автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Исследование гидродинамики циклонно-пенных аппаратов применительно к очистке газов в пищевой промышленности

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ п р - ХОЛОДИЛЬНОЙ ПРОЖМЕННОСТИ

ГГБ ОД

2 6 ш т На правах рукопйСИ

ДЕУНУСОВ Бакиг Караевич

УДК 66.074.43:663

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ЦШОННО-ПЕННЫХ АППАРАТОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ОЧИСТКЕ ГАЗОВ В ПЩЕВОй' ПРОМиШЛЕННОСТИ

Специальность 05.18.12 - процессы, машины и агрегата пищевой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

дпсс" гации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена в Санкт-Петербургском технологическом институте холодильной промышленности.

Научный руководитель: доктор технических наук • профессор С.А.БОГАТЫХ

' Официальные оппоненты: доктор технических наук

профессор И.М.ВАСИЛИШЩ

Ведущее предприятие: Гяпромясомолагррпром

Зашита диссертации состоится "^Г" ¿¿/^л*^ 1994 г. в часов на заседании спэциализированного совета Д 063.02.02 при Санкт-Петербургском технологическом институте холодильной промышленности.

Баш отзыв (в двух экземплярах), заверенный печатью, просим направлять в адрес института: 191002, Санкт-Петорбург, ул.Ломоносова, 9,

С диссертацией мо.шо ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "/£" 1994 г.

• кандидат технических наук В.М.СИДОРОВ

Ученый секретарь специализированного Со к. т.н.> доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Б производстве многих пищевых продуктов процессу протекающие в системах газ-жидкость, играют ь^.г-лую роль и отличаются разнообразием аппаратурного и технологического оформления. Современное состояние пищевой промышленности требует применения мас-сообменной и газоочистной аппаратуры максимальной эффективности и удельной производительности (интенсивности). Проблема защиты окружающей среды ставит вопрос перевода технологических процессов начзамкнутые безотходные циклы, ликвидации и возможной рекуперации отходов. Эти причины обуславливают целесообразность более широкого применения Ь пищевой промышленности безрешогочных циклонно-пенных аппаратов, работающих с минимальным расходом жидкостей и обеспечивающих высокую производительность по обрабатываемому газу при сравнительно малых, относительно расходов газов и -тадкостей, их габаритах и массе.

При проектировании циклонно-пенных аппаратов и выборе рациональных режимов работы в настоящее время руководствуются конкретными данными частного характера, не учитывая особенности многих процессов пищевых производств и физико-химические свойства растворов. Имеющиеся зависимости недостаточны, гак как не дают ответа на вопрос, как можно под-де!• -зать наиболее рациональный реким работы аппарата при широком диапазоне изменений режимных условий и физико-химических параметров ра-огворов.

Целью работы является получение обобщенных зависимостей для расчета основных показателей ценообразования с учогом как гидродинамических параметров, гак и физико-химических свойств растворов; разработка рекомендаций по поддержанию рациональных режимов работы циклонно-пенных аппаратов.

Задачи исследования

1. Изучить характер зависимости высоты слоя пены от режимных условий (скорости газа и высоты исходного слоя жидкости) и физических параметров взаимодействующих с газом жидкостей.

2. Провести исследования зависимости гидравлического сопротивления слоя по!.-, ог основных гидродинамических параметров и физических свойств жидкой фазы.

3. Провести анализ изменения гидравлического сопротивления слоя пены во времени после скачкообразного изменения режимных параметров.

4. Проверить возможность поддержания заданного уровня пены посредством воздействия изменением площади'сливного отверстия ка исходный слой жидкости в аппарате.

5. Разработать рекомендации по поддержанию высоты пень в промышленных условиях и составить алгоритм управления работой ЦПА.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Аналитическим путем па осново действия сил на пленку жидкости в безрешеточных пенных аппаратах установлены условия формирования динамической пены, подтвержденные скоростной киносъемкой.

2. На основе решения системы дифференциальных уравнений, описывающих дисперсную газокидкосгную среду при определенных краевых условиях, методом масштабных преобразований получены уравнения гидродинамики применительно к ЦПА.

