Аеродинаміка вихрових потоків сушильного агенту в сушильній камері

Віктор Миколайович Марчевський, Ярослав Віталійович Гробовенко

Анотація


Досліджено гідравлічні особливості вихрових потоків у сушильній камері оригінальної конструкції, що використовується для отримання тонкодисперсних матеріалів із паст.
Для побудови 3-х вимірних рисунків з рухомими елементами та розрахунків параметрів вихрових потоків сушильного агенту застосовувалась автоматизована система проектування та розрахунків SolidWorks Simulation. Проведено аналіз руху вихрових потоків, полів швидкостей та перепаду тиску сушильного агенту.
В результаті проведеної роботи отримано аеродинамічні показники вихрових потоків сушильного агенту, при аналізі яких можна вдосконалити процес сушіння пастоподібних матеріалів та розробити найбільш ефективну конструкцію сушильних апаратів вихрового типу. Проаналізовано напрями вихрових потоків сушильного агенту при різних початкових витратах (0,033 м3/с та 0,028 м3/с) та отримано дві складові швидкостей: осьову і тангенційну. Осьова швидкість зосереджена по центру сушильної камери, вона транспортує тонкодисперсні частинки матеріалу із зони розмелювання в зону досушування та виносить із камери. Тангенційна швидкість газової фази зосереджена по периферії сушильної камери, яка сепарує частинки матеріалу і збільшує ефективність теплообміну між частинками і теплоносієм за рахунок турбулізації загального двохфазного потоку і збільшення числа Re. Тангенціальна швидкість вихрового потоку зменшується внаслідок зменшення радіусу сушильної камери. Визначено коефіцієнт закручування вихрових потоків, що складає 5,5…7,0.
Проаналізовано поля розподілу тисків по об’єму оригінальної сушильної камери та визначено загальний перепад тиску. Завдяки заданій формі камери та закручених вихрових потоків сушильного агенту тиск зменшується від максимального значення у верхній частині камери до мінімального у нижній частині, за рахунок чого вологі агломерати по конусоподібних стінках повертаються в зону диспергування.

Ключові слова


сушильна камера; аеродинаміка; моделювання; вихрові потоки; сушильний агент; перепад тиску; поля швидкостей потоку

Повний текст:

PDF

Посилання


Artjuhov, A.E. and Sklabinskij, V.I. (2007), «Vysokojeffektivnye vihrevye apparaty v malotonnazhnyh proizvodstvah granulirovannyh produktov», Himicheskie reaktivy, reagenty i processy malotonnazhnoj himii, tezisy dokladov XX Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii «Reaktiv-2007», Minsk, p. 91.

Artjuhov, A.Je., Sklabins'kyj, V.I. and Zheba, K.V. (2010), Sposib otrymannja granul porystoi' struktury ta prystrij dlja jogo zdijsnennja [A method of obtaining granules of a porous structure and a device for its implementation] MPK V01J2/16, V01J8/08, V01J8/18, zajavl. vid 30 zhovtnja, opubl. vid 25 travnja, No. a200812720, Bjul. № 10, Ukrai'na, State Register of Patents of Ukraine, Pat. 90798.

Sklabins'kyj, V.I., Artjuhov, A.Je. and Marenok, V.M. (2007), «Vplyv gidrodynamichnogo rezhymu obrobky na micnist' granul porystoi' amiachnoi' selitry (PAS)», Zbirnyk naukovyh prac', PP Vyshemyrs'kyj V.S., Herson, pp. 83–85.

Marchevs'kyj, V.M. and Grobovenko, Ja.V. (2013), «Proces sushinnja napovnjuvacha paperovogo polotna», Visnyk Nacional'nogo tehnichnogo universytetu Ukrai'ny «KPI», Serija Himichna inzhenerija ekologija ta resursozberezhennja, No. 1.

Marchevs'kyj, V.M. and Grobovenko, Ja.V. (2016), «Proces sushinnja dioksydu tytanu», Mizhnarodnyj naukovyj zhurnal, No. 5, pp. 22–25.

