автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Расчет и моделирование процесса сушки в барабанных агрегатах с отрицательным углом наклона

^^ 1Шхсш ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

с г-. л П о ' Г. с. <■>

\ ¿'.Ж ил-

На правах рукописи

ШУХОВ :Ъ1Ь'КСЙНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ В БАРАБАННЫХ АГГЕГОТАХ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ УГЛОМ НАКЛОНИ.

Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химической технологии

А В Т О Р Е Ф Е й Т

диссертации на соискание цченой степени кандидата технических наук

Иимкент - I99Л

Работа выполнена на кафадра "Машины и аппараты здмлчкских производств" Казахского ¡nauiüD-'roxüoлогического института.

liayunuö руководители:доктор технических ниук,профбс:г,йр ЕАЛАБЕКОВ О.С.

кандидат технически* наук,доцент I'JATBEKOB Ы.К.

Официальные оппоненты:доктор технических наук, профессор А..ТГШВЕНОВ Ф.Е.

кандидат технических наук.доцен? NiyC№l H.A.

Ведущая организация: Акционерное общество иНодфосп<.

Защита состоится " х " (А нко.л^. .1993 г.

з часов на паседании специализированного соаета

Д 058.06.01 Казахского хишко-технологического института '486018 ,г.Шымкент,пр.Таукехана,5,Каз Х'ГИ).

С диссертацией ыоиио ознакоиитьеп и библиотеке Казахского химико-технологического института.

•п

Автореферат разослан " /р" г.

Ученый секретарь специализированного сосега кандидат технических наук,

■доцент '■) , Д.С.САШРШОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЙБОТН.

Актуальность рас ты..В настоящее врекя трудно найти такое производство,где 6« сырье или материалы в процессе их технологической обработки не подвергались суике.Во многих случаях суака является одной из важнейших операций,определяющих не только качество готовой продукции,но и технико-экономические показатели производства в целом. .

Среди всего многообразия конструкций сушильных установок наиболее широкое распространение (более 50 У.) получили барабанные агрегаты с положительных углом наклона барабана.Но в последнее время наметился переход к сушилкам с отрицательным углом наклона.При этом достигается увеличение их производительности по сухому продукту без дополнительных затрат.

Кроме того,в них возрастает время пребывания материала , что приводит к срабатыванию теплоносителя до параметров,равновесных с материалом при заданной конечной влаиности.Таким образом,при отрицательном угле наклона барабанный агрегат обладает значительными резервами.т.е. увеличение угла наклона барабана в сторону загрузки материала является одним из существенных способов интенсификации процесса суыки.

Однако , барабанные суыилки с отрицательны-! углом наклона (БСОНН) исследованы только применительно к процессам сушки материалов со сравнительно малой плотностью С измельченная древесина-70 -90 кг/м3,семена подсолнечника и хлопчатника-400 кг/м3),в то время когда в химической и пищевой промышленности высушиваются материалы больией плотности (более 500 кг/м3 ).

Кроме того,на настоящий момент отсутствует математическая модель БСОИН,позволяющая реиать задачи проектирования и прогнозирования .Не выработаны рекомендации по выбору скорости агента сувки и оптимальных реаимов работы применительно к сравнительно тяяелым материалам.Требуется разработка внутренних пересыпных устройств , эффективных в условиях отрицательного угла наклона.

Работа выполнялась в соответствии с Координационным планом научно-исследовательских работ АН СССР по проблеме "Теоретические основы химической технологии" на 1986-1990 г.г. (код.2.27.2.0.19) и тематическим планом НИ и ОКР Казахского химико-технологического института.

