В.І. Склабінський (Вступ, висновки) icon

В.І. Склабінський (Вступ, висновки)




Скачати 224.3 Kb.
НазваВ.І. Склабінський (Вступ, висновки)
Дата13.07.2012
Розмір224.3 Kb.
ТипРеферат


УДК 66.099.2:936.43.001

КП

№ держреєстрації 0106U013012

Інв. №

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

(СумДУ)

40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2, тел. (0542) 33-41-08

info@nis.sumdu.edu.ua

ЗАТВЕРДЖУЮ


Проректор з наукової

роботи СумДУ, д.ф.-м.н., проф.

____________А.М. Чорноус

2008.10.15

ЗВІТ


ПРО НАУКОВО-ДОСЛІДНУ РОБОТУ

Дослідження вихрових грануляційних та масотеплообмінних пристроїв

ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІКИ ГРАНУЛЯТОРІВ

(проміжний)


Начальник НДЧ,

к.т.н., доц. В.А. Осіпов

2008.10.15

Керівник НДР,

д.т.н., проф. В.І. Склабінський

2008.10.15


2008
^


Рукопис закінчено 15 жовтня 2008 року



СПИСОК АВТОРІВ


Завідувач кафедри «Процеси та обладнання хімічних і нафтопереробних виробництв», д.т.н., професор (керівник)



2008.10.15

В.І. Склабінський (Вступ,

висновки)

асистент кафедри «Процеси та обладнання хімічних і нафтопереробних виробництв»



2008.10.15

А.Є. Артюхов (розділ 1)

асистент кафедри «Процеси та обладнання хімічних і нафтопереробних виробництв»



2008.10.15

В.А. Смірнов (розділ 1.1)



РЕФЕРАТ

Звіт про НДР: 28 с., 15 рис., 9 джерел.

Об’єкт дослідження: течії одно- та двофазного потоків в вихрових тепломасообмінних апаратах з інтенсивною гідродинамікою.

Мета роботи: створення науково обґрунтованої методики розрахунку гідродинамічних чинників течій фаз у робочому просторі грануляційного пристрою, що має удосконалену конструкцію для забезпечення зниження висоти грануляційного пристрою, підвищення інтенсивності його функціонування.

Дослідження, спрямовані на опрацювання високоефективного апаратурного оформлення обладнання для гранулювання, визначення найбільш сприятливої конфігурації та конструктивного оформлення окремих елементів апарата та їх комбінації, комплексне теоретичне й експериментальне вивчення гідродинаміки потоків, повинні вирішувати проблему, яка стоїть перед хімічною промисловістю України на сучасному етапі.

^ ГРАНУЛЮВАННЯ, ВИХРОВІ ПОТОКИ, ЕКСПЕРИМЕНТ


ЗМІСТ

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів...............

5

Вступ...........................................................................................................................

6

1 Експериментальні дослідження закономірностей гідродинаміки у вихрових тепломасообмінних апаратах.....................................................................................


7

1.1 Організація початкового руху газового потоку та його вплив на рух гранул в апаратах зі зниженою висотою польоту гранул...................................................


7

1.2 Дослідження впливу гідродинамічних чинників на роботу гранулятора.......

17

Висновки.......................................................................................................................

25

Перелік посилань.........................................................................................................

26


перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів


с

-

теплоємність, кДж/кг;

D,d

-

діаметр гранули, м;



-

масові сили в радіальному, коловому та осьовому напрямках, Н;

G

-

масова витрата, кг/с;

g

-

прискорення вільного падіння, м/с2;

m

-

маса, кг;

N

-

кількість гранул, що проходять крізь одиницю перерізу за одиницю часу;

Q

-

об’ємна витрата, м3/с;

R

-

радіус краплі (гранули), м;

r

-

поточний радіус, м;



-

критерій Рейнольдса;

S

-

площа поперечного перерізу, м2;

t, ?

-

температура, °С;

,,

-

радіальна, витратна та колова складові швидкості руху газу, м/с;

,,

-

радіальна, витратна та колова складові швидкості руху гранули, м/с;

z, , r

-

напрямок (циліндричні координати);

к

-

половина кута розкриття дифузора, град;

?

-

динамічний коефіцієнт в’язкості, Па·с;

?

-

кінематичний коефіцієнт в’язкості, м2с;

?

-

густина, кг/м3;

?