3.. Опродолены характер и степонь влияния физических свойств жидкости на высоту пенного слоя и его гидравлическое сопротивление; установлено значительное влияние, оказываемое плотностью жидкой фазы.

4. На основе экспериментальных данных статики, .исследований динамики, с использованием разработанного алгоритма предложено возможное решение задачи автоматизации работы ЦПА.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Предложена методика расчета высоты пенного слоя и его гидравлического сопротивления пр.: использовании жидкостей с различными физическими свойствами и при меняющихся скорости газа и плотности орошения; разработаны рекомендации по автоматическому регулированию высоты пены.

Получено положктольное решение по заявке на изобретение № 4900242/26 от 27.05.83 г. "Устройство для биологической очистки газов".

Результаты работы были использованы при расчете и конструировании многоступенчатой установки с двумя безрешеточными пенными аппаратами для очистки от костной пыли и дезодорации газовых выбросов на ПТФ ЗПС АО "Самсон" (правопреемник Санкт-Петербургского мясокомбината).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: "Защита водного и воздушного бассейнов от загрязнений при постройке и эксплуатации 'судов" (Ленинград, 1590 г.) и профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников СП61ИХП (1992 и 1993 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ и по-лучено-положигелыюе решение.Госкомизобрегений на выдачу авторского свидетельства. Так как программой конверсии на отдельные предприятия судостроительной промышленности была возлокона задача создания и постановки природоохранного оборудования для пищевой отрасли, в частности, п пылеулавливающих устройств для мясоперерабатывающих комбинатов в составе установок дезодорации, то часть материала опубликована в издании

"Судостроение".

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, содорь'лг 25 рисунков, 125 литературных источников и изломана на 128 листах машинописного гакста.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во вводании и I главе обосновывается актуальность данной работ, формируются цели и задачи исследований.

I. Начало ценообразования

В ЦДЛ имоот место, как и в циклонах, вращательноо движение газа, благодаря которому здесь обеспечивается стабилизация газового потока при вращении в горизонтальной плоскости, а следовательно, и равномерный подвод газа к активному объому, т.о. по всему периметру входного отверстия в нингей часта цилиндра, где происходит ценообразование. Только при одинаковой скорости газа по всему паримо тру входного отверстия обеспечивается устойчивое диспергирование в газо жидкости, находящейся в аппарате, а следовательно, создаются условия для формирования и существования газо::<идкостного слоя в ЦПА.

В ЩА, в отличие от лешшх аппаратов, отсутствует зона барботазд, вследствие иного способа подвода газа к активному объему. Процосо по нообразозанпя здось начк^-.огся тогда, когда жидкость кароароо? высоту входного окна. В ЦПА нот истечения газа из множества отверстий, а следовательно, и .основного движения пузырей. Поэтому при скорости газа Wr =?0,6-0,7 м/с наблюдается свободаро движение отдельных больших пузырей, но дисгшргируэдих хшдкоогь. 3 отом случае диаметр пузыря определяется Физическими свойствами жидкости. С увеличением расхода газа возрастает частота отрыза пузырей и их диаметр. И при Wr>0,9 м/с снизу, под слоем уидкосги, образуется больной газовый пузц^ь по всему сечению аппаратл. Затем жидкостная пленка,' ограничивающая пузырь сверху, разрушается и вот жидкость превращается з нестабильную пену, что и было подтверждено скоростной киносъемкой.

Начало ценообразования, т.е. разрушение плеи'.и жидкости над газовым пузырем, характеризуется соотношением сил давления и поверхпостпого натя.г.ешш

^p„gh.*26/H. (I)

где рг - давление газа внутри пузыря; Й- радиус кривизны пузыря; ря и 6 - плотность и поверхкосгноа натяжение жидкости; ht- высота исходного слоя жидкосгл.

При прочих равных условиях, чем больше высота исходного слоя жидкости, тем больше размер первоначального пузыря.