Целью работы явилась разработка метода расчета и модели--3,

рования процесса сушки материалов с больной плотностью = 500 -1200 кг/м3 ) в БСОУН.Лля реализации сформулированной цели поставлены следующие задачи:

1 .Исследовать .влияние отрицательного угла наклона барабана на время пребывания матер.иала в барабане,коэффициент заполнения и производительность БСОУН .при сушке материалов с плотностьв 500... 1200 дг/м 3 ;

2.Изучить продольное .и попереннае перемешивание материалов с больной плотностью в БСОУН ;

3.Выявить зависимость производительности агрегата.коэффициента его заполнения и времени пребывания материала от плотности материала;

4.Разработать математическая недель БСОУН.позволяющую решать задачи проектирования,прогнозирования-и оптимизации применительно к материалам с относительно болыюй- плотностью;

5.Определить оптимальные реаими работы агрегата при сумке материалов с Сольной платностью;

8.Разработать алгоритмы ренения'задач проектировочного и поверочного расчетов БСОУН;

?.Разработать номограммы'для определения скорости агента сути в БСОУН на стадии проектирования;

8.Разработать высокоэффективное внутреннее распределительное устройство.

Научная новизна:

- в результате научного обобщения » анализа результатов исследований получено новое речение задачи расчета,моделирования,оптимизации и разработки процесса суики тяцелых материалов с плотностьв 500... 1200 кг/м3 в БС(Ш: при низких капитальных и энергетических затратах;

- на основе экспериментов по изучению продольного перемешивания твердой фазы в широком диапазоне изменения решшых и конструктивных параметров получено уравнение для определения времени пребывания частиц материала в барабане;

- исходя из анализа свлдействуюцих на час'тицу.и результатов экспериментов дано объяснение выявленному аномальному явлению увеличения коэффициента заполнения барабана для материалов с плотностью более 500 иг/м* по сравнению с относительно легкими материалами с ростом числа оборотов;

- полу»рцп уравнение для расчета коэффициента заполнения БС0Ш1, впеосне учичкчающее влияние плотное.и материала и производительности сушилки;

- на основе уравнений сохранения энергии и массы для влаги,материала и сушильного агента разработана натеметическая модель процесса в БСОЫН.позволяющая решать задачи прогнозирования,оптимизации и проектирования БСОУН.

Практическая ценность и реализация работы.По результатам экспериментальных и теоретических изысканий разработана методика расчета процесса сушки относительно тяжелых материалов в БСОУН,включа--юцая:

- оптимальные реиихные и конструктивные параметры суиильного агрегата,определенные на основе решения математической модели процесса с учетом приведенных затрат и подтвериденные экспериментальными данными;

- полученные расчетные уравнения для определения коэффициента заполнения барабана материалами с плотностью 500...1200 кг/Ж равновесной влажности материала и относительной влавности воздуха;

- предлоленние номограммы для определения на стадии проектирования интервала выбора скорости суыильногс агента;

- разработанные алгоритмы проектировочного и поверочного расчетов.

Результаты работы и методика расчета БСОУН приняты Иымкентским ПО " ФОСФОР " для реконструкции отделений сушки кокса и фосфорно -калийных удобрений.На основе полученных данных в НПО "КазЛегпром" разрабатывается проект цеха по сушке полимеров для производства клеевой паутинки.

На основе анализа экспериментальных исследований поперечного перемешивания материала в барабане создано не имеющее аналога внутреннее распределительное устройство,обеспечивающее практически идеальное распределение падающего с лопаток материала по сечению барабана . Эта конструкция принята к внедрении на двух производствах концерна "Иаруа" Выыкентской области и Павлодарском районном предприятии агрохимобслуживания и мелиорации почв.

Автор защищает;

1.Результаты исследований влияния отрицательного угла наклона барабана на время пребывания материала,коэффициент заполнения и про-

иэводительность барабанного агрегата при сушке дисперсных материалов с плотностью 500...1200 кг/м3 ;

2.Данные по продольному и поперечному перемешиванию относительно тяаелых материалов в широком диапазоне изменения реаимных параметров;

3.Математическую модель процесса сушки в барабанном агрегате с отрицательным углом наклона;

4.Оптимальные режимы работы сушильной установки;

5.Расчетные уравнения для определения коэффициента заполнения, относительной вланюсти воздуха и равновесной влажности материала;

6.Номограммы для выбора интервала скорости теплоносителя в БСОУН;

7.Конструкцию внутреннего распределительного устройсгва.обес-печивающую практически идеальное распределение падающего с лопаток материала по поперечному сечению барабана.

Публикации.По теме диссертации опубликовано две работы,получено 1 полоаительное решение на изобретение.

Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения,

четырех глав,списка литературы и приложений.Полный1объем ___

страниц,» тон числе УА— рисунков,страниц маиинописного текста.Список литературы содержит 109 наименований.Прилоаения включают результаты экспериментальных и расчетных данных ,а такие документы, подтверкдакщие практическое использование результатов выполненных работ.

СОДЕРНАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность работы,определены цель исследования,научная новизна,практическая ценность и реализация работы.

Глава 1 .Анализ результатов исследований процессов сушки в барабанных сушильных агрегатах.Проведен анализ литературных данных по исследованиям процесса сушки в барабанных сушильных агрегатах как с положительным,так и с отрицательным углом наклона барабана.

В результате проведенного анализа выявлено,что при положительных углах наклона барабана £> время пребывания материала в агрегате т обратно пропорционально уЗ , а ори отрицатилышх-прямопро-порциональио.Поичем.во втором случае значения к больше чем в лер-

6

вом.Такая яе зависимость и для коэффициента заполнения барабана V .

При увеличении скорости п коэффициент f и fia снияаются независимо от угла наклона.

Выяснено,что угол fi оказывает значительное влияние и на производительность агрегата G .Так с возрастанием полоиительного fi она снинается.в то яе время при отрицательных значениях fi G увеличивается и кривая G=/f/) при суике семян подсолнечника и измельченной древесины не имеет экстремальной точки ,т.е. чем больше р ,тем больше G .В этом яе случае изменение fi от +3 до -3 приводит к увеличений G более чем в 2.5 раза.Однако при сушке семян хлопчатника функция G* *f(n) имеет экстремум при fi --2° .

В отличие от полонительных J2 при его отрицательных значениях повышение гг ведет к возрастанию G при сушке материалов с малой объемной массой.

Все вышеприведенные результаты исследований при отрицательных значениях р получены только для материалов с относительно малой плотностью (до 400 кг/м3 ).

Глава 2.Распределение дисперсных материалов относительно большой плотности в барабанном агрегате с отрицательным углом наклона. Приведено описание экспериментальной установки,методик исследований коэффициента заполнения барабана,продольного и поперечного перемешивания материала.Исследования проводились на барабанной сушилке диаметром = 0.516 м и длиной if - 1.6 м с использованием в качестве модельных материалов силикагеля с плотностьи Jb =560 кг/м3 и зерна пшеницы А, =1160 кг/м3 . При исследованиях конструктивные и технологические параметры изменялись в следующих диапазонах:угол наклона барабана У3 =-0.15 ... -3,425 ¡скорость вращения барабана

0,71 ... 10,13 об/мин ¡массовая скорость теплоносителя iVrfr 2,3 ... 3,5 кг/м'с ¡производительность агрегата (i=0,08.. .0,16 кг/с; температура сушильного агента на входе в барабан =+80...+103 С.

Как видно из графика (рис.1) в отличие от ранее проведенных исследований с использованием материалов со сравнительно малой плотностью (У < 500 кг/м ) в наиеи случае происходит увеличение заполнения барабана с ростом скорости его вращения Л и плотности материала .Это явление объясняется следующим образом.На частицу материала,находящуюся на внутренней поверхности барабана действуют сила тяяести ^.сила трения F-тр и скатывавдая сила FCK (рис.4). При вращении барабана под действием FTp частица двинется вместе с

2

Рис.1.Зависимость коэффициента заполнения барабана от скорости его вращения: 1.2- f ;3-G-a ;

1-А = 1160 кг/м3 ;

2-Лл=560 кг/а3 ;

3-Д-Л00 иг/и3 ;

1,2- fi =-2°;G=0.08 кг/с; 3- / =-3°(Петров С.В.,1981)

14 f)tci/M4H

О -2 .4 Л»

Рис.2.Зависимость коэффициента заполнения барабана от его отрицательного угла наклона;п =8 об/мин;; г/г =2.89 кг/м2с. 1,2- У. !3-Св 1 =1160 кг/м3;

2-д =560 кг/м3;

3-Л =400 кг/м3 (Альпеисов Е.Д.,13661.

