ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет шнековых экстракторов из "Экстрагирование из твердых материалов" Из большого числа известных конструкций экстракторов представляют интерес шнековые аппараты, отличающиеся высокой надежностью в работе, пригодные как для прямоточной, так и для противоточной обработки тонкодисперсных материалов. В шнековых экстракторах можно получать концентрированные экстракты, добиваясь сравнительно высоких объемных производительностей при меньших удельных расходах растворителя. [c.226] В промышленности используются шнековые экстракторы различных конструкций колонного типа с вертикальным расположением шнеков, с горизонтальными и наклонными шнеками. В частности, при экстрагировании сахара из свекловичной стружки эксплуатируются наклонные двухшнековые аппараты типа Ос18 и А1-ПДС. [c.226] Интенсификация работы таких аппаратов может проводиться с помощью ступенчатого секционирования, так как при большой длине шнеков наблюдается 1) нарушение противотока за счет продольного перемешивания 2) неравномерность движения материала в шнеке (в средней части длины аппарата скорость на 30—40 % ниже, чем в головной и хвостовой частях, что является причиной возникновения пробок). [c.226] Обычно расчет числа ступеней в аппарате производится методами, используемыми для массообменных процессов [24], а также интервально-итерационным методом [26]. Рассмотрим модель продольного перемешивания, так как сравнительное изучение этого параметра позволяет определить преимущества и недостатки транспортных систем в экстракторах указанного типа. [c.226] Представляет интерес исследование гидродинамической обстановки в двухшнековых машинах, проведенное Резниковым и Коваленко с соавторами [29]. Двухшнековая машина может быть использована в качестве экстрактора для измельченных твердых материалов. [c.227] Недостатком обычных шнековых экстракторов (Гильдебранда и т. д.) является нарушение контакта между фазами в результате расслоения (при значительной разности плотностей) и проскок части растворителя в верхней части горизонтально расположенного шнека. Более тесный контакт фаз при их смешении и диспергировании твердой фазы может быть обеспечен в двухшнековом аппарате. [c.227] Одна из важнейших характеристик аппарата — производительность. Рассмотрим расчет производительности при условии вращения шнеков в одну сторону. [c.227] Известно, что учет неизолированности С-образных секций, на которые разбиты винтовые каналы двухшнекового аппарата с зацепляющимися шнеками, представляет большую сложность при аналитическом расчете производительности и предполагает использование больших ЭЦВМ. Рассмотрим влияние неизолированности С-образных секций на выжимающее действие витка сопряженного шнека. При вращении виток сопряженного шнека перемещается со скоростью nDn/ os ф вдоль винтового канала другого шнека и выжимает материал, находящийся в канале, аналогично плунжеру насоса (где D — диаметр шнека, п — частота вращения, ф — угол наклона резьбы). Если в зоне сопряжения отсутствуют зазоры, т. е. [c.227] С-образные секции изолированы друг от друга, за один оборот шнека выжимается объем материала, равный удвоенному объему секции. Но обычно в зоне сопряжения между боковыми поверхностями витков существует зазор, соединяющий соседние секции обоих шнеков (рис. 5.42). Поэтому считают, что за один оборот выжимается объем, который меньше двух объемов С-образной секции, а остальная часть материала переходит из винтового канала одного шнека в винтовой канал другого и только после прохождения всей секции последнего попадает в смежную секцию пёрвого шнека. При этом материал, переходя со шнека на шнек, описывает последовательные восьмерки. Остальные зазоры в зоне зацепления оказывают значительно меньшее влияние на производительность и в дальнейшем не рассматриваются. [c.228] Перемещение материала в аппарате вызвано не только выжимающим действием витка сопряженного шнека, но и относительным движением шнеков и корпуса. Воспользовавшись принципом инверсии, будем считать шнеки неподвижными, а корпус вращающимся. Пренебрежем также кривизной винтовых каналов. Тогда корпус аппарата можно изобразить бесконечной плоскостью, движущейся над развернутыми каналами в перпендикулярном к оси направлении со скоростью nDn (рис. 5.43). Скорость эта раскладывается на две составляющие поперечную, равную лДпз1пф, и продольную, равную лДпсозф. Поперечная составляющая играет большую роль в перемешивании материала, а продольная составляющая оказывает влияние на производительность. [c.228] При условии смачивания корпуса обрабатываемым материалом поверхность корпуса, движущаяся вдоль канала со скоростью nDn os ф, благодаря вязкому трению увлекает за собой материал и вызывает его перемещение в неподвижном канале. [c.228] При наличии гидравлического сопротивления в конце аппарата следует учитывать также градиент давления, направленный к загрузочному окну. Градиент обеспечивает поток утечки в радиальном зазоре и уменьшает прямой поток, обусловленный выжимающим действием витка сопряженного шнека и относительным движением корпуса и шнеков. [c.228] Оценим вклад в Ql выжимающего действия витка сопряженного шнека, для чего заменим реальