Гідродинамічні чинники грануляційних пристроїв із зниженою висотою польоту гранул

Abstract

Дисертація присвячена питанням теоретичних та експериментальних досліджень гідродинамічних показників однофазного та двофазного потоків у робочому просторі малогабаритних апаратів вихрового типу з інтенсивною гідродинамікою та змінною площею перетину робочого простору. У даний час вітчизняні підприємства, що спеціалізуються на виробництві гранульованих пористих продуктів з розчинів і розплавів, використовують для цього грануляційні вежі. Цей тип обладнання характеризується значними капітальними затратами на виготовлення, технічне обслуговування і ремонт. Будівництво принципово нових малотоннажних підприємств, заснованих на виробництві гранульованих продуктів за допомогою грануляторів псевдозрідженого шару, - один із способів зниження витрат на виробництво гранульованих пористих продуктів і збільшення їх якісних характеристик. На базі створеної фізичної та математичної моделей розроблено методику розрахунку гідродинаміки робочого простору вихрових апаратів, визначено гідродинамічні характеристики потоків та оцінено вплив початкових, технологічних та геометричних умов на габарити грануляційних пристроїв. Створено алгоритм та методику інженерного розрахунку апаратів вихрового типу. Запропоновано та захищено патентами України новий спосіб отримання гранульованого продукту та нові малогабаритні високоефективні пристрої для здійснення гранулювання. Проведено дослідно-промислове впровадження апаратів вихрового типу з порівняльним аналізом товарної продукції, результати якого довели високу ефективність розробленого обладнання. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/621

Диссертация посвящена вопросам теоретических и экспериментальных исследований гидродинамических показателей однофазного и двухфазного потоков в рабочем пространстве малогабаритных аппаратов вихревого типа с интенсивной гидродинамикой и переменной площадью сечения рабочего пространства для обеспечения возможности уменьшения габаритных размеров аппаратов для гранулирования и увеличения времени пребывания капли в рабочей полости аппарата. Это обеспечит переход к новой организации процесса гранулирования с использованием малогабаритного оборудования с сокращением расходов энергии, природных ресурсов и трудоемкости, уменьшением материалоёмкости и капитальных затрат на строительство новых технологических линий и восстановление существующих. Вопрос перехода отрасли получения гранулированных продуктов на принципиально новый виток развития должно быть всесторонне рассмотрено. Современное грануляционное оборудование (особенно башенное) устарело. Оно не отвечает современным требованиям относительно экономических показателей, расходам на строительство и обслуживание. Исследования, направленные на проработку высокоэффективного аппаратурного оформления оборудования для грануляции, определения наиболее благоприятной конфигурации и конструктивного оформления отдельных элементов аппарата и их комбинации, комплексное теоретическое и экспериментальное изучение гидродинамики потоков должны решать проблему, которая стоит перед химической промышленностью Украины на современном этапе. Разработана физическая модель движения капли в рабочем пространстве вихревого гранулятора, которая учитывает начальные, технологические и геометрические параметры рассматриваемого процесса и позволяет оценить влияние этих факторов на движение капли. Математическая модель вихревого газового потока и модель движения гранулы в вихревом газовом потоке позволяет рассчитывать основные гидродинамические характеристики каждой из фаз в каждой точке рабочего пространства вихревого аппарата. Экспериментально установлены характер движения гранул и основные гидродинамические характеристики работы устройств для создания вихревого потока теплоносителя в зависимости от конфигурации элемента для завихрения; зоны уменьшения интенсивности движения гранул в рабочем объеме вихревого гранулятора; максимально эффективное соотношение восходящего и тангенциального потоков теплоносителя для создания стабильного псевдоожиженного слоя в рабочем объеме гранулятора. На базе созданной физической и математической моделей разработана методика расчета гидродинамики рабочего пространства вихревых аппаратов, определены гидродинамические характеристики потоков и оценено влияние начальных, технологических и геометрических условий на габариты грануляционных устройств. Составлены алгоритм и программа расчета на ЭВМ для определения гидродинамических показателей работы вихревых аппаратов и оценки траектории и времени пребывания капли в аппарате. Разработана методика инженерного расчёта вихревых аппаратов. Предложен и защищен патентами Украины новый способ получения гранулированного продукта и новые малогабаритные высокоэффективные устройства для осуществления процесса гранулирования. Проведено опытно-промышленное внедрение аппаратов вихревого типа со сравнительным анализом товарной продукции, результаты которого показали высокую эффективность разработанного оборудования. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/621

The dissertation deals with the theoretical and experimental research of hydrodynamic indicators of one or two phase flows in the operating space of small-sized vortical devices with the variable area of an operating space intersection. At present Ukrainian enterprises are specialized in the manufacturing of different granular products from solutions and fusions using granulation towers. This equipment requires great money input for its making, technical maintenance and repair. It is rather complex to be produced and maintained because of its dimensions. Setting up of new enterprises based on the manufacturing of granular products by means of false boiling vortex layer granulators is one of the ways expenses of decline for producing granular porous products and increasing their quality. To achieve this goal we must introduce the newest developments of modern science and technology. The methods of computation of operating space hydrodynamics in vortical devices were worked out based on physical and mathematic models. Hydrodynamic characteristics of flows were defined and the effects of starting, technological and geometrical conditions on the sizes of granulation devices were estimated. An algorithm and method of engineering calculation of vortical type vehicles is created. The new method of granular production and new small-sized high efficient devices for granulation were put forward and patented in Ukraine. Experimental and industrial installation of vortical devices was made alongside with analysis of marketable products. The results proved the high efficiency of the devices made. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/621