ним до некоторого угла подъема 9i пока величина F не превысит^ Затем за счет сил А и FCK она при скатывании до состояния равновесия if=Fr/,),смещается на некоторое расстояние "X" в сторону загрузки.Поскольку величины F и РСц пряыопропорционалыш массе частицы и,следовательно.плотности материала ,а Frp кроме того.пропорциональна скорости врааения барабана до с ростом п и у?, эти силы увеличиваются ^соответственно,увеличивается "Х".При всех одинаковых остальных условиях это ведет к повышению коэффициента f .

Исследования влияния угла наклона барабана fi на величину У (рис.2) еще раз подтвердили,что с увеличением отрицательного "f растет.Однако для более тявелих материалов функция Ч"- {(fi) принимает явно прямолинейный характер.

Эксперименты показали,что на коэффициент f также оказывает влияние количество материала G .проходящего через барабан (рис.3).

Повниение Ч1 с увеличением (? связано с теп,что в установив-иемся режиме массовые скорости подачи и выхода твердой Фазы находятся в равновесии.а при увеличении О повивается количество материала находящегося в Сара-бане Са ,т.к. скорость продвиве-ния частиц материала под действием силы напора газа менъие скорости подачи материала.Но с ростом <£а снижается площадь свободного сечеиия барабана при постоянном расходе теплоносителя (1=сопэ1) возрастает скорость дви~ения газа Уг и £«.При увеличении бд коэффициент V и 5е<? достигают таких значений,при кото-

Рис.4. Схема сил,действующих на частицу.

рых снова наступает равновесие менду скоростями подачи материала и его выхода под действием .Так как, Ц> связан с 6а прямопропорци-онально.то при данных условиях значение V будет вине предыдущего.

Рис.3.Зависимость коэффициента заполнения барабана от производительности агре-гата:п=8 об/иин: £ --1" .

1-/^ = 1100 кг/м3 :

2-Д=560 кг/м 3 ;

На основе экспериментальных данных по исследований влияния различных Факторов на У получено расчетное уравнение для определении на стадии проектирования величина коэффициента заполнения:

,о,5 ,. о -¡0,6555 . со

V -0,4596

. (1)

■ХИтРг)**

Т-п

где -угловая скорость вращения барабана.

Результаты экспериментов по исследованию поперечного перемешивания материала в барабане со стандартной Г-образной насадкой подтвердили.что наблюдается (Заевап Н.С. ,1351г.;йльпеисов E-.fi.. 1986г.) резкий пик скорости ссыпания материала с лопатки в начальный период поворота лопатки,а затем следует участок провала,Далее опять следу-ыт участки подъема и спада скорости ссыпания.Данная неравномерность приводит к появлении "мертвых" зон,где значительная часть сушильного агента проходит вдоль барабана практически не вступая в контакт с высушиваемым материалом.При увеличении скорости вращения кривая распределения материала до середины участка ссипаиия несколько сглаиивается.но появляется значительный всппеск в конце зоны ссыпания.

Экспериментальные данные изучения продольного перемешивания материала при изменении в широком диапазоне конструктивных и технологических параметров подтвердили возможность использования известного уравнения для определения времени пребывания материала в сушилке:

Т ^ __, < 2)

О

в котором (3а -вес матерзала,единовременно находящегося в барабане.