-

час, с;







Скорочення

ср

-

середній

т

-

твердий

ч

-

частинка

г

-

газ
ВСТУП

Сучасне виробництво гранульованих продуктів потребує створення нових енергозберігаючих та ресурсозберігаючих технологій гранулювання з метою отримання продукції високого ґатунку, збільшення питомої потужності виробництва, зменшення габаритів обладнання, підвищення ступеня інтенсифікації теплообмінних та масообмінних механізмів, що становлять сутність процесу гранулоутворення. У зв’язку з цим перед дослідниками та конструкторами постає досить актуальна проблема – розроблення високоефективного грануляційного обладнання, що повинно задовольняти високі умови сучасної економіки, зберегти переваги попередніх розробок та впровадити нові, до цього часу не використані у виробництві прогресивні методи підвищення якості продукції.

Враховуючи значний вплив технологічних параметрів роботи грануляційного обладнання та його конструктивного оформлення на його габарити, останнім часом ведуться пошуки нових високоефективних способів отримання гранульованої продукції. Практична реалізація перелічених заходів пов’язана з розробленням універсальної апаратури, що відповідає вищезазначеним вимогам.

Питання переходу галузі одержання гранульованих продуктів на принципово новий виток розвитку повинно бути всебічно розглянуте. Сучасне грануляційне обладнання (особливо баштове) застаріло. Воно не відповідає сучасним вимогам щодо економічних показників, витратам на будівництво і обслуговування.

Дослідження, спрямовані на опрацювання високоефективного апаратурного оформлення обладнання для гранулювання, визначення найбільш сприятливої конфігурації та конструктивного оформлення окремих елементів апарата та їх комбінації, комплексне теоретичне й експериментальне вивчення гідродинаміки потоків повинні вирішувати проблему, яка стоїть перед хімічною промисловістю України на сучасному етапі.

^ 1 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ ГІДРОДИНАМІКИ У ВИХРОВИХ ТЕПЛОМАСООБМІННИХ АПАРАТАХ


1.1 Організація початкового руху газового потоку та його вплив на рух гранул в апаратах зі зниженою висотою польоту гранул


Важливою проблемою, що постає перед дослідниками, є встановлення закономірностей руху газового потоку і, як наслідок, конфігурація псевдозрідженого шару залежно від конфігурації газорозподільного пристрою. Результатами дослідження повинні стати гідродинамічні показники роботи гранулятора при різноманітних конфігураціях газорозподілювачів.

Для проведення експерименту використано набір газорозподільних пристроїв, зображений на рис. 1.1.

а)



б)



в)




Рисунок 1.1 – Основні конструкції газорозподільних пристроїв (загальний вигляд та 3D-моделі): а) перфорований газорозподільний пристрій (№1); б) перфорований газорозподільний пристрій із завихрювачами (№2); в) газорозподільний пристрій з двома зонами створення вихрового газового потоку (№3).


У експе­риментальному зразку гранулятора встановлюється один із типів газорозподільного пристрою, розробленого для досліджень. Під час роботи уста­новки проводиться візуальне спостереження руху гранул у робочому об'ємі дослідного зразка апарата. Під час проведення серії дослідів із кожним типом газорозподільного пристрою вивчали особливості траєкторії руху гранул, харак­тер їх розподілу по робочому простору гранулятора, рівномірність розподілу гранул, інтенсивність переміщення пакетів гранул. На підставі спостережень зроблені вис­новки про можливість використання такої конструкції газорозподільного пристрою в промисловій практиці, були внесені пропозиції щодо зміни окремих деталей в конструкції газорозподільного апарата, що вивчається, було підібрано оптимальний варіант конфігурації цього пристрою. Паралельно проводиться обробка результатів дослідження гідродинамічних показників процесу. Газорозподільні пристрої № 1–3 функціонують в межах навантажень по газовій фазі Qг=600–1000 м3/год, по твердій фазі Gтв=15–30 кг/год.

Газорозподільний пристрій №1, наведений на рис. 1.1 а, є перфорованим еле­ментом, що виготовлений з листової сталі. Основні геометричні параметри: діаметр 300 мм, товщина полотна 3 мм, діаметр отворів 4 мм, отвори розміщені рівномірно по всій площині полотна. Перевагою такого типу пристрою є те, що це найпростіша конструкція із запропонованих для дослідження. Технологія виготовлення такого вузла розподілу газового потоку в промислових масштабах не створює труднощів (усі технологічні операції виробництва є типовими в апаратобудуванні). Але для цієї конструкції характерний один недолік: отримання отворів у полотні пристрою вимагає досить вели­кого ступеня точності щодо чистоти поверхні, яка безпосередньо контактує з газовим потоком. Одним з варіантів фінальної обробки таких отворів є, наприклад, розгортання. Такий тип обробки, на відміну від свердлення без викори­стання чистових операцій, забезпечить рівномірний розподіл газової фази по всьому перетину газорозподільного елементу і, як наслідок, продуктивне функціонування гранулятора в цілому.

Дослідження характеру розподілу твердої фази у робочому просторі гранулятора, траєкторії її руху, геометрії зваженого шару та замірів гідродинамічних параметрів роботи пристрою (рис. 1.2) при використанні газорозподільного елементу такого типу продемонструвало таке:

- відбувається розподіл газової фази по перерізу робочої зони апарата, але цей розподіл нерівномірний, що зумовлює нестабільний рух гранул по робочому об'єму;

- неможливо визначити характер і траєкторію руху твердих часток унаслідок нерівномірності подачі газової фази в різні точки робочого простору гранулятора;

- у робочому об’ємі апарату створено не вихровий, а нерівномірний зважений шар, який є більш близьким до фонтануючого, з деякими спонтан­ними завих­реннями в різних його частинах без встановлення закономірностей їх по­яви;

- висота зваженого шару коливається в межах 350-400 мм у діапазоні мінімального та максимального навантаження по фазах;

- спостерігається нерівномірність розподілу складових швидкості газового потоку по перерізу робочого простору стенда №1 (рис. 1.3);

- утворено застійні зони біля стінок внутрішнього конуса.



а)



б)

Рисунок 1.2 – Розподіл гранул в апараті за умови встановлення плоского перфорованого газорозподільного при­строю: а) вихід на робочий режим (Gтв=15кг/год, Qг=600 м3/год); б) стабільний зважений шар (Gтв=30 кг/год, Qг=1000 м3/год).

У результаті проведених досліджень цього типу газорозподільного пристрою можна зробити висновок про неможливість його використання для створення сталого вихрового псевдозрідженого шару, незважаючи на достатньо просту конструкцію і технологію виготовлення.

Запропонована для розгляду конструкція газорозподільного пристрою №2 (рис. 1.1 б), також є плоским перфорованим еле­ментом, що виготовлений з листової сталі. Основні геометричні параметри: діаметр 300 мм, товщина полотна 3 мм, діаметр отворів 4 мм, отвори розміщено трьома секціями. Переваги і недоліки цього типу газорозподільного пристрою ті самі, що і у попе­редньому випадку. Але на відміну від попередньої дана конструкція характеризується наявністю двох лопаток, розміщених симетрично на полотні газорозподільного елемента і встановлених під кутом 45° для надання газовій фазі закрученої траєкторії. Наявність елементів завихрення газового потоку дозволяє змінити характер руху технологічного повітря, що надходить до робочого простору гранулятора для створення псевдозрідженого шару гранул за рахунок спрямованого руху газового потоку крізь лопатки на газорозподільному пристрої.




Рисунок 1.3 – Характер зміни епюр колової складової швидкості газового потоку по висоті робочого простору вихрового гранулятора зваженого шару залежно від радіуса його перерізу (відлік висоти X ведеться від верхнього перерізу газорозподільного пристрою) для газорозподільного пристрою №1.

Спостереження характеру розподілу твердої фази і траєкторії її руху при вико­ристанні у вихровому грануляторі газорозподільного пристрою такого типу (рис. 1.4) дозволило зробити такі висновки:

- відбувається розподіл газової фази по перерізу робочої зони апарата (на висоті 70-100 мм), але він також нерівномірний внаслідок використання простого свердлення як виду фінальної обробки перфорованої частини газорозподільного пристрою. Аналогічно до простого перфорованого елемента, це спричиняє за собою несталий рух гранул по робочому об'єму гранулятора;

- у той самий час, завдяки наявності лопаток, що надають газовому потоку закрученої траєкторії руху, зважений шар набуває більш сталого характеру і властивостей вихрового руху по всьому робочому об'єму гранулятора;



а)



б)

Рисунок 1.4 – Розподіл гранул в апараті за умови встановлення плоского перфорованого газорозподільного при­строю з завихрювачами: а) вихід на робочий режим (Gтв=15 кг/год, Qг=600 м3/год); б) стабільний зважений шар (Gтв=30 кг/год, Qг=1000 м3/год).

- гранули псевдозрідженого шару набувають впорядкованого руху по спіралеподібній траєкторії, але ця траєкторія руху може порушуватися і вихровий шар може набувати ознак фонтануючого; цю зміну неможливо передбачити і контролювати за допомогою варіації технологічних параметрів у певному діапазоні роботи експериментального стенда;

- висота зваженого шару у випадку використання газорозподільного пристрою №2 становить 250-300 мм;

- спостерігається вирівнювання полів швидкостей по перерізу робочого простору стенда №1 (рис. 1.5);

- утворення застійних зон біля стінок внутрішнього конуса має менш виражений характер.

Газорозподільним пристроям №1,2 властивий ще один спільний недолік: при виготовленні таких елементів конструкції гранулятора необхідне суворе дотримання співвідношення між площею поверхні перфорованої частини пристрою і його загальною площею перерізу. Недотримання встановлених норм буде мати негативний вплив і може стати причиною нестабільного вихрового руху газової фази.



Рисунок 1.5 - Характер зміни епюр колової складової швидкості газового потоку по висоті робочого простору вихрового гранулятора зваженого шару залежно від радіусу його перерізу (відлік висоти X ведеться від верхнього перерізу газорозподільного пристрою) для газорозподільного пристрою №2.


На підставі викладених результатів візуального дослідження можна конс­татувати, що застосування газорозподільного пристрою №3 для створення закрученого газового потоку, а також надання гранулам спіралеподібної траєкторії руху, є перспективним. У той самий час ця конструкція потребує вдосконалення для реалізації можливості вирівнювання діапазону колових швидкостей у кожному перерізі робочого простору гранулятора.

Удосконалена конструкція газорозподільного пристрою №3 (рис. 1.1 в) складається з двох зон, що сприяють інтенсифікації процесу утворення вихрового руху газового потоку та встановлення його сталого руху. Основні геометричні параметри: діаметр 300 мм, товщина полотна 3 мм. Перша зона вихроутворення конструктивно оформлена наступним чином: на нижньому перетині газорозподілювача знаходиться шість елементів-перегородок Г-подібного типу, що встановлені симетрично вертикальній осі робочого простору гранулятора. Завдяки контакту технологічного повітря з перегородками досягається первісне утворення закрученого газового потоку; до другої зони контакту газова фаза надходить крізь отвори в полотні, маючи колову складову швидкості руху та рівномірно розподілившись по всьому перерізу пристрою. Цього не спостерігається в двох перших газорозподілювачах, де газовий потік не має можливості набути обертового руху. Друга зона газорозподільного пристрою має шість похи­лих лопаток під кутом 45°, установлених на верхньому перерізі під кутом до плоского полотна. Ці лопатки є завихрювачами, які повинні надати газовому потоку, що надходить в аппарат, додаткового закручування по спіралеподібній траєкторії. Розміщення лопаток збігається з розміщенням перегородок. Запропонована конструкція характеризується також наявністю конічної частини, що запобігає утворенню застійних зон у стінок робочої порожнини гранулятора.

Характер розподілу твердої фази і траєкторія її руху при впровадженні такого газорозподільного пристрою (рис. 1.6) показали:

- розподіл газової фази по перерізу робочої зони апарата рівномірний в кожній її окремій частині;

- псевдозріджений шар набуває сталого характеру і ознак вихрового руху по всьому робочому об'єму гранулятора;

- гранули набувають яскраво вираженої впорядкованої спіралеподібної траєкторії руху;

- висота зваженого шару коливається в діапазоні 200-250 мм;

- по перерізу робочого простору стенда №1 значення складових швидкості газового потоку вирівнюються;

- утворення застійних зон біля стінок внутрішнього конуса відсутнє завдяки конічній вставці та підвищенню інтенсивності руху закрученого газового потоку.

Таким чином, використання такого типу газорозподільного пристрою наочно відображає створення вихрового псевдозрідженого шару в експериментальному стенді і дозволяє візуально спостерігати за характером переміщення твердих частинок у робочому об’ємі гранулятора.



