CC BY
10ПРЕДСТАВЛЕНИЕ НАУЧНОЙ РАБОТЫ
ХАРАКТЕР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В ПРОЦЕССЕ СУШКИ В АППАРАТАХ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ
Пахомов Андрей Николаевич, Васенина Светлана Владимировна, Комбарова Елена Юрьевна, Позднышева Ирина Геннадьевна, Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов
E-mail: panpost@yandex.ru
Аннотация. На примере сушки раствора хлорида натрия в распылительной сушилке представлено описание характера взаимодействия формирующихся кристаллов в псевдоожиженном слое. Описана экспериментальная техника проведения исследования. Указаны основные параметры, влияющие на характер истирания кристаллов. Даны характеристики качественных показателей высушенного продукта.
Ключевые слова: сушка, кристаллы, взаимодействие, истирание, кипение, унос, режим.
Одним из основных параметров процесса сушки кристаллообразующих растворов в распылительных сушилках, а также в сушилках с инертом является температура сушильного агента. Как показали эксперименты по сушке раствора хлорида натрия в аппарате с кипящем слоем инертных тел, увеличение температуры сушильного агента непосредственно приводит к интенсификации процесса сушки. Нами исследовался процесс истирания кристаллов хлорида натрия, формирующихся в процессе высыхания в аппаратах с кипящем слоем [1].
Как показали исследования, температура сушильного агента оказывает существенное влияние на характер процесса истирания кристаллических твердых частиц в кипящем слое. Для оценки характера истирания нами оценивался фракционный состав твердых частиц до и после процесса истирания [2]. Твердые частицы, получаемые в сушилке, загружались нами в специальную
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
установку и подвергались истиранию в течение заданного количества времени при заданной температуре сушильного агента. Было обнаружено, что возрастание температуры сушильного агента приводит к увеличению степени измельчения твердых кристаллических частиц. Обработка экспериментальных данных показала линейную функциональную зависимость степени измельчения от температуры сушильного агента [1, 2].
Вообще процесс истирания твердых частиц в кипящем слое зависит от следующих параметров:
- скорость потоков сушильного агента;
- температура сушильного агента;
- время пребывания частиц в слое;
- исходный фракционный состав слоя;
- физические свойства, прочность твердых частиц;
- конструктивные характеристики аппарата.
Например, применение специальных интенсифицирующих процессов конструктивных элементов, а также внесение в аппарат дополнительной энергии за счет применения механической энергии с помощью мешалок или, например, • ультразвук [3].
Соответственно, если учесть в комплексе влияние всех параметров на характер истирания, а, следовательно, на конечный фракционный состав сухого продукта, задача является весьма сложной и, скорее всего, однозначно не формализуемой. Как правило, в этом случае нужно использовать выделение лимитирующего фактора или факторов на характер взаимодействия этих частиц и делать попытку учета влияния этих параметров наиболее физических математических выражениях [4].
Нами была сделана попытка получить эмпирические зависимости выхода наиболее мелкой фракции из аппарата и ее доли в общем слое в зависимости от размеров частиц, скорости сушильного агента и температуры. Полученная количественная оценка выхода мелкой тонкой дисперсной фракции из аппарата также может служить для оценки производительности аппарата в целом. Однако отсутствие взаимосвязи между зависимостями от выбранных параметров и скоростью истирания существенно ограничивает возможность применения полученных эмпирических зависимостей при расчете аппаратов для сушки и термообработки подобного рода материалов [1, 4, 6].
Наиболее перспективным на данный момент решением данной задачи видится применение статистических методов, оценивающих характер движения отдельных частиц в слое и попытка распространения полученных результатов от слоев с небольшим количеством частиц на слои, наблюдаемые в реальных промышленных аппаратах [5, 6].
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
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/ magazme/archive/n4y2014/2727
2. Пахомов А.Н. Исследование характера кипящего слоя в сушилке с инертными телами / А.Н. Пахомов, С.Г. Скрипникова, А.О. Сироткин, Р.С. Загребнев // Инженерный вестник Дона, 2016, № 1. - URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n1y2016/3547
3. Пахомова Ю.В. Оценка качества готового продукта при сушке жидких дисперсных веществ / Ю.В. Пахомова, В.И. Коновалов // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - 2011. - № 2 (33). - С. 407 -412.
4. Пахомова Ю.В. О разработке систем искусственного интеллекта в исследованиях процессов химической технологии / Пахомова Ю.В., Бирюкова И.А., Васенина С.В. // Молодой ученый. - 2016. - № 7 (111). - С. 144-146.
5. Пахомова Ю.В. Основные проблемы эксплуатации экспериментальной установки для сушки жидкой послеспиртовой барды / Пахомова Ю.В., Комбарова Е.Ю., Позднышева И.Г. // Молодой ученый. - 2016. - № 7 (111). -С. 146-149.
6. Пахомова Ю.В. Электронная справочно-обучающая система поддержки научных разработок / Пахомова Ю.В., Скрипникова С.Г., Сироткин А.О., Загребнев Р.С. // Молодой ученый. - 2016. - № 6 (110). - С. 157-159.