Вследствие неравномерности давления по поверхности пузыря {рг-р,дЬ,) появляется нэравность величин сил поверхностного натяжения, действующих на пузырь на отдельных его участках. Это вызывает движение у границы раздела фаз. Силы вязкости жидкости стремятся уменьшить интенсивность токов, вызываемых разностью ¿6 , в результате чего увеличивается дисбаланс сил и, как следствие этого, происходит разрушение поверхности пузыря. Образование большого пузыря происходит лишь в начальный момент подачи газа; в последующем диспергирование жидкости в газе происходит сразу же на выходе газового потока из окон во внутренней цилиндр и образования больших газовых пузырей внизу аппарата не наблюдается. Кромо первоначального диспергирования жидкости в газе при движении газовой и жидкостной фаз у поверхности раздела их вследствие тренпя возникают пары сил, вызывающие появление вихрей, в результате, чего происходит образование слоя динамической пены..

2. Уравнение гидродинамики ценного слоя применительно к циклонно-понным аппаратам

В качество дифференциальных уравнений, онисувающих явление пенооб-разования, были взяты два уравнения Навье-Стокса, написанные отдельно для жидкости в газа при нестационарном течении, а также уравнения сплошности потока. Эти уравнения в вокгорпой форме имеют следующий вид:

для газа

Ц- +(0гдгай)шг = ЦЦдгвй&и Шг-гсА го1йг)-^тйрг-$ (2)

в

^ЛфЧЛ^О (2а)

для жидкости

В

+ в0 , (За)

Краевые условия при взаимодействии фаз в газожидкостном слое:

- во входном сечении имеются некоторые распределения скороотей газа в жидкости, описываемые уравнениями:

(4)

- .....4); . (5)

- на поверхности отанок:

ш,т*0. ' (6)

Шк„*0; . (7)

- на граница раздела фаз:-

Мггр'Шж.п, (равенство скоростей) (8)

ЪдгМШг = ■¡>ждгас[-)>* (равенство сил трения) (9)

рг=ря+б{т[ (равансгво давлений и поверхностного

' натякэния '' (10)

Здесь ¿Л/г, , - радиус-вектори точек, расположенных во входном сечении; I - характерные линейные размеры аппарата; й, и С12- главные диаметры кривизны поверхности соприкосновения фаз.

Путем масштабных преобразований систомы уравнений (2)-(10) и последующим исключением критериев, характеризующих неусгановившэеся движение, получоны следующие зависимости:

(II)

ЕиЧЛкЛ«ЖРгг.кМ). (12)

где /??, , Р.е, - критерий Рейндольса для потоков газа и жидкости соответственно; Чк - критерий Вебора; Ргг - критерий Фруда для газового потока; Дг={р,-рг)1рг - симплекс Архимеда; ~ вязкостный симплакс; Нм=Н„!Ь„- симплекс удельной высоты пони; [и=йр„Цю!рг)~ критерий Эйлера.

Так как в ЦПА отсутствует парэкресгночное движение жидкости, го в уравнениях (II), (12) монет быть исключен критерий йеж . Тем более, что влияние Ь учитывается симплексом //.

Кроме того, при вынул-данном движении газа, как это имеет место в ЦПА, влияние силы тяжести газа много меньше влмния сил давления. Это обстоятельство, а также целесообразность исключения из уравиэний линейного размера 3 , не Елияквдаго на гидродинамические условия взаимодействия фаз, оправдывают объединение критериев Яег, /гг в один, инерционно-вязкостный критерий ^ /?„ :

В итого получим следующие уравнения, описывающие стациоЬирную работу циклонно-пенного аппарата и включающие все параметры, определяющие пенообразование:

а) для определения высоты пены

Ь-ШРШШШ'

б) дла определения гидравлического сопротивлений слоя пены

Задачей экспериментальных исследований являлось определение коэффициентов в уравнениях (13), (14).

3. Высота пены

Величина объема двухфазной среды при заданном диаметра аппарата характеризуется его высотой, определение которой и составляет основную

задачу гидродинамического исследования. Этот факгор ( Н„ ) определяет в решающей-стадии интенсивность осуществляемого в пене процесса.

Ка процесс новообразования влияют в различной степени гидродинами-чоскио условия и физические свойства взаимодействующих фаз. Для изучения зависимости высот пены от указанных параметров были иоследованы серии растворов. Значения плотности, кинематической вязкости и поверхностного натяхенил менялись при этом соответственно в следующих пределах: (818...1343) кг/м3; (0,89.. .68,2) Ю-6 ь?/о; (23,7.. .90,9) Ю-3 Н/м. Исходный уровень менялся в процессе исследований от 36,1 до 221 ш, а скорость газового потока - от 1,.36 до 4,0 к^с.