Глава 3. Исследование процесса сутки . Приведена методика экспериментального исследования процесса суики.Разработана математическая модель процесса сушки материалов с плотностью /*,=500...1200кг/м3 в барабанном агрегате с отрицательным углом наклона на основании следующих допущений:

1.Учитывая,что разница скоростей продви«ения через барабан газовой и твердой фаз велика,приникаем,что газовая фаза находится в условиях идеального вытеснения,а твердая-в условиях идеального перемешивания:

2.Теплоемкости сухой части материала,влаги постоянны по длине и в поперечном сечении сушилки,л таклр «е зависят от температур;

3.-Температура и влавность всех частиц материала в поперечном сечении слоя одинаковы и различим ги 'длине аппарата;

А.Температура и влажность газа одинаковы в поперечном сечении барабана и переменны по его длине;

5.Поскольку при идеальном перемеииваник отдельные частицы находятся в контакта с поверхностью барабана очень короткое время,то передачей тепла от барабана материалу пренебрегаем;

0.Температура барабана равна температуре газа на выходе из су-иилки;

?.Предачей тепла от воздуха к материалу путем лучеиспускания пренебрегаем;

а.Барабанный агрегат работает в стационарных условиях (установившийся рейим),т.е.:

и р-^опИ •

аг

9.В теплообмене участвует весь материал,находяцийся в суиилке.

С учетом этих допущений описание процесса суаки проведено на основе уравнений сохранения энергии для воздуха,массы для влаги,энерч гни для материала,массы для сухого материала,массы для влаги в материале:

И< -и2 - -(Ыь )/&) - О С3 >

М. = о

Зу

, (4)

, (5)

, (0)

. (7)

В уравнении (4) объемный коэффициент теплообмена о(\/ находится

II

в зависимости от массовой скорости теплоносителя (УгРг~>,скорости вращения барабана П и коэффициента заполнения:

/ и /„Л-РЯ № ГЙ1

(¿^Чот-Къ'фг/г) *П .Ц> • (8)

где Ка - опытный коэффициент,зависящий от свойств материала и конструкции аппарата.

Объем материала,находящегося в барабане,есть функция геометрических и технологических параметров сушилки:

. О)

Коэффициент сушки/; .входящий в уравнение (8),определяется (Гинзбург (1.С.. 1965 г.) для зерна пшеницы следующим образом:

К =0.071-ехр (0.05-£л> . (10)

Для упрощения работы с моделью предло«ены эмпирические уравнения с целью расчета равновесной влаяности зерна пшеницы и относительной влажности воздуха:

Р=/90• с(г •еир(с,сот■ ¿гс- е>,0995ИГср , (11 >

Ыра^н =0,0042.-1т . (12)

Решая систему уравнений (4...8) относительно выходных параметров материала и теплоносителя и приведя ее к итерационному виду.ине-

(№ - ЫгаШ -ьу ' (14)

^¿Н = & -

б

+ -»¿н) , (15)

/ - ~^с-и и^-Ие

Система (13...16) решалась численными методами. Проверка математической модели на адекватность по двум основным параметрам (влажности и текператире) зерна пиеницы на выходе из

12

сушилки по критерию Финера показала,что она соответствует критериям адекватности описания процесса сушки в БСОУН.

На рис.5...8 представлены расчетныесна основе решения математической модели) зависимости значений выходных параыетров(температуры теплоносителя и готового продукта ¿мг .его вланности "Шг) от угла наклона барабана р .производительности агрегата <?,скорости движения теплоносителя Уг и скорости вращения барабана л .Видно (рис.5),что с увеличением отрицательного л происходит, одновременное ,но в разной степени снинение значений ¿гл , ¿д,ги "Шц .Это происходит из-за того,что увеличивается количество материала находящегося в барабане бг^.Так как количество материала,захватываемого лопатками пересыпного устройства,ограничено их конструктивными размерами, то повышается количество материала в завале и , следовательно, увеличивается время его нахондения в завале.Такин образом происходит следующее¡материал,падая с лопаток,вступает в теплообмен с сушильным агентом,нагревается и часть влаги передается газу.Затем материал попадает в завал,где как бы отлеживается при интенсивном перемешивании.Здесь происходит плавное испарение влаги из материала.котс.;ое приводит к некоторому его охлаждению за счет отбора тепла на испарение жидкости.Затем цикл повторяется,причем чем дольше частицы находятся в завале,тем значительнее снижение их температуры.