а)



б)

Рисунок 1.6 – Розподіл гранул в апараті за умови встановлення комбінованого газорозподільного вузла з завихрювачами: а) вихід на робочий режим (Gтв=15 кг/год, Qг=600 м3/год); б) стабільний зважений шар(Gтв=30 кг/год, Qг=1000 м3/год).

Проведемо аналіз руху частинок у газовому потоці за умови використання останнього газорозподільного пристрою, що досліджувався (аналіз роботи попередніх пристроїв не є доцільним унаслідок виявлених недоліків). Результати експериментального дослідження гідродинамічних показників роботи гранулятора з використанням пристрою №3 (рис 1.5 в) наведено на рис. 1.7-1.8.

Аналіз епюр складових швидкості закрученого газового потоку в робочій порожнині вихрового гранулятора псевдозрідженого шару дозволяє переконливо і наочно продемонструвати правильність вибору конструкції газорозподільного вузла із запропонованого ряду конструкцій для експериментального дослідження на модельній установці виробництва гранульованих продуктів №1.

Епюри колової і витратної складових швидкості газового потоку не мають значних стрибків по горизонтальному перерізу робочого простору вихрового гранулятора, тобто від осі апарата і практично до його периферії (де відбувається згасання швидкості за рахунок контакту із стінками робочого простору апарата) зберігається рівномірний розподіл газового потоку. Подібна картина спостерігається в кожному перерізі робочої порожнини гранулятора при зміні висоти в граничних умовах від верхнього перерізу газорозподільного пристрою і до верхнього перерізу додаткового конуса гранулятора.



Рисунок 1.7 – Характер зміни епюр витратної складової швидкості газового потоку по висоті робочого простору вихрового гранулятора зваженого шару залежно від радіуса його перерізу для газорозподільного пристрою №3.



Рисунок 1.8 – Характер зміни епюр колової складової швидкості газового потоку по висоті робочого простору вихрового гранулятора зваженого шару залежно від радіуса його перерізу для газорозподільного пристрою №3.

На підставі аналізу запропонованих епюр можна зробити ще один важливий висновок, який має визначальний вплив на отримання гранульованого продукту високої якості за допомогою впровадження у виробництво технології грануляції з використанням вихрових малогабаритних апаратів: вирівнювання полів швидкостей газового потоку спостерігається не тільки в окремо взятому перерізі робочої зони гранулятора, але й в усьому робочому просторі апарата; незалежно від координати Y зберігається досить вузький діапазон зміни швидкості руху газової фази. Швидкість газового потоку по вертикалі (від перерізу з координатою Y до перерізу з координатою Y+∆Y) змінюється незначною мірою, зберігаючи також постійність свого значення від центра до периферії. Фактично в кожному довільно вибраному елементарному об'ємі даного робочого простору гранулятора значення швидкості руху газового потоку коливається трохи порівняно з іншим довільно вибраним елементарним об'ємом у межах заданих граничних умов, тобто радіусу додаткового внутрішнього корпуса апарата і його висоти.

Таким чином, будь-яка гранула, що потрапляє в робочий простір гранулятора, однаково взаємодіє із закрученим газовим потоком у кожній його точці, що сприяє рівномірному проходженню процесу теплообміну і масообміну в двофазній системі, що утворилася, і перешкоджає утворенню застійних зон і виходу з апарата гранул, які внаслідок недостатнього контакту з потоком теплоносія остаточно не утворили свою кристалічну структуру, зупинившись на якомусь проміжному етапі її формування.

В робочій зоні гранулятора буде максимально виключене проскакування окремих частинок і пакетів гранул, а також затримка їх у довільно вибраному перерізі робочої зони на якийсь час, що перевищує мінімально необхідний для формування стійкої кристалічної структури гранули.


1.2 Дослідження впливу гідродинамічних чинників на роботу гранулятора

Оптимальне співвідношення висхідного та тангенційного потоків сприяє утворенню рівномірного псевдозрідженого шару з високою інтенсивністю тепломасообміну в робочому просторі гранулятора. Оптимум досягається в межах діапазону навантажень по фазах у разі отримання рівномірного поля швидкостей та рівномірного розподілу гранул по робочому об’єму дослідного стенда вихрового гранулятора.