В результате обработки экспериментальных данных определены коэффициенты в критериальном уравнении, выведенном для условий работы цик-лонно-пешюго аппарата:

Отклонение опитних зночонпй Нп от расчетных не превышает 10,4 %.

Малые значения показателей степеней критериев Ш, N указывают на олабое'влияние молокулярной природа обмена и поверхностного натяжопия при развитой свобода.й турбулентности. Вид уравнения указывает на более ощутимое, относительно других физических свойств, влияние на ценообразование плотности иидкосги.

Из рассмотренного видно, что влияние криториев И/е, N мс:шо с достаточной степенью точности участь общим коэ4фициентом уравнения. Тогда формула (16) примет следующий вид:

Расхождение.опытных данных от расчетных не превышает 10,1

Из уравнений (15) и .(16) видно, что высота пены в определяющей степени зависит от гидродинамических условий взаимодействия фаз: скорости газа и высот исходного слоя жидкости.'

Получение зависимости высоты пет от плотности орошения ' при постоянной площади сливного отворотил для практических целей поддержания величины Н„ представляется весьма сложным, так как при больших значениях возмохло резкое,непропорциональное возрастание Ил . При значениях ^ , недостаточных для обеспечения минимальной величины /¡„, пена но образовывается вообще, чаоть хидкости протекает через сливное отверстие, часть уносится потоком газа. При поддержании за необходимого уровня жидкости посредством регулирования площади сливного отвер-отия изменение расхода аидкобти по будет влиять на высоту пены. Поэтому с практической точки зрения целесообразно получение зависимости Н„

ог воличины Л0 , а но ог плотности орошения. Для система воздух-вода получено:

Нп=2,07и)г0!1-Ьо (17)

Отклонение опытных значений Ип от расчетных не превышает 9,0 /5.

Учитывая, что высота исходного слоя жидкости при заданных высота ионы и скорости газа характеризуется величиной Ар„ желательно знать зависимость Н„ ={(шг, ЛД )в цаклонно-пенном аппарате. Это дает возможность при заданной скорости газа поддь^живать Н„ по величине йрп ■■

(18)

Отклонение опытных данных ог расчетных значений не превишаот 11,1

Для системы воздух-вода получена следующая зависимость

Нп = 2М1ГшГ-йрл . (19)

Погре^нооть расчетов по формуле но превышает 9,7

При заданных скоростях газа зависимость Ня = ¡(к.) имеет такой же характер, как и И„=/(Ар„] , Больший показатель отепенп при величине тг з уравнении (19) объясняется тем, что гидравлическое сопротивление слоя юны несколько снижается по море возрастания скорости газа.

4. Гидравлическое сопротивление пенного слоя

Изучение степени влияния режимных параметров и физических свойотв "пдкостп на гидравлическое сопротивление двухфазного слоя проводилось ~ри тех же условиях, что я исолодованио другого показателя пенообразо-зштия - высоты понн.

При обработке экспериментальных данных определены коэффициенты в '•.рпюриальном уравнении, выведенном для условий работы ЦПА. При- их подстановке оно примет следующий вид:

Погрешность расчетов по формуле (20) не провшаег Ю,3 %.

Влияние вязкости жидкости незначительно. Более заметно влияние плог-юоги жидкости, обуславливающей давление находящейся в аппарате жидкости, и поверхностного натяжения, определяющей силу трения газа о жидкость.

Сопротивление слоя пены линейно зависит ог величины ка. Это закономерно, так как высота слоя пены, а следовательно, и расход эноргии на нормирование этого слоя находятся в прямо, пропорциональной зависимости )г количества участвующей в ценообразовании жпдкооги. С увеличением ко скорости газа величина Д0„ уменьшается, что можно объяснить измене-шем структуры пены. Болов наглядно это видно на примере зависимости 'дельного сопротивления слоя пены:

= 4J5 /0''h'J"- Шг'ш (21)

Сголь незначительное влияние h0 на удельное сопротивление слоя пе ны объясняется тем, что величина ¿р„ при заданных.значениях скорости газа линейно зависит как от И„ , гак и от h, .

Для случая, когда известна плотность орошения J , но неизвестна вы cora исходного слоя жидкости h, , имеет место другая зависимость:

(22,

гдо р - 1,014 10 3 - коэффициент, полученный при Н„ - 300 мл.

При сопоставлении показателей степеней при скорости газа в формула (21) и (22) видно, что они близки по значению. Следовательно, влияние скорости газа при постоянном орошении на сопротивление слоя пены и вы соту исходного слоя жидкости в ЦПА, как и в колоннах с провальными га релками,'работающими в режима динамической пены, несущественно.

Установив характер связи величины Ар„ со значением h, при опреде ленных скоростях газа, целесообразно было получить зависимость необхо димой площади сливного отверстия Su от гидравлического сопротивления слоя пены:

s^mr^tp;™ ■ (23,

Погрешность расчетов по данной формуле не превышает 12,7 % .

Как видно из анализа приведенных зависимостей, сопротивление слоя пены сильно зависит от величины ¡г, , но мало меняется в широком диапазоне изменения нагрузок по газу. Сама же величина исходного слоя жидкости испытывает незначительное влияние скорости газа, более существенное - плотности орошения и площади сливного отверстия. Все это свидетельствует о том, что при значительных колебаниях гидродинамических условий единственной возможностью, поддержания рационального режг ма работы ЦПА является воздействие на исходный слой жидкости посредством изменения площади сливного отверстия. Поскольку в условиях протока жидкости очень сложно судить о величине к. , го регулирование ш щади сливного отверстия следует производить по значению ¿р„.

4.1. О динамике гидравлического сопротивления слоя пены

Для решения задачи о динамическом поведении ЦПА и разработки сисге мы автоматического регулирования необхпдимо предварительно изучить зг висииосгь h0 , т.е. ¿р„ во времени после скачкообразного измонения плотности орошения. Непосредственная регистрация значений йр„ во' времени осложнена большой скоростью их изменения и пульсациями давлений слоя. Поэтому представлялось целесообразным расчетным путем получить картину изменения гидравлического сопротивления ¿р„ , обусловленного слоем жидкости в аппарате, исходя из допущения, что оно происходит п<

законам свободного истечения жидкости через донное отверстие.

Как известно, в этом случае для постоянной подачи жидкости устанавливается определенный уровень, при котором скорость истечения равна скорости поступления. При скачкообразном изменении плотности орошения уровень переходит в новое установившееся положение, согласно формуле истечения жидкости. Для расчета использовали-известное уравнение изменения уровня при истечении жидкости через отверстие в дне сосуда для случая, когда в каждую секунду притекает количество жидкости

вень, м; х - изменение уровня в момент Г, м; 5„) ■ Значение И,

опроделяля пэ опытных данных по сопротивлению пены &р„ . Как показывает Уравнение (20), составляющая, обусловленная действием сил поверхностного натяжения, невелика. Поэтому такой метод определения величины к, -вполне допустим. Само значение ¿р„ рассчитывалось в соответствии с изменением плотности орошения при заданных скорости газа и площади сливного отверстия согласно формуле (23).

Весь интервал изменения уровня разбили на ряд мелких участков и считали, что на данном участке, от к, до Л, , имеет место источение через отверстие площадью , соответствующее уровню кг , и находили,Г для этого участка.

Таким образом, получили зависимость изменения к , т.е. ¿р„ во времени. Установлено, что кривая разгона ЦПА близка по характеру к кривым простого объекта без запаздывания.

Данный метод расчета позволяет, имея точные данные о статике процесса, рассчитывать динамику для системы воздух-вода при изменении плотности орошения.

5. Об эффективности улавливания пыли при постоянной высоте пены

Экспериментальные исследования эффективности пылеулавливания проводили на кофейной и костной гшлях. Дисперсный состав данных пылей определяли с помощью метода центробежной сепарации и микроскопического метода. По дисперсности их следует отнести к среднедисперсным, т.е. тому типу пылей, который наиболее часто встречается в пищевой промышленности.

Целью настоящей работы является установление влияния скорости газа на общую степень улавливания пыли в условиях, когда высота пены остается постоянной, т.е. при одновременном увеличении шг и уменьшении ha .

(24)

и меняющейся скорости газа

а)

1.У-

т

а

ю

55 10 25

1,%

юв

65 ГО 55 40 25

го

1,0

а

4.0 Шг, н1с

б)

\ \ 1 ~~~

\

(О

15

II

15

50

5.5

4.0 0,. м/с

Рис.1. Зависимость эффективности улавливания кофейной (а) и костной (б) пыли от скорости газа. Н„,ш: I - 100, 2 - 150; 3 - 200; 4 - 250; 5 -'300

При проведении опытов скорость газа менялась от 1,0 до 4,0 м/с, а высота пены - от 100 до 300 мм.

Общая степень.очистки газа от пыли рассчитывалась по формуле:

1*^100*

С

о

где С,,С» - начальная и коночная запыленность воздушного потока, мг/м .

Как видно из рис.1, в зависимости эффективности пнлеулавливанг,я от зкорости газа при различных высотах пены имеется экстремум. Причем с возрастанием значения Н„ максимум степени улавливания пыли смещается з сторону больших'скоростей газа. Это свидетельствует о том, что с увеличением шг при Н„ = ссм( \ изменяется структура газожидкостного слоя я соответственно этому меняется степень очистки от пыли. Следовательно, решающей стадией пылеулавливания является га, которая происходит непосредственно в слоо динамической пены.

С увеличением высоты пены зависимость эффективности пылеулавливания от скорости газа становится более сглаженной. Это объясняется тем, что при большей высоте пены менее заметным становятся различия во времени контакта фаз при изменении скорости газа. Кроме того, более высокий уровень пени позволяет избегать струйного прорыва газа и обладает большим сепарирующим воздействием на брызгоуноо, что предотвращает вторичный унос воздушным потоком частиц пыли с каплями жидкости.

Из предыдущих исследований известно, что увеличение зысогы пены больше значения Н„- 0,3 м не приводит к заметному росту эффективности процесса, но при этом происходит резкий рост гидравлического сопротивления ЦПА.

Из всего изложенного следует, что с точки зрения эффективности процесса пылеулавливания вовсе -не обязательно стремиться к увеличению скорости газа в рабочей зоне ЦПА. Валло создать достаточно развитый слой подвижной пены, при котором степень очистки от пыли практически мало бы изменялась при колебании скорости газа. Наиболее простой путь к этой цели - поддержание рациональной для заданных условий высоты пены. Диапазон рабочих скоростей в этом случав мог бы ограничиваться в известных пределах лишь ростом гидравлического сопрог-вления и брызго-У' эсом.

6. Рекомендации по автоматическому управдеяию режимом работы ЦПА

Для обеспечения высокой интенсивности осуществляемых в ЦПА процессов должна поддерживаться с.достаточной степенью точности наиболее рациональная для заданных условий высота пены. Необходимая надежноеть и эффективность функционирования аппарата при колебании режимных параметров может быть достигнута, при условии автоматизации его работы.

Процесс регулирования высоты пены в ЦПА следует рассматривать как единый объект управления, у которого известны входные и выходной параметры. Такой подход удобен для определения количественной и качественной оценок влияния различных параметров на функционирование циклонно-пенного аппарата.

Рис.2. Функциональная схема САУ режимом работы в цяклонно-пенном аппарате

В качеотве канала регулирующего воздействия выбираем расход жидкости. Скорость газа в аппарате, являясь основной независи мой переменной (возмущающим воздействием),не оказ ваег существенного влияни на высоту исходного слоя жидкости. Выходным параметром является высота па ны Н„, количественный показатель которой косвенно оценивается по гидравличе скому сопротивлению д/>„...

Здесь следует заметит] что высота пены характеризуется величиной йр„ лишь при известных значениях скорости газа ( UJr=con$l ). Расход газа, а следовательно, и Шг. в технологических процессах может меняться произвольно с точением времани. Следовательно, заданное значение регулируемой величины при И„-стМ - не постоянно, а определяется изменением скорости газ; Поэтому для обеспечения стабилизации величины Н„ в качестве регулиру! мого параметра используем косвенный показатель - значение дд,.

Тогда функциональная схема системы автоматического управления (CA имела бы вид, представленный на рис.2.

Алгоритм.управления работой циклонно-пенного аппарата, сбответств щий данной функциональной схеме, изображен на рис.3.

.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основа анализа действия сил на пленку жидкости в безрешеточ ных пенных аппаратах установлены условия начала формирования динамической пены, подтвержденные скоростной киносъемкой.

2. Установлена зависимость высоты слоя пэны от гидродинамических параметров и физических свойств жидкости.

3. Установлена зависимость гидравлического сопротивления слоя net or режимных и физических параметров. При этом установлено эначителы влияние, оказываемое плотностью жидкости.

•4. При меняющихоя скорости газа и расхода жидкости, как это часг< имеет меото в практических условиях, необходимую высоту слоя пены п] ложено поддерживать за счет изменения площади сливного отверстия.

Наиа/о ^

1 ,

/Подиаодтч / ! Яднних и нау\ /

Т/^чиио иинм} *| раск/тз А.

т с/а

I-—¡^Вел/чин а

I

Определение £

Определяй! X. дл пкко!ою периода

т

нет

Щцичение -Г,. |

Ос/ханой Г)

Рис. 3. Схема алгоритма управления циклокно-пешшм аппаратом

5. Импульсом для регулирования высоты слоя пени можег служить величина его гидравлического согхротивяония, для чего при выполнении данной работы предложены соответствующие уравнения.

6. Ка основе полученных эмпирических зависимостей аналитическим путем установлена динамика поведения ЦПА при изменении режимных параметров.

7. На примере кофейной и костной пыли, как наиболее часто встречающихся в пищевой промышленности отходов, показана эффективность предлагаемых решений для этой отрасли.

8. Разработан алгоритм автоматического управления работой циклонно-пенных аппаратов.

9. Результаты исследований использованы при расчете и конструировании многоступенчатой установки с двумя безрететочными пенными аппаратами для очистки от костной пыли е дезодорации газовых выбросов производства технических фабрикатов завода переработки скота АО "Самсон".

Основное содержание диссертации изложено в публикациях

1. Джунусов Б.К. Исследование микробиологической очистки гззов от н приягнопахнущих веществ с использованием циклонно-пенного аппарата. Те докл. Всес.конф. Л., Судостроение. 19У0. - С.108-109.

2. Джунусов Б.К. Выбор метода и аппаратуры для дезодорации ноцриягн пахнущих вещоств. - Л., 1991. - 2 с. - Рукопись представлена ЛТТШ. Доп. в АгроНИИТЭЮШ 26 ноября 1991. ü 237-91.

3. Дл^нусов Б.К. Динамическая стабилизация уровня пены в циклонно-пенных аппаратах. - В кн.: Очистка, обезвреживание и рекуперация выбросов в судостроении. Материалы ВНТО им.акад. А.Н.Крылова. Вып.522. Л., Судостроение, 1991. - С.32-34.

4. Джунусов Б.К. Динамическая стабилизация уровня пены в циклонно-пенных аппаратах. - В кн.: Интенсификация процессов пищевых производств, оборудования и его совершенствование. Санкт-Петербург, изд-во СПбШП, 1992. - С.71-73.

5. Богатых С.А., Джунусов Б.К. Исследование динамического двухфазно го слоя в циклонно-пенных аппаратах установок дезодорации газовых выбросов мясокомбинатов. - СПб, 19уЗ. - 5 с. - Рукопись представлена СПбШХП. Деп. в АгроНИИТЭК"Л1 14 декабря 1993, № 802ММ-93..

' Особую благодарность автор выражает д.т.н. профессору Тишину В.Б. за помощь и систематические консультации при выполнении данной работы.

Подписано к печати 04.05.94. Формат 60x84 1/16. Б-"М. газетная. Печать офсетнал. Печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № ?.7Ь.

Малое предприятие "ТеплоКон" Санкт-Петербургского технологического института 'холодильной промышленности. I9I002, Санкт-Петербург, ул.Ломоносова,9