CC BY
30
а. [МТ\) - (1 - С)1у(Т\т)] - А^гМГ» г) + А 6)
(1-С )1п{Т'ж)-ЩТ"гт) ’■
где А =Ст",т1т(Т”1Г,и"1Г)- (1 - С.уЭ'1г1т(Т'1г ,и\г); ц- кпд процесса пгто.
Расход пара, поступающего на варку:
С'х=0'х+ Д£зс. (17)
Расход пара, посту пающего после варки в рсцирку-ляционный трубопровод:
Ь—СУ у в “Сг^В )~^ ЗГ- 0^)
Количество избыточного пара в процессе ПГТО-варка-сушка
= С' ,в + (02я + ) - О зг -Мд,, (19)
где = (в''в -О'1В )= - приращение влаги продук-
том в процессе варки.
Расчет камеры ПГТО, секций камер варки и сушки, увлажнителей, а также мощности вентилятора контура рециркуляции, приводов оборудования, элементов конструкций для обеспечения перемещений секций камер варки и сушки приведен в примерах в работе [5].
Данная методика позволяет определить расход теплоты и влагозатраты при проектировании как комби-
нированного варочно-сушильного оборудования непрерывного действия с замкнутым циклом использования теплоносителя, так и отдельных блоков ПГТО, варки, сушки сыпучих пищевых растительных продуктов и оборудования периодического действия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Калашников Г.В., Остриков А.Н., Калабухов В.М. Концептуальные основы достижения рациональных влаготопловых процессов // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке», 6-7 июня 2001 г. - СПб.. 2001. -С. 151-152.
2. Калашников Г.В., Острнков Л.Н. Ресурсосберегающие технологии пищевых концентратов. - Воронеж: ВГУ, 2001. - 355 с.
3. Пат. 2182805, МПК7 А23 Ъ 1/10, № 2000105729/13. Комбинированная установка для производства варено-сушеных круп /' Остриков А.Н., Шевцов С.А., Глотова Е.В., Калашников Г.В. - Опубл. в БИПМ. -2002.-№ 15.
4. Калашников Г.В., Острнков А.Н., Калабухов В.М. Кинетика процесса влаготепловой обработки круп при производстве пищевых концешратов /У Докл. РАСХН. * 2003. - № 1. - С. 51-55.
5. Острнков А.Н., Калашников Г.В. Состояние и перспективы развития технологического оборудования для влаготепловой обработки круп/'/Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - № 10. -С. 57- 62.
Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств
Поступила 22.05.03 г.
532.5:621.928.9:664.001.2
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ВИХРЕВОГО СПИРАЛЬНО-КОНИЧЕСКОГО ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ
ГТ 4 Г~\ У~\ Т~Г~Г Г У 1 1
115
А.В. АКУЛИЧ, В.М. ЛУСТЕНКОВ
Могилевский государственный университет продовольствия
Многообразие промышленных пылегазовых выбросов пищевых производств с различными физико-химическими свойствами обусловило создание широкой номенклатуры пылеулавливающего оборудования с использованием различных способов улавливания взвешенных частиц: осаждения под действием центробежных и гравитационных сил, сил инерции, фильтрования и т. д.
Наибольшее распространение в промышленности находит принцип сухой центробежной сепарации газового потока, реализуемый в циклонах. Аппараты данного типа просты по конструкции и не имеют движущихся частей, характеризуются достаточно высокой производительностью, небольшой удельной металлоемкостью и габаритами. Недостатком их работы является снижение эффективности улавливания при выделении мелкодисперсных взвешенных частиц из пылегазового потока. Широко применяются циклоны типа ЦН, СКЦН, СДК-ЦН, ВЦНИИОТ, СИОТ и др. [1]. В производстве хлебопродуктов достаточно часто встречаются циклоны У Ц, ЦОЛ, БЦШ, ОТИ [2].
В настоящее время возможности повышения эффективности обеспыливания промышленных газов в традиционных циклонах за счет их режимной и конструктивной оптимизации практически исчерпаны. Поэтому целесообразна разработка пылеулавливающего оборудования для выделения взвешенных частиц из воздуха во встречных закрученных потоках [3-5]. Аппараты этого класса обладают рядом преимуществ по сравнению с циклонами и используются для тонкой очистки газов. Пылеуловители со встречными закрученными потоками имеют два входных патрубка, отличаются более четкой организацией крутки в зоне се-парационной камеры, так как в нижней части аппарата крутка поддерживается за счет центрального закрученного потока газа [6].
На кафедре теплохладотехники МГУП разработана принципиально новая конструкция вихревого спирально-конического пылеуловителя [7, 8]. Отличительной особенностью аппарата является цилинд-ро-коническая форма корпуса. Пылеуловитель (рис. 1) состоит из цилиндро-конической сепарационной камеры 1, выполненной на базе циклон;) СКЦН-34 как наиболее эффективного из существующих, периферийного тангенциального входного патрубка 2, завихритедя
▼ продукт
Рис. 1
3 центрального потока, установленного в нижней части сепарационной камеры 1 и снабженного отбойной шайбой 4 и вытеснителем 5. Завихритель 3 представляет собой цилиндр, в который через входной тангенциальный патрубок 6 подается центральный поток газа. Между отбойной шайбой 4 и стенкой сепарационной камеры 1 имеется зазор 7. Завихритель 3 центрального потока и патрубок б установлены в бункере уловленного материала 8, откуда последний выводится через шлюзовой затвор 9. В верхней части аппарата находится выхлопная труба 10.
Принцип работы пылеуловителя состоит в следующем. Запыленный газ в определенном соотношении одновременно подается через патрубки 2 и 6 в сепара-ционную камеру 1 и образует в ней два потока, закрученных в одну сторону' и направленных навстречу друг другу.
Периферийный поток запыленного газа закручивается и по инерции оттесняется к стенкам сепарационной камеры 1, двигаясь при этом сверху вниз. В области отбойной шайбы 4 он полностью переходит в центральный поток, который, выходя из завихрителя 5, перемещается вверх, вдоль оси сепарационной камеры. Центральный поток, взаимодействуя с периферийным, поддерживает его крутку. Твердые частицы под действием центробежной силы из взаимодействующих потоков перемещаются к стенкам сепарационной камеры 1 и через зазор 7 устремляются в бункер 8. Выгрузка продужта осуществляется шлюзовым затвором 9. Очи-
щенный газ поднимается вверх и выносится из аппарата через выхлопнуто трубу 10.
Создана лабораторная установка и проведен комплекс опытов по изучению гидродинамики вихревого спирально-конического пылеуловителя ВСКП-200 с диаметром цилиндрической части 0,2 м [9]. С помощью трубок Пито-Прандтля измерялось динамическое давление во входных патрубках. Потери давления в аппарате измерялись дифференциальными манометрами. Определялись плановая скорость и общий расход газа через аппарат, а также коэффициент гидравлического сопротивления пылеуловителя.
Для определения эффективности улавливания мелкодисперсных частиц в аппарате ВСКП-200 проведены опыты на материалах производства хлебопродуктов: ржаная сеяная мука; фосфаты; мука ячменная шелушенная эхсструдированная; пыль аспирационная ржаная; мел. Количество продукта, подаваемого во входные патрубки, определялось из расчета нормы запыленности воздуха, идущего на очистку (5 г/м3), согласно требованиям НИИОгаза [2] и фактического объема газа, проходящего через каждый из патрубков за время опыта.
Зависимости эффективности улавливания з различных мелкодисперсных материалов в пылеуловителе ВСКП-200 и коэффициента его гидравлического сопротивления £ от кратности расходов к представлены на рис. 2. и 3. Кратность расходов к - соотношение расхода газа через периферийный входной патрубок к общему расходу газа через аппарат.
Анализ графиков рис. 2 показывает, что эффективность улавливания для различных материалов достигает максимальных значений в интервале кратности расходов 0,55-0,7. Из рис. 3 следует, что коэффициент гидравлического сопротивления аппарата существенно снижается при А'0,3-0,65. Сопоставление вышеуказанных зависимостей позволяет установить, что при работе вихревого спирально-конического пылеуловителя интервал кратности расходов 0,55-0,65 является оптимальным, так как в этом интервале к эффективность улавливания различных взвешенных мелкодисперсных материалов имеет наибольшее значение при минимальном коэффициенте гидравлического сопротивления аппарата. Эго говорит о том, что пылеуловитель ВСКП-2.00 является аппаратом с управляемым
п. %
95
90
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 к
Рис. 2
I
О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 к
Рис. 3
£
процессом гидродинамики: наличие двух входных патрубков позволяет управлять процессом очастки в зависимости от свойств улавливаемого продукта, ме-г,: няя кратность расходов газа.
а Проведен сравнительный анализ показателей рабо-
^ ты пылеуловителя ВСКП-200 с наиболее эффектив-
ным циклоном СКЦН-34 и получившим широкое рас-"п пространение в производстве хлебопродуктов цикло-
ном УЦ-38. Основные параметры, определяющие технические показатели работы аппаратов (£> - производительность; Д,, - диаметр поперечного сечения; Жвх -средняя скорость во входном патрубке; Жпл - плановая скорость воздуха, отнесенная к поперечному сечению: АР - потери давления), представлены в таблице.
Таблица
Г Г _1~ Технические параметры СКЦН-34 УЦ-38 ВСКП-200
|> а мле 0,055 0,067 0,076 0.072
hr- Сц. м 0,2 0,3 0,2
у- 19,53* 18.57*
!'Кх, м/с 25,71 12
15,98 10,26
JYH м/с 1,75 0,95 2,42 2,29
Н- 1150 957,3 277,38 401,69
СА. АР, На 2113,1 518,4 974,57 1263,91
1Л- Т|, % _ — 90,46-99.33“*
ТС-
■>ц к - 0,55 0,65
Примечания; * - числитель знаменатель №гвх,2':** - приведен
Л оптимальный интервал изменения величины,
гм В оптимальном интервале работы пылеуловителя
ВСКП-200 при к 0,55-0,65 он обладает плановой скоростью в 1,31-1,38 раза большей, чем у циклона СКЦН-34 и в 2,41-2,55 раза большей, чем у циклона УЦ-38, а следовательно, большей производительностью. Величина коэффициента гидравлического сопротивления разработанного аппарата в 2,86-4,15 и 2,38-3,45 раза меньше, чем у циклонов СКЦН-34 и УЦ-38 соответственно. Следовательно, при прочих равных условиях разработанный аппарат имеет меньшую металлоемкость. При этом эффективность улавливания мелкодисперсных материалов достигает достаточно высоких значений [10].
выводы
1. Разработана конструкция вихревого спирально-конического пылеуловителя ВСКП-200. Исследована гидродинамика разработанного аппарата, экспериментально получены зависимости эффективности улавливания и коэффициента гидравлического сопротивления от кратности расходов при улавливании мелкодисперсных материалов производства хлебопродуктов.
2. Проведен сравнительный анализ показателей работы пылеуловителя ВСКП-200 с циклонами СКЦН-34 и УЦ-38. Установлено, что величина коэффициента гидравлического сопротивления разработанного аппарата в .2,86-4,15 раза меньше, чем у циклона СКЦН-34 и в 2,38-3,45 раза меньше, чем у циклона УЦ-3 8, при этом обеспечивается высокая эффективность улавливания мелкодисперсных материалов в пылеуловителе ВСКП-200.
3. Показано, что созданный аппарат является аппаратом с управляемым процессом пылеулавливания.
ЖГ'Т'Г' Г\ * Ш 7Г) А
i 1 Г-i'rV 1 .У ГМ.
1. " Справочник по пыле-золоулавливанию / М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков и др.; Под общ. ред. А.А. Русакова. -2-е изд., перераб. и дои. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 312 с.
2. Веселов С.Л. Проектирование вентиляционных установок предприятий по храпению и переработке зерна. - М.: Колос, 1974.-228 с.
3. Акулич А.В., Хасаншнн Т.С. Состояние и тенденции развития техники и технологии пищевых производств в Республике Беларусь /У Междунар. аграрный журн. - 2001. - № 10. - С. 47-48.
4. Акулич А.В. Совершенствование техники очистки пылегазовых выбросов пищевых производств на основе создания новых типов вихревых аппаратов // Материалы III Междунар. науч.-техн. конф. «Техника и технология пищевых производств», 24-26 апреля 2002 г. - Могилев: МГТИ, 2002. - С. 173-174.
5. Сажин Б.С., Гудим Л.И. Вихревые пылеуловители. -
М.: Химия, 1995. 144 с.
6. Акулич А.В. Научные основы техники сушки и сепарации дисперсных материалов в вихревых потоках // Тр. 1-ой Междунар. науч.-техн. конф. «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов)», СЭТТ-2002. - М.: МГАУ, 2002. -
С. 54-57.
7. Паг. 2112 ВУ,МПК В04С 3/06. Вихревой пылеуловитель/ А. В. Акулич, А. А. Полевич, П. В. Акулич, А. Г. Егоров. -№ 950020; Заявл. 09.01.95; Опубл. 30.06.98 // Афщыйны бюлетэнь Дзярж. Пат. Ведамсгва Рэсп. Беларусь. - 1998. --№ 2.
8. Пат. 2161 ВУ,МПК В04С 3/06. Вихревой пылеуловитель / А.В. Акулич, А.Г. Егоров. -№ 950822; Заявл. 14.08.95; Опубл. 30.06.98.// Афщыйны бюлетэнь Дзярж. Пат. Ведамства Рэсп. Беларусь. - 1998. - № 2.
9. Лустенков В.М., Акулич А.В., Смусеиок А.Г. Исследование гидродинамики вихревого спирально-конического пылеуловителя // Тез. докл. III Междунар. науч. конф. студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств». - Могилев, 2001. -С. 14-15.
10. Лустенков В.М., Акулич А.В., Шушкевич К.В. Сравнение вихревого спирально-коническог о пылеуловителя с циклонами различных типов // Материалы III Междунар. науч.-техн. конф. «Техника и технология пищевых производств». - Могилев, 2002. -С. 182-183.
Кафедра теплохладотехиики
Поступит 18.11.02 г.