Експеримент на стенді №2 проводився за умов таких навантажень по фазах: по газовій фазі Qг= 500–700м3/год, по твердій фазі Gт=30 кг/год.

Було визначено експериментальні гідродинамічні характеристики псевдозрідженого шару при зміні конфігурації потоку. Регулюючи співвідношення потоків за допомогою шиберних засувок, отримано характерні ознаки псевдозрідженого шару різних типів, візуалізацію яких проведено за допомогою високоякісної відеозйомки.

Основні (характерні) співвідношення висхідного (Gв) та тангенційного (Gт) потоків повітря:

Gв =0 (відкрито тільки засувку тангенційного потоку);

Gв/ Gт =0,4 (відкриті обидві засувки);

Gт >>Gв (відкрито тільки засувку висхідного потоку).




а)



б)



в)



г)

Рисунок 1.9 – Конфігурація зваженого шару в робочому просторі вихрового гранулятора залежно від співвідношення витрат на створення висхідного та тангенційного потоку повітря: а) інтенсивний вихровий зважений шар (Qв=0) Gтв=30 кг/год, Qг=500 м3/год ; б), в) комбінований зважений шар з елементами фонтануючого та вихрового типу невеликої інтенсивності (Qв/Qт=0,4) Gтв=30 кг/год, Qг=600 м3/год; г) інтенсивний комбінований зважений шар (Qт>>Qв) Gтв=30 кг/год, Qг=700 м3/год.



Рисунок 1.10 – Основні гідродинамічні характеристики роботи інтенсивного вихрового зваженого шару (згідно з рис. 1.9 а).



Рисунок 1.11 – Основні гідродинамічні характеристики роботи перехідного комбінованого зваженого шару (згідно з рис. 1.9 б, в).


Визначено характерні риси функціонування кожного з різновидів псевдозрідженого шару при зміні навантажень по газовій та твердій фазах та зміні співвідношення тангенційної та висхідної складових газового потоку. На наведених фото спостерігаються характерні зони вихрового зваженого шару (периферія робочого об’єму вихрового гранулятора) та зони фонтануючого шару (центральна частина робочого об’єму пристрою). Це дає змогу встановити та спрогнозувати поведінку крапель, що надходять в робочий простір пристрою з розпилювача, та твердих частинок (гранул), що знаходяться в об’ємі апарата та виконують функцію центрів кристалізації.



Рисунок 1.12 – Основні гідродинамічні характеристики роботи інтенсивного комбінованого зваженого шару (згідно з рис. 1.1 г).


Спираючись на результати візуального спостереження, стає можливим визначити траєкторію руху частинок у кожній зоні гранулятора та в цілому в робочому просторі. Використання цих висновків дозволить встановити час перебування гранул в апараті та спрогнозувати оптимум відрізка часу, при якому процес кристалізації та сушіння проходить повною мірою, не пошкоджуючи структури гранули.













































Рисунок 1.13 – Формування та розвиток вихрового зваженого шару

Траєкторія руху гранул, поля швидкостей газового потоку та гранули обумовлюють час перебування гранули у робочому просторі вихрового гранулятора. Цей час повинен бути достатнім, щоб крапля розчину (розплаву) повністю пройшла етап кристалізації. Аналіз траєкторії руху гранули за початкових умов та набору геометричних та технологічних характеристик (рис. 3.13) дозволяє визначити їх вплив на зміну траєкторії гранули та мінімально необхідний час її перебування в робочому просторі апарата.



Рисунок 1.14 – Розрахункові траєкторії руху гранул за різних геометричних та технологічних умов.

Аналіз рис. 1.15 дозволяє виділити зони зменшення вертикального та горизонтального переміщення та зони, в яких це значення збільшується. Для циліндричного апарата (рис. 1.15, а) спостерігаються постійність та рівномірність переміщення краплі вздовж вертикальної та горизонтальної осей унаслідок постійного значення витратної складової швидкості газового потоку по висоті робочого простору гранулятора. У міру наближення до нижнього перерізу робочого простору крапля кристалізується та втрачає частину вологи і маси. Тому газовий потік сприяє деякому уповільненню руху краплі вздовж вертикальної осі.



Рисунок 1.15 – Порівняльна розрахункова траєкторія руху гранули за різної конфігурації робочого простору апарата: а) циліндричний апарат; б) дифузор; в) конфузор.

