CC BY
4
1 SCIENCE TIME ■
тл 1(4 5л ' tL® -1 щг 1 - 4_W JT |Г1 1 r^g) ХАРАКТЕР ДВИЖЕНИЯ ИНЕРТНЫХ ТЕЛ В РАЙОНЕ РАССЕКАТЕЛЕЙ ПОТОКА Пахомов Андрей Николаевич, Скрипникова Светлана Геннадьевна, Сироткин Алексей Олегович, Бирюкова Ирина Александровна, Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов E-mail: panpost@yandex.ru
Аннотация. Представлено описание экспериментальной сушильной установки с рассекателями потока. Дано описание характера влияния вида и положения рассекателя на гидродинамические особенности поведения кипящего слоя. Показаны основные идеи и направления по математическому моделированию характера движения частиц в сушилке с кипящим слоем.
Ключевые слова: сушилка, кипящий слой, рассекатель, частица, поток.
В настоящее время для интенсификации процесса сушки в аппаратах с кипящим слоем широко используют различные варианты изменения направления потока сушильного агента, а также применение специальных направляющих для потока и для частиц сухого продукта или частиц инерта, расположенных внутри аппарата. Это приводит к увеличению интенсивности процесса сушки, истиранию частиц, получению готового продукта в виде мелкодисперсного порошка. Для того чтобы составить математическое описание подобного рода взаимодействий необходимо знать характер движения частиц в районе устанавливаемых элементов. При этом одним из основных вопросов является расчет скорости движения частицы и скорости и направления потока газа.
Для решения этих задач нами использовалась визуальная установка, имитирующая взаимодействие частиц инерта с установленными внутри аппарата рассекателями [1]. Угол наклона и форму рассекателей можно менять. Поток газа подается в нижнюю часть аппарата, при этом температура газа поддерживается на постоянном значении. Характер взаимодействия частиц определяется по
I SCIENCE TIME I
анализу киносъемки, производящейся через прозрачные стенки аппарата. В качестве модельных частиц инертных тел выбраны пластмассовые шарики диаметром 2 мм [2]. Анализ видеозаписи показал, что при определенном положении рассекателя наблюдался заданный характер взаимодействия частиц: частицы в районе стенки и рассекателя под действием силы тяжести продвигаются вниз, повторяя угол наклона рассекателя. Под действием потока сушильного агента, движущегося снизу-вверх, часть частиц захватывается и перемещается либо к центру аппарата, либо отбрасывается к стенкам. В случае использования минимального числа частиц столкновение меду частицами практически не наблюдается [3]. Однако при наличии достаточного количества частиц определяющей ролью в направлении движения конкретной отмеченной частицы является скорость потока и скорость взаимодействия этой частицы с другими частицами. Измерения скорости движения частиц показали, что максимальное значение скорости частиц достигается в верхней части слоя, минимальная скорость частиц у поверхности или на решетке. При этом некоторые частицы иногда остаются неподвижными. Также отмечено наличие частиц, развивающих наибольшую скорость внутри слоя при взаимодействии с газовым потоком на выходе из решетки и взаимодействии с другими частицами, движущимися в попутном направлении. По величине этой скорости можно рассчитать некоторую максимальную высоту выброса частиц, отдельных из слоя. Отмечено сильное влияние конструкции размеров и положения рассекателя на характер взаимодействий частиц и назначение наблюдаемых скоростей движения частицы в потоке [4].
Математическое моделирование движения частиц в аппаратах с кипящем слоем инертных тел при наличии внутренних интенсифицирующих процессов устройств позволит выявить влияние конструктивных и технологических параметров на скорость частиц их взаимодействия в кипящем слое, а также определить высоту кипящего слоя и возможность выброса отдельных частиц в сепарационную зону аппаратов подобного типа [5, 6].
Литература:
1. Пахомов А.Н. Интенсификация процесса сушки жидкой послеспиртовой барды в аппарате с кипящим слоем инертных тел / А.Н. Пахомов, Н.С. Сорокина, А.В. Баландина // Инженерный вестник Дона. 2014. № 4. - URL: ivdon.ru/ru/ magazine/archive/n4y2014/2727
2. Пахомов А.Н. Зависимость качественных характеристик готового продукта от режима сушки в аппаратах с кипящим слоем инертных тел / Пахомов А.Н., Скрипникова С.Г., Сироткин А.О., Загребнев Р.С. // Актуальные проблемы
I
SCIENCE TIME
I
гуманитарных и естественных наук. 2016. № 4-1. С. 130-132.
3. Пахомов А.Н. Некоторые вопросы оптимизации процесса сушки в аппаратах с кипящим слоем / Пахомов А.Н., Бирюкова И.Ю., Васенина С.В., Комбарова Е.Ю., Позднышева И.Г. // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 6-1. С. 130-132.
4. Пахомов А.Н. Использование инфракрасных излучателей в аппаратах с кипящим слоем инертных тел / Пахомов А.Н., Бирюкова И.Ю., Васенина С.В., Комбарова Е.Ю., Позднышева И.Г. // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 5-1. С. 96-98.
5. Пахомов А.Н. Влияние конструкции решетки на формирование неоднородностей кипящего слоя / Пахомов А.Н., Скрипникова С.Г., Сироткин А.О., Загребнев Р.С. // Новый университет. Серия: Технические науки. 2016. № 2 (48). С. 66-69.
6. Пахомов А.Н., Скрипникова С.Г., Сироткин А.О., Загребнев Р.С. Возможности интенсификации теплообмена в сушилке с кипящим слоем инертных тел // Science Time. 2016. № 3 (27). С. 381-383.