Повышение производительности 0 при постоянных всех остальных параметрах приводит к росту V (рис.3) и (гц.Тогда больше срабатывается агент сушки,т.е.увеличивается разность ¿¿г его температур на входе и выходе аппарата,так как требуется большее количество тепла на нагрев материала.Но при увеличении V при 2/г-сопз1 через барабан проходит меньшее количество газа.что сникает количество подводимого в сушилку тепла и возможное количество удаляемой влаги.Поэтому уменьшаются температуры ¿м2и Ьг^ ,а влажность материала увеличивается (рис.6).

С ростом скорости сушильного агента в барабане происходит (рис,7)уменьшение влажности материала и его температуры ¿«а на выходе из агрегата при одновременном увеличении .Это происходит потому, что уменьшается время пребывания материала в барабане Т , т.е. происходит уменьшение времени контакта частиц с теплоносителем. Однако график функции ^.-/цфмеет экстремальную точку при Т/г =4 м/с, наличие которой объясняется тем.что при дальнейшем увеличении Т/г возрастает сила ^ (воздействия газа на падающую частицу) до такой

Рис,5.Зависимость выходных параметров газа и материала

от отрицательного угла наклона барабана: 1-2-¿ма :

44"

5

М

43

84 -Ць-2 К/

IV

Л* /\

64 Р 2-4 / 3-Г

16

Рис.6 .Зависимость выходных параметров газа и материала от производительности сушилки:!- ¿гг\2-иг :3- ЪГд. •

42

1 2 3 4 5 Т1г,ус Рис.7.Зависимость выходных параметров газа и продукта от скорости движения теплоносителя: ; 3-&&.

15 5 ^О 12 л,

2 4 б б

Рис.8.Зависимость виходних параметров газа и продукта от скорости вращемия барабана : 1-£гг :2-¿«2 :3- 7</а ■

величины,при которой значительно спивается Т и его значение ста-hobiitcsi низе необходимого времени сцики продукта.

С ростом скорости вращения Л снинается (рис.8)^г2, так как увеличивается Ga и требуется большее количество тепла на нагрев материала,a t^z увеличивается из-за увеличения количества падений частиц аатерала с лопаток.В то не время повышается Тд^потому , что уменьшается L и , соответственно возможное количество удаляемой влаги.

Глава 4.Расчет.проектирование и внедрение барабанных агрегатов с отрицательным углом наклона.Поскольку в БСОУН частицы материала продвигаются к выходу из барабана только под действием напора теплоносителя, то на стадии проектирования возникают значительные слоя-

Рис.9.Номограмма для определения Т5гтгп.

ности при определении скорости сушильного агента Т/г в барабане.Это связано с тем,что в высушиваемом материале обычно присутствуют частицы,значительно отличающиеся друг от друга своими размерами,и при недостаточной спорости 1гг более крупные частицы лсд действием силы тянести скатывается в сторону загрузки и накапливаются там,а это ведет к образованию затора и перегреву материала.Напротив , при завышенной Т/г происходит унос мелких частиц . Таким образом,скорость газа доляна находиться в интервале ограниченном с одной стороны минимальным значением 1/гтс„ .исключающим образование затора,и с другой стороны максимальным значением Игта„, равным скорости уноса мелких частиц.Из теоретических и экспериментальных изысканий построены номограммы (рис.9,10) для определения интервала выбора скорости теплоносителя в барабане.

12 3 4

~1 5 з~4 ё § Ь ъ 9 ггг, м/с

Рис. 10.Номограмма для опре.цгч.ения 1-=600 кг/мэ:2-.Рм=80С г ::3; ъ-рм =1000 кг/мэ;4-/м =1200 кг'/к3.

0,075 0,07

0,055 0,05 ■ 0,045

О -I -2 -3 -4 -5

Рис.11.Зависимость производительности агрегата от угла его наклона: ¿г* =+20°С; ¿м*=+20°С; -Ы1 =20%: ¿п =+100 "С; Ш = Уг =2.5 и/с .-¿ме^О"С: 1- п =4 об/мин;2- П =6 об/мин: 3-Я =8 об/мин;4- Л =10 об/мин.

1-2-3-4 -5 -&А

Рис.12.Зависимость приведенных затрат на суику 1т продукта от угла наклона барабана: {г„ =+20"С;

=+2 О "С; ЭД =20%; {г< --+т4\-игг =14*:. Ус =2.5 м/с;/мг=50°С. 1- П =4 об/мин;2-/9 =6 об/мин; 3-П =8 об/мин;4- Г) =10 об/мин.

Приведем решение задачи оптимизации процесса судки в БСОШ на основе иатематической модели при фиксированных значениях температуры газа на входе в барабан (¿гу =+100 "С ).его скорости 2Гг .влаяности материала (^а = Х> и его теннературы 50°С1 по резуль-

татам которого получена графики зависимости производительности агрегата и (рис.11),приведенных затрат на сушку 1т продукта (рис.12) и энергетического к.п.ц. (рис.13) от угла наклона и скорости вращения барабана.

Из анализа и сопоставления полученных зависимостей заработаны рекомендации ио выбору оптикаяьнцх тexнoлoгичecкиx^параметров.Приведены блок-схема проектировочного и поверочного расчетов БСОНЦ.

Экспериментальные исследования поперечного перемешивания материала,проведенные с Г-образной насадкой , показали,что падающий с лопаток материал распределяется по сечению барабана весьма неравномерно.По результатам данных экспериментов разработано не имеющее аналога внутреннее распределительное устройство . устанавливаемое в свободном от периферийной насадки пространстве барабана (рис.10).

Распределительное устройство содерзитС рис.И ) секции лопастной насадки ( подвивних элементов 2),распояояеннне на общих неподвижных элементах и выполненные в еидз набора втулок 7 с радиальными лопастями 8, а неподвижные элементы выполнены в виде стержней 4,расположенных параллельно оси врамения барабана 1 и закрепленных с торцов барабана 1 к реветкан 5 . При этом втулки 7 располоаенн на стерщнях 4 с возмоа-ностьп вращения, а иевду группами втулок 7 дополнительно установлены

32

24

20

V/ ' 3

4

V/

О -2 -6 /'

о

Р'лс.13.График зависимости энергетического к.п.д. супимки ог угла наклона барабана.

¿,,н --+20°С; щ =202:^*100"С; Мц. -ИХ; Кг =2.5 и/с. I-П -4 об/иин;2-П =8 о5/иин; 3-Л =8 о0/нин;4- П =10 об/иин.

Рис.14.Поперечное сечение бара- ? ,<5.Подвивный эт-.ент йана с распределительным устрой- г-" "^целительного устройством. е.. турбулизирующие пластины 3.

Распределительное устройство работает следующим образов.Высуживаемый материал при вращении барабана 1 подхватывается из завала подъемно-лопастной насадкой 6 и подниыа&тск на некоторое высоту.При ссыпании с лопаток материал падает на лаг.апти 6 подвинкнх злеиен-тов 2.При этом элементы 2 начинают иоащаться е тог: направлении,в которой больие вес н сила воздействия падающего катериала на лопасти 8 и струя материала "разбрызгкваятск".Применение данного распределительного устройства позволяет практически идеально распределять падающий материал по поперечному сечению барабана.