Для конічних апаратів залежно від конфігурації робочого простору картина руху гранули змінюється порівняно з робочим простором постійного перерізу. У дифузорі (рис. 1.15, б) на початковому етапі внаслідок мінімального значення витратної складової швидкості газового потоку в верхньому перерізі та максимальної маси краплі переміщуються вздовж вертикальної осі швидше, ніж у нижньому перерізі, де рух краплі уповільнюється завдяки збільшенню витратної складової швидкості газового потоку та зменшення маси краплі внаслідок видалення з неї частини вологи.

У конфузорі (рис. 1.15 в) спостерігається зворотна картина. При вильоті крапля рідкого матеріалу, що має максимальну масу, попадає в зону мінімальної площі перетину робочого простору апарата (зону максимальної витратної швидкості газового потоку). При цьому її рух уздовж вертикальної осі уповільнюється. У міру переміщення до нижнього перерізу крапля надходить до зон з меншою витратною швидкістю газового потоку і при цьому паралельно зменшується в масі. Тому впродовж всього часу перебування краплі в робочому просторі апарата його гідродинаміка сприяє уповільненню її руху.


ВИСНОВКИ


  1. Експериментальним шляхом досліджено вплив конструктивних та технологічних параметрів на створення стабільного зваженого шару різноманітних конфігурацій з візуалізацією даних у вигляді фото та графічних залежностей основних гідродинамічних параметрів роботи гранулятора.

  2. Проведено порівняння результатів теоретичних та експериментальних досліджень, одержано гідродинамічні характеристики модельного та промислового зразків вихрового гранулятора.

^ ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

  1. Щукин В.К. Теплообмен и гидромеханика внутренних потоков в полях массовых сил / Щукин В.К. – М.: Машиностроение, 1980. – 240 с.

  2. Артюхов А.Є. Теоретичні основи дослідження руху газового потоку у вихровому грануляторі / А.Є. Артюхов // Збірник тез доповідей XXII-й наукової конференції країн СНД "Дисперсные системы" – Одеса, 2006. – С. 40–41.

  3. Прандтль Л. Гидроаэромеханика / Прандтль Л.; пер. с нем. Г.А. Вольперта. – Ижевск: НИЦ РХН, 2000. – 576 с.

  4. Батунер Л.М. Математические методы в химической технике /Л.М. Батунер, М.Е. Позин – Л.: Химия, 1971. – 824с.

  5. Горбис З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков / Горбис З.Р. – М.: Энергия, 1970. – 424 с.

  6. Холин Б.Г. Гидродинамика двухфазных потоков в вихревом противоточном маассообменном аппарате / Б.Г. Холин, И.А. Ковалёв, В.И. Склабинский // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. – 1981. – Том XXV. – Выпуск 7. – Отдельный оттиск.

  7. Артюхов А.Є. Теоретичні основи дослідження руху газового потоку у вихровому грануляторі / А.Є. Артюхов // Збірник тез доповідей XXII-й наукової конференції країн СНД "Дисперсные системы" – Одеса, 2006. – С. 40–41.

  8. Зверев Н. И. О движении твердой частицы в потенциальном вращающемся потоке / Н. И. Зверев, С. Г. Ушаков // Инженерно-физический журнал. – 1968. – том 14. – № 1. – С. 90–93.

  9. Щукин В.К. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах / В.К. Щукин, А.А. Халатов. – М.: Машиностроение, 1982. – 200 с.


Результати НДР відображено в наступних роботах:

      1. Артюхов А.Є. комплексне дослідження вихрового псевдозрідженого шару та умов його застосування в технології виробництва мінеральних добрив / А.Є. Артюхов, В.М. Маренок, В.І. Склабінський // Вісник Сумського національного аграрного університету. – 2008. - № 3(19). – с. 182185.

  1. Склабінський В.І. Розрахунок гідродинамічних параметрів закручених потоків у вихрових грануляторах аналітичним методом / В.І. Склабінський, А.Є. Артюхов // Вісник Сумського державного університету. – 2008. – № 3. – С. 62–70.

  2. Артюхов А.Є. Дослідження умов формування вихрового псевдозрідженого шару в малогабаритних масообмінних аппаратах / А.Є. Артюхов, В.М. Маренок, В.І. Склабінський // Вісник Сумського державного університету. – 2007. – № 3. – С. 10–17.

