CC BY
74
УДК 536.24:66.096.5
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИКИ УСТАНОВКИ ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ЦЕНТРОБЕЖНОМ ПСЕВДООЖИЖЕННОМ
СЛОЕ
А.А. Надеев, Ю.Н. Агапов, В.Г. Стогней
вертикальный корпус 1, центробежные вентиляторы для подачи воздуха 2, подогреватель воздуха 3, загрузочный бункер 4 и разгрузочный бункер 5, патрубок для тангенциальной подачи горячего воздуха 7 и холодного воздуха 6, патрубок для отвода горячего воздуха 9 и холодного воздуха 8, верхнюю горячую секцию 10, верхнюю холодную секцию 11, нижнюю горячую секцию 12, нижнюю холодную секцию 13, обводной воздуховод 14, соединяющий патрубок 9 секции 12 и патрубок 7 секции 10.
В настоящей работе приведена конструкция сушильной установки с центробежным псевдоожиженным слоем высушиваемого материала при тангенциальном подводе сушильного агента и проведено исследование аэродинамики псевдоожиженного слоя
Ключевые слова: сушка, псевдоожиженный слой, решетка
Решение проблемы экономии и подъема эффективности использования топлива и энергии возможно только на основе прогрессивных энерго- и ресурсосберегающих экологически совершенных технологий и оборудования.
Одним из перспективных направлений решения этой проблемы является использование принципа псевдоожиженного (кипящего) слоя в сушильных аппаратах [1].
Сушильная установка с центробежным псевдоожиженным слоем предназначена для сушки сыпучих материалов в осциллирующем режиме с использованием направленно перемещающегося центробежного псевдоожиженного слоя при тангенциальном подводе сушильного агента (воздуха) и может быть применена в химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Установка обеспечивает повышение эффективности сушки дисперсных материалов за счет исключения застойных зон, улучшения равномерности газораспределения и тепловой обработки термочувствительных сыпучих материалов, более глубокого теплоиспользования греющего сушильного агента.
Конструкция установки выполнена много секционной с чередованием горячих и холодных секций и снабжена тангенциально расположенными патрубками отдельно для каждой секции и обводным воздуховодом, соединяющим нижнюю и верхнюю горячие секции.
На рис. 1 приведена схема отдельной секции сушильной установки без патрубков для подачи и отвода сушильного агента [2]. Она состоит из двух частей: 1 - нижняя часть, в которой осуществляется подача сушильного агента и 2 - верхняя часть, в которой происходит процесс сушки. Высушиваемый материал подается на газораспределительную решетку с направляющими профильными лопатками 5 и под действием потока сушильного агента, ориентированного под углом к горизонтальной плоскости, псевдоожижается и движется к пересыпному каналу 4. Разделяющая перегородка 3 препятствует перемешиванию свежего и высушенного материала.
На рис 2. показана схема сушильной установки. Она содержит цилиндрический
Надеев Александр Александрович - ВГТУ, аспирант, тел. 8(4732)648316
Агапов Юрий Николаевич - ВГТУ, д-р техн. наук, доцент, тел. 8(4732)748547
Стогней Владимир Григорьевич - ВГТУ, канд. техн. наук, профессор, тел. 8(4732)525354
Сушилка работает следующим образом: горячий воздух подается в патрубки 7, холодный воздух подается в патрубки 6. Высушиваемый материал непрерывно поступает через загрузочный бункер 4 в верхнюю горячую секцию 10 на газораспределительную решётку. Под действием косых струй воздуха материал псевдоожижается и перемещается вдоль решётки к пересыпному каналу до разделяющей перегородки, нагреваясь при этом. В верхней холодной секции 11 материал охлаждается в результате контакта с холодным воздухом и поступает в нижнюю горячую секцию 12, где подвергается обработке горячим воздухом. Затем через пересыпное окно поступает в нижнюю холодную секцию 13, где подвергается обработке холодным воздухом и через разгрузочный бункер 5
производится выгрузка высушенного материала. Таким образом, реализуется осциллирующий режим сушки. Отвод отработавшего холодного воздуха осуществляется через патрубки 8. Отвод горячего воздуха осуществляется через патрубки 9, причем сушильный агент из нижней горячей секции 12 поступает посредством обводного воздуховода 14 в верхнюю горячую секцию 10.
В результате этого используется теплота сушильного агента, вышедшего из нижней горячей секции 12 с достаточно высокой температурой. За счет тангенциального подвода горячего и холодного воздуха обеспечивается равномерность
газораспределения и термообработки сыпучих материалов. Предлагаемая сушилка позволяет достигать высокое качество сушки при интенсивном ведении процесса.
С целью проверки работоспособности сушильной установки и определения оптимальных режимов его работы был изготовлен <упытный образец с диаметром корпуса 380 мм и" высотой корпуса 500 мм.
Предварительная серия экспериментов была проведена в лабораторных условиях на специально сконструированной установке. Для подачи воздуха в аппарат использовали высоконапорный вентилятор типа Ц 10-28 №3, расход воздуха измеряли интегрирующей трубкой в комплекте с микроманометром 10 типа ММН-240. Аэродинамическое сопротивление газораспределительной решетки и слоя определялось с помощью микроманометра такого же типа. Скорость движения слоя определялась с помощью частиц, помеченных радиоактивным изотопом «рлота, датчика типа «Сигнал» и секундомера. Направление потока газов, выходящих из решетки и из слоя, измерялось с помощью трехточечного насадка, установленного в координатнике.
Опыты проводились по следующей методике.
В аппарат загружалась определенная масса дисперсного материала Мт (силикагель с эквивалентным диаметром частиц dэ) и при фиксированном расходе осуществлялась подача воздуха [3]. Поток воздуха входил в слой под определенным углом в 0. В процессе исследования определялись порозность е0) [4] скорость слоя Жт, аэродинамическое сопротивление %, расход воздуха. Результаты этой серии экспериментов представлены на графиках (рис.3, рис. 4 и рис. 5).
10
Рис.3. График зависимости порозности слоя от числа Яе
11
12
13 7
Рис. 4.График зависимости скорости слоя от числа Яе
6
5
Рис. 5 График за1и!имости аэродинамического сопротивления от числа Яе
Анализ полученнь!^ графических зависимостей показал, что порозность центробежного слоя и скорость его движения растет с увеличением
скорости ожижающего агента, а коэффициент аэродинамического сопротивления при этом незначительно снижается.
Литература
1.Псевдоожижение [Текст] / под ред. В.Г. Айнштейна, А.П. Баскакова. - М.: Химия, 1991. - 397 с.
2. Патент РФ ЯИ 2241928, МПК С27Е26. Сушилка кипящего слоя для термолабильных сыпучих материалов [Текст] / Ю.Н. Агапов (РФ). Заявлено 03.02.2003. Опубл. 10.12. 2004. Бюл. №34.
3. Экспериментальное исследование гидродинамики теплообменника с подвижной насадкой [Текст] / Н.М. Бараннников, А.В. Бараков, Ю.Н. Агапов // Изв. Вузов. Энергетика. - 1983.-№8.-С. 111-112.
4. Определение порозности тонкого направленно перемещающегося вдоль наклонной газораспределительной решетки псевдоожиженного слоя [Текст] / Ю.Н. Агапов, А.В. Бараков, А.В. Жучков // Химическая промышленность. - М.: - 1984.-№2.-С. 48-49.
Воронежский государственный технический университет
EXPERIMENTAL RESEARCHES OF AERODYNAMICS OF PILOT PLANT FOR DRYING OF LOOSE MATERIALS IN THE CENTRIFUGAL FLUIDIZED BED A.A. Nadeyev, Y.N. Agapov, V.G. Stogney
In the present work the design of dryidgplantiWithlSrcentrifugal fluidized bed of an exsiccated material is resulted at tangential input of drying agent 2
Keywords: drying, a fluidized bed, a lattice 0
0 500
