среды. Кроме того, на сопротивление тела влияет мера начальной турбулентности, равная коэффициенту вариации пульсаций скорости и характеризующая засоренность потока мелкими вихрями , , , 7. Количественную оценку структуры и режима движения потока в целом, а также отдельных компонентов принято оценивать следующими параметрами массовыми расходами воздуха О, твердого компонента Ог и смеси всм объемными расходами воздуха и смеси Рем удельными массовыми расходами т, УСМ массовой расходной концентрацией р действительной расходной концентрацией рд объемной расходной концентрацией Ду потерями давления ЛР. Кроме того несущая среда характеризуется динамической рв и кинематической v вязкостями, плотностью р, средней скоростью V, а твердый компонент эквивалентным диаметром частиц 3, скоростью их витания Увт, коэффициентами аэродинамического сопротивления Сх, Су, , трения , парусности К, плотностью рт и средней скоростью . И 7Г. V, 1. Рд i i, 1. V объем воздуха в этом потоке, м3. Анализ исследований по изучению режимов движения двухкомпонентных потоков, , , 3, 6, 4, 5, 6 показал, что их физическое моделирование возможно при следующих раничениях частицы имеют сферическую форму и их размеры и плотность таковы, что параметры процесса можно получить простым суммированием их значений для каждой частицы, находящейся в потоке. В связи с этим в реальных процессах, когда эти ограничения не выдерживаются, такого рода модели дают большую погрешность , , . Известная методика ВИМ для определения аэродинамических свойств материалов позволяет строить полигоны распределения скоростей витания частиц различных сыпучих материалов . Однако она не позволяет прогнозировать поведение потока материала, состоящего из смеси компонентов с различными аэродинамическими свойствами. В этом случае нельзя получить распределение скоростей витания частиц смеси путем сложения полигонов распределения скоростей витания отдельных компонентов, так как в этом случае на режим их движения оказывает существенное влияние взаимодействие самих частиц, движущихся в потоке с различными скоростями. Кроме того, в малотоннажных технологических линиях пневмотранспортирование осуществляется при низких концентрациях материала. Исследования режимов движения двухкомпонентных потоков базируются на трудах М. В.Ломоносова, Д. Б.Бернулли, Л. Эйлера, Н. Е.Жуковского, С. А.Чаплыгина, Н. П.Петрова, Н. Е.Кочина, М. В.Кирпичева и других авторов. Значительный вклад в изучение процесса пневматического транспортирования сыпучих материалов внесли такие ученые как И. Гастерштадт, В. Р.Бурсиан, Р. Л.Зенков, А. М.Дзядзио, Ф. Г.Зуев, М. М.Фирсов, В. К.Пышкин Д. Ситкеи, Г. Велыиоф, В. В.Красников, К. Мурель, Г. Зеглер, А. Е.Смолдырев, Е. А.Дмитрук, В. А.Зарницын, А. М.Корн, А. И.Карпов и другие. Одной из первых работ, посвященных изучению процесса пневмотранспортирования является работа И. Гастерштадта , в которой автор, учтя ряд ограничений, использовал известное уравнение течения газа, решив которое относительно давления в начале и конце трубопровода он получил приближенные уравнения для определения перепада давления, обеспечивающего перемещение твердого компонента. Однако попытка автора применить полученные результаты для обработки экспериментальных данных показала, что их нельзя применять без значительных погрешностей в непосредственном перенесении опытных данных на любые транспортируемые материалы. Дальнейшее развитие теория пневмотранспортирования получила в работах А. М.Дзядзио , который, используя методы теории подобия, получил критериальные уравнения аэродинамики двухфазного потока и на их основе общий коэффициент сопротивления перемещению аэросмеси.