Основы механики сыпучей среды во вращающихся печах и мельницах

• Автор: Сланевский, Анатолий Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 294 с. : ил.

Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Всесоюзный проектный и научно-исследовтельский институт цементной промышлености Гипроцемент
На правах рукописи

Сланевский Анатолий Васильевич С..--СссС
ОСНОВЫ МЕХАНИКИ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ ВО ВРАЩАЮЩИХСЯ ПЕЧАХ И МЕЛЬНИЦАХ
Специальность:05. 17. 08—Процессы и аппараты химической технологии
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Санкт-Петербург
СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ й ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ В РАБОЧИХ
ОРГАНАХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН.ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
РАЗДЕЛ 2. УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИИ ОСНОВНЫХ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ БАРАБАНЕ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЕЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ й ДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДВИЖЕНИЯ
2.1. Сырьевой материал в печи и мелющая загрузка в мельнице как сплошные сыпучие среды
2.2. Уравнение напряженного состояния сыпучей среды, движущейся совместно с барабаном. Характеристики, граничные условия
на свободной поверхности
2.3. Численное интегрирование основной системы уравнений.
Разностная схема расчета предельного напряженного состояния среды
2.4. Опрокидывающий и восстанавливающий моменты. Предельные углы поворота сегмента. Условия возникновения основных режимов движения сыпучей среды во вращающемся цилиндрическом барабане. Классификационная схема режимов движения
2.5. Краткие выводы по разделу
РАЗДЕЛ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ЧЕЛНОЧНОГО ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ БАРАБАНЕ
3.1. Уравнение челночного движения сыпучей среды
3.2. Колебания сыпучей среды при сухом трении
3.2.1. Малые колебания сыпучей среды
3.2.2. Колебания сыпучей среды с конечной амплитудой
3.3. Автоколебания среды во вращающихся печах и мельницах
3.4. Краткие выводы по разделу
РАЗДЕЛ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ БАРАБАНЕ ПРИ КАСКАДНОМ ЕЕ ДВИЖЕНИИ
4.1. Система уравнений плоского каскадного движения сыпучей
среды во вращающемся цилиндрическом барабане
4.2. Анализ уравнений плоского движения сыпучей среды в стационарном случае
4.2.1. Общий стационарный случай плоского движения среды
4.2.2. Квазидинамическая постановка плоской задачи движения среды
4.2.3. Макроструктурный вариант решения плоской задачи движения среды
4.3. Граничные условия для стационарной задачи плоского движения сыпучей среды
4.4. Интегрирование уравнений плоского движения сыпучей среды разносг±и:лл; истодом,
4.4.1. Квазидинамическая постановка плоской задачи
4.4.2. Общий стационарный случай плоского движения сыпучей среды во вращающемся барабане. Задача Каши
4.4.3. Макроструктурный вариант решения плоской задачи
4.5. Краткие выводы по разделу
РАЗДЕЛ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ БАРАБАНЕ ПРИ ВОДОПАДНОМ ЕЕ ДВИЖЕНИИ. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРИГРАНИЧНОГО СЛОЯ, КРИТИЧЕСКИЙ РАДИУС БАРАБАНА, МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ОБМАЗКИ И КОЛЕЦ
5.1. Краткая характеристика водопадного движения сыпучей среды
во вращающемся барабане
5.2. Приграничный слой. Расчет ширины струи сыпучей среды, пришедшей в водопадный режим движения. Критический радиус
5.3. Высота, приграничного слоя в верхнем и нижнем его положениях.
5.4. Влияние свойств среды и режима работы вращающейся печи на процесс образования в ней обмазки и колец
5.5. Условие отрыва элемента сыпучей среды от приграничного слоя. Геометрическое место точек отрыва среды. Время
полета и кратность обращения элемента сыпучей среды
5.6. Коэффициент аэрации среды. Кинетическая энергия частицы
в точке падения
5.7. Мощность, требуемая для приведения сыпучей среды в водопадный режим движения
5.8. Алгоритмический вариант теории водопадного движения
сыпучей среды
5.9. Краткие выводы по разделу
РАЗДЕЛ 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ
ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ БАРАБАНЕ

барабана и величиной м. С помощью рис.2.1. можно получить такое соотношение:

пПг-К1 = пР2- — - Р-Ь/2. , С2.1Э
где (3 - половина центрального угла, ограничивающего сегмент:

К2 - коэффициент заполнения.
После нескольких несложных преобразований получим искомое трансцендентное уравнение, связывающее К2 и к.

п KZ “ ш съ>1П х + к т 1 *~х О , С2
Между и /справедливо равенство:
/9 = arcsin к. С2

Координаты центра инерции сегмента в системе координат ОКУ равны
рг..
= Yc = ' С2-
Найдем предельный угол поворота ot, при котором в сегменте еще отсутствует перемещение частиц друг относительно друга. Этот угол в дальнейшем будет именоваться динамическим углом естественного откоса. С целью нахождения этого угла рассмотрим условия предельного равновесия частицы на свободной поверхности сегмента. Примем, что на частицу, находящуюся в нижней точке А сегмента или в верхней точке В действует сонаправленная с центрабежной силой инерции сила адгезионного сцепления ASC-? с поверхностью барабана. Здесь: ASC - коэффициент адгезионного сцепления. Необходимость его
введения вызвана ,тем, что во вращающихся барабанах часто подвергаются технологической обработке материалы обладающие таким свойством. Силы, действующие на чистицу в точке А, показаны на рис.2.1. Уравнения предельного равновесия частицы, находящейся в нижней точке А свободной поверхности откоса, в проекциях на прямую откоса и нормаль к ней совместно с уравнением, связывающим проекции