ОСНОВНИЕ БЫВОЛЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1.На основе обобщения резулыгтов теоретических и экспериментальных исследований барабанных агрегатов с отрицательным углом наклона получено новое реиение задачи расчета,коделирования,оптимизации и разработки процесса сувки относительно гя&елых материалов с плотностью 500...1200 кг/м3 при низких капитальных и эксплуатационных затратах;

2.Проанализировано влияние сил,действующих на тяяелую частицу, в условиях отрицательного наклона барабана к дано объяснение возникновения аномального явления увеличения коэффициента заполнения барабана с ростом числа оборотов;

3.Показана необходимость учета влияния плотности материала 15

производительности сушилки при расчете коеэффициента заполнения барабана;

4.Предло«ена математическая модель процесса сушки относительно тяхелнх материалов в барабанном агрегате с отрицательным углом наклона, в результате решения которой определены оптимальные реяимные и конструктивные параметры работы сушильного агрегата;

5.11а основе анализа экспериментальных исследований поперечного перемешивания материала в барабане сконструировано не имеющее аналога внутреннее распределительное устройство.обеспечивающее практически идеальное распределение падающего с лопаток материала по поперечному сечении барабана.

6.Исходя из полученных расчетных уравнений коэффициента заполнения,относительной влакности воздуха.равновесной влаяности зерна пшеницы,разработанных номограмм и алгоритмов расчетов предложена методика проектирования БСОУН.

?.Разработанная методика расчетов внедрена в Шымкентском ПО "Фосфор" для реконструкции отделений сушки кокса и фосфорно-калий-ных удобрений с окидаемым экономическим эффектом 911,4 тыс.руб., в год.Она использована НПО КазЛегпром при проектировании цеха по сушке полимеров в производстве клея с ожидаемым экономическим эффектом 87,2 тыс.руб. в год.Конструкция барабанной сушильной установки с отрицательным углом наклона и внутренним распределительным устройством принята к внедрению для сумки гранулированного суперфосфата в двух производствах концерна "Иаруа" с ожидаемым экономическим эффектом 671.3 , 737.8 тыс.руб./год соответственно и в Павлодарском районном предприятии по агрохимобслуживании и мелиорации почв для просушки удобрений с ожидаемым экономическим эффектом 784,4 тыс.руб..

Основные обозначения.

А - угол наклона барабана,град.; - время пребывания материала в барабане,сек.; У - коэффициент заполнения барабана.дол.ед.; П - скорость вращении барабана.об/мин; Т/г -скорость движения теплоносителя, м/с; & - производительность агрегата по абсолютно сухому материалу,кг/с,Рг -плотности материала и газа , соответственно ,];г/ч 3 ; -нгсыпная плотность материала,кг/м3 ; (^-количество материала,единовременно чаходящегося в барабане,кг; Ь - расход

'Ciitnjibfioro агента , кг/с ;о(v^— объемный коэффициент теплообмена, im,ir~ температуры материала и теплоносителя , соответственно ,°£; <w -влагосодеркание материала кг/кг; См -теплоемкость сухой части материала ,*Лк/*л* ; d - влагосодернание суииль'ного агента ,кг/кг;

-равновесная влаяностъ материала,X: ?-относительная влааность воздуха,7. ; I -энтальпия газа,кДа/кг.

Основное содернание диссертации опубликовано в работах:

1.Алтухов A.B..Балабеков О.С..Куатбеков К.К.Рекомендации по выбору скорости агента сущки в барабанном сувильном агрегате с отрицательным углом наклона.//В сб.Интенсификация техники производства фосфора, и термической кислоты.-"«мчонт.:КазХТИ.1SS!.

2.Иоыбаев М.М.,Алтухов О..Балг:- "г О.С..Куатбеков М.И.,Сер-нанизов С.С.Исследование интенсивное!! ",::,омасссобмена с барабанной сушилке с отрицательным углом наклог. //В cü.Тезисы докладов ХХХХП научной студенческой конференции.-4'иккент.:КазХТИ.1991.

3.Положительное решение от 30.07.92 г. по заявке на изобретение К 4861041/06(001073).Распределительное устройство сушильного барабана.НКЙ F26 В 25/10.Алтухов Й.В..Валабекоь О.С..Куатбеков И.К.