Marchevs'kyj, V.M. and Grobovenko, Ja.V. (2016), «Proces sushinnja dioksydu tytanu», Mizhnarodnyj naukovyj zhurnal, No. 5 (2), pp. 22–24.

Malahov, M.M., Djachenko, S.V., Papush, E.G. and Klymenchuk, O.A. (2005), «Matematychna model' sushinnja dyspersnyh produktiv v aktyvnomu gidrodynamichnomu shari», Visti vyshhyh navchal'nyh zakladiv, Serija Harchova tehnologija, No. 2–3, pp. 97–102.

Ivanov, I.G. (2012), Sushka melkodispersnyh materialov v kipjashhem sloe, Jenergija, Moskva, 126 p.

Aleksanjan, I.Ju., Titova, L.M. and Nugmanov, A.H. (2014), «Modelirovanie processa sushki dispersnogo materiala v kipjashhem sloe», Tehnika i tehnologija pishhevyh proizvodstv, No. 3 (34), pp. 96–100.

Dmitriev, V.M. and Sergeeva, E.A. (2013), «Konvektivnaja sushka polidispersnyh materialov v apparatah zakruchennogo vzveshennogo sloja», Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, No. 3, pp. 602–606.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Артюхов А.Е. Высокоэффективные вихревые аппараты в малотоннажных производствах гранулированных продуктов / А.Е. Артюхов, В.И. Склабинский // Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии : тезисы докладов XX Международной научно-технической конференции «Реактив-2007». – Минск, 2007. – С. 91.
  2. Пат. 90798 Україна, МПК В01J2/16, В01J8/08, В01J8/18. Спосіб отримання гранул пористої структури та пристрій для його здійснення / А.Є. Артюхов, В.І. Склабінський, К.В. Жеба // № а200812720 ; заявл. 30.10.2008 ; опубл. 25.05.2010, Бюл. № 10.
  3. Склабінський В.І. Вплив гідродинамічного режиму обробки на міцність гранул пористої аміачної селітри (ПАС) / В.І. Склабінський, А.Є. Артюхов, В.М. Маренок // Збірник наукових праць. – Херсон : ПП Вишемирський В.С., 2007. – С. 83–85.
  4. Марчевський В.М. Процес сушіння наповнювача паперового полотна / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Вісник Національного технічного університету України «КПІ». Серія : Хімічна інженерія екологія та ресурсозбереження. – 2013. – № 1.
  5. Марчевський В.М. Процес сушіння діоксиду титану / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Міжнародний науковий журнал. – 2016. – № 5. – С. 22–25.
  6. Марчевський В.М. Процес сушіння діоксиду титану / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Міжнародний науковий журнал. – 2016. – № 5 (2). – С. 22–24.
  7. Математична модель сушіння дисперсних продуктів в активному гідродинамічному шарі / М.М. Малахов, С.В. Дяченко, Е.Г. Папуш, О.А. Клименчук // Вісті вищих навчальних закладів. Серія : Харчова технологія. – 2005. – № 2–3. – С. 97–102.
  8. Иванов И.Г. Сушка мелкодисперсных материалов в кипящем слое / И.Г. Иванов. – М. : Энергия, 2012. – 126 с.
  9. Алексанян И.Ю. Моделирование процесса сушки дисперсного материала в кипящем слое / И.Ю. Алексанян, Л.М. Титова, А.Х. Нугманов // Техника и технология пищевых производств. – 2014. – № 3 (34). – С. 96–100.
  10. Дмитриев В.М. Конвективная сушка полидисперсных материалов в аппаратах закрученного взвешенного слоя / В.М. Дмитриев, Е.А. Сергеева // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2013. – № 3. – С. 602–606.




DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2018-1 (81)-38-42

Copyright (c) 2018 Віктор Миколайович Марчевський, Ярослав Віталійович Гробовенко

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.