  3. Артюхов А.Є. Результати експерименту та програмного моделювання стосовно гідродинаміки вихрових потоків / А.Є. Артюхов, В.І. Склабінський // Матеріали науково-технічної конференції викладачів, співробітників, аспірантів і студентів інженерного факультету. – Суми: Вид–во СумДУ, 2008. – Ч. II, Вип.10. – С. 36.

  4. Артюхов А.Е. Высокоэффективные вихревые аппараты в малотоннажных производствах гранулированных продуктов / А.Е. Артюхов, В.И. Склабинский // Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии: сб. научных трудов XX Международной научно-технической конференции. – Минск, 2008. – С. 272–277.

  5. Артюхов А.Є. Промислове впровадження апаратів вихрового типу для отримання гранульованих продуктів / А.Є. Артюхов, В.І. Склабінський // Наукові праці ОНАХТ. – 2008. – Випуск 32. – С. 16–21.

  6. Артюхов А.Є. Оцінка впливу режиму обробки гранул на їх якість в апаратах вихрового типу / А.Є. Артюхов, В.І. Склабінський // Матеріали XI Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Технологія-2008» з міжнародною участю. – Сєвєродонецьк, 2008. – С. 92.

  7. Артюхов А.Є. Результати експерименту та програмного моделювання стосовно гідродинаміки вихрових потоків / А.Є. Артюхов,В.І. Склабінський // Матеріали науково-технічної конференції викладачів, співробітників, аспірантів і студентів інженерного факультету. – Суми: Вид–во СумДУ, 2008. – Ч. II, Вип.10. – С. 36.

  8. Жеба К.В. Влияние добавок на свойства гранул аммиачной селитры / К.В. Жеба, А.Е. Артюхов, В.И. Склабинский // Матеріали науково-технічної конференції викладачів, співробітників, аспірантів і студентів інженерного факультету. – Суми: Вид–во СумДУ, 2008. – Ч. II, Вип.10. – С. 38.

  9. Маренок В.М. Вплив гідро- та термодинамічних чинників на формування мікроструктури гранул / В.М. Маренок, А.Є. Артюхов // Матеріали науково-технічної конференції викладачів, співробітників, аспірантів і студентів інженерного факультету. – Суми: Вид–во СумДУ, 2008. – Ч. II, Вип.10. – С. 60.



Схожі:

В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconВ.І. Склабінський (Вступ, розіл 4, висновки) доцент кафедри «Процеси та обладнання хімічних І нафтопереробних виробництв»
Завідувач кафедри «Процеси та обладнання хімічних І нафтопереробних виробництв», д т н., професор (керівник)
В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconЗміст вступ
Висновки
В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconЛ. Д. Пляцук (реферат, вступ, висновки)
Об’єкт дослідження – техногенний вплив елементів важких металів у відвалах фосфогіпсу на навколишнє середовище
В.І. Склабінський (Вступ, висновки) icon8 клас І варіант Вказати правильну
Вступ належить обов’язково пов'язати з основною частиною твору. Виклад думок – конкретний, не захоплюватись цитатами, якщо І використовувати...
В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconРозрахунок та проектування багатофункціональних теплогенеруючих агрегатів-гідромлинів
В. І. Склабінський – доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри процесів та обладнання хімічних і нафтопереробних виробництв...
В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconПоложення і висновки ми і поклали в основу курсу за вибором «Кратологія наука про владу»
Однією з таких нових наук, яка тільки починає формуватися є кратологія (від грецьких слів kratos – влада, сила, панування, могутність...
В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconМодуль а заняття №1 Вступ. Предмет, завдання й методи науки про мову
Кочерган М. П. Вступ до мовознавства : підручник. / М. П. Кочерган. – К. Вц „Академія”, 2008. – с. 7 – 16
В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconДокументи
1. /Вступ до метаф_зики/вступ до метаф_зики Зм_ст.doc
2. /Вступ...

В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconВиробництво пористої аміачної селітри у вихровому потоці м. О. Кочергін, асп.; В.І. Склабінський, д-р техн наук, проф
У 1867 р шведські інженери Н. Ольсон і П. Норбі запропонували застосовувати як найпростіші вибухові речовини суміші аміачної селітри...
В.І. Склабінський (Вступ, висновки) iconДокументи
1. /Вступ до метаф_зики/вступ до метаф_зики Зм_ст.doc
2. /Вступ...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи