CC BY
40
SCIENCE TIME
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА В БАРАБАННОМ АППАРАТЕ С РАЗЛИЧНОЙ НАСАДКОЙ
Алтухов Александр Владимирович Филиал «Восход» Московского авиационного института (национального исследовательского
университета), г. Байнокур
Волненко Александр Анатольевич Южно-Казахстанский государственный университет им М. Ауэзова, г. Шымкент
Балабеков Оразалы Сатимбекович Южно-Казахстанский государственный педагогический институт, г. Шымкент
E-mail: alekzz60@mail.ru
Аннотация. Данная статья посвящена результатам исследований по выявлению основных закономерностей времени пребывания материала в сушильном барабанном аппарате с г-образной и подвижной самовстряхивающейся насадкой. Рассмотрено влияние скорости вращения и угла наклона барабана на время пребывания материала.
Ключевые слова: сушка, барабан, насадка.
Для улучшения равномерности распределения падающего материала по сечению барабана с периферийными лопатками и предотвращения налипания материала с высокой влажностью на лопатки предлагается использовать составную самовстряхивающуюся насадку Г-образного профиля (СВЛ), состоящую из нескольких лопаток, установленных с возможностью перемещения по направляющим относительно барабана и друг друга в радиальном направлении [1, 2].
Предлагаемая насадка включает (рисунки 1, 2) стержни 1 с упорами 2, закрепленные к внутренней поверхности сушильного барабана 3, втулки 4, внутренний 5 и внешний 6 элементы лопатки.
С целью изучения степени влияния скорости вращения и угла наклона барабана, скорости сушильного агента на время пребывания частиц материала в аппарате с СВЛ были проведены исследования по следующей методике. Перед
SCIENCE TIME
началом эксперимента устанавливались необходимые угол наклона барабана к горизонту аб, частота вращения барабана п6 и скорость теплоносителя w в аппарате. Данные параметры поддерживались постоянными в течении эксперимента. Так как влажность и температура газа не влияют на функцию распределения частиц материала по времени пребывания в барабане [2, 3], опыты проводились при отключенном электрокалорифере.
/ '
- /
т г
1
* 1- стержень; 2 - упор; 3 - сушильный барабан; 4 - втулка; 5, 6 - внутрен-
ний и внешний элементы самовстряхивающейся лопатки.
Рис. 1 Продольное и поперечное сечения сушильного барабана с самовстряхивающимися лопатками
а) единичная подвижная лопатка;
б) составная подвижная насадка
1 - стержень; 2 - упор; 3 - сушильный барабан; 4 - втулка;
5, 6 - внутренний и внешний элементы самовстряхивающейся лопатки. Рис. 2 Поперечное сечение самовстряхивающихся лопаток
і
3
SCIENCE TIME
Замеры и отбор проб материала начинались через 25 минут после запуска агрегата, что достаточно для выхода установки на стационарный режим работы.
Функция распределения частиц материала по времени пребывания в барабане строилась на основе импульсного метода [3]. Для этого после достижения стационарного режима работы в барабан мгновенно загружалась порция крашеных частиц. После этого через каждые Ах=30с производился отбор проб материала на выходе из барабана.
Функция распределения строилась по известной [3] формуле:
) km
f (?) =
м Аг'’ (1)
где Лmi - вес меченых частиц в ьтой пробе, кг;
М - вес меченых частиц, первоначально загруженных в барабан, кг.
Пробы отбирались до тех пор, пока в них присутствовали крашеные частицы, т.е. до выполнения условия:
х ^mi=M. (2)
Данные исследования проводились с целью сопоставления двух типов насадок: неподвижной стандартной Г-образной и самовстряхивающейся лопасти (СВЛ).
Результаты экспериментов показали, что при установке барабана под положительным углом наклона (уклон в сторону разгрузки материала) возрастание частоты вращения п влечет за собой снижение времени т пребывания частиц в барабане как со стандартной Г-образной насадкой, так и подвижной насадкой. Однако во втором случае значения т меньше, т.е. материал продвигается вдоль барабана с большей скоростью.
SCIENCE TIME
к
=
s
4
и
&
в
u
«
&
я
a
=
©
Время пребывания материала Ъ с
Обозначение кривых: 1 - Г-образная насадка; 2 - СВЛ.
При а=10; п=4,6 об/мин.
Рис. 3 Распределение материала по времени пребывания в барабане
Наиболее вероятное время пребывания частиц материала в аппарате соответствует времени, при котором функция распределения ^т) имеет максимальное значение [3]. В связи с этим из представленных рисунков видно, что для стандартной насадки время пребывания материала при п=4,6 об/мин равно 360с, а в сушилке с подвижной насадкой т=300с (рисунок 3).
Время пребывания материала Ъ с
Обозначение кривых: 1 - Г-образная насадка; 2 - СВЛ.
При а=10; п=5,96 об/мин.
Рис. 4 Распределение материала по времени пребывания в барабане
SCIENCE TIME
Время пребывания материала і, с
Обозначение кривых: 1 - Г-образная насадка; 2 - СВЛ.
При а=10; п=8,4 об/мин.
Рис. 5 Распределение материала по времени пребывания в барабане
При аналогичных условиях, но п=5,96 об/мин т=300с и т=270с, соответственно (рисунок 4). Практически аналогичная тенденция сохраняется и при частотах вращения барабана 8,4 об/мин и 10,13 об/мин (рисунки 5 и 6).
Такая закономерность связана с тем, что частицы в барабане продвигаются за счет силы напора газа и силы тяжести, действующих на них в период падения с лопаток. Естественно, что чем чаще частица находится в состоянии падения, тем чаще она подвергается воздействию названных сил и быстрее продвигается к выходу из барабана. Именно к этому приводит повышение числа оборотов барабана.
П
О
а
с
и
л
а
я
и
S
©
Время пребывания материала X, с
Обозначение кривых: 1 - Г-образная насадка; 2 - СВЛ.
При а=10; п=10,13 об/мин.
Рис. 6 Распределение материала по времени пребывания в барабане
SCIENCE TIME
Кромка А
ІЗ
п
о
а
Б
cj
л
а
я
и
х
©
Рис. 7 Поперечное сечение БАПН
Время пребывания материала X, с
Обозначение кривых: 1 - Г-образная насадка; 2 - СВЛ.
При а=20; п=8,4 об/мин.
Рис. 8 Распределение материала по времени пребывания в барабане
Время пребывания материала 1, с
Обозначение кривых: 1 - Г-образная насадка; 2 - СВЛ.
При а=00; п=8,4 об/мин.
Рис. 9 Распределение материала по времени пребывания в барабане
В случае использования СВЛ материал ссыпается с двух кромок (А и В) подвижных лопаток (рисунок 7), что способствует более равномерному распределению материала по поперечному сечению барабана и, следовательно, струи падающего материала более разряжены, а значит большее количество падающих частиц подвержено действию силы напора сушильного агента.
Анализ кривых, представленных на рисунках 5, 8, 9 позволил выявить зависимость времени пребывания материала в сушильном барабане со стандартной Г-образной и самовстряхивающейся двухлопастной насадками. Из них видно, что повышение угла наклона барабана в сторону разгрузки относительно горизонта приводит к снижению времени т. Так, изменение аб от О0 до плюс 20 влечет за собой уменьшение времени пребывания частиц от 540 до 180 секунд в аппарате с Г-образными лопатками и от 480 до 120 секунд при установке са-мовстряхивающихся лопаток.
Понижение т объясняется тем, что, во-первых, в обоих случаях при большем наклоне барабана частицы при падении с лопаток смещаются на большее расстояние. Во-вторых, при использовании самовстряхивающихся составных лопаток увеличивается площадь струй падающего материала и частицы смещаются движущимся сушильным агентом к стороне разгрузки в большей степени.
SCIENCE TIME
Литература:
1. Алтухов А.В., Балабеков О.С., Балабеков М.О., Нурунбетова И.Т. Насадка сушильного барабана //Предварительный патент РК №10816. Опубл. 15.10.2001, бюлл. №10.
2.Алтухов А.В., Балабеков М.О., Алтухова А.А. Исследование процесса распределения материала подвижной самовстряхивающей лопаткой // Материалы IV межд. практ. конф. - Прага, 2010 - С.26-29.
3. Алтухов А.В. Методология совершенствования и расчета барабанных сушильных агрегатов. Автореф. дис. докт. - Шымкент, 1999.-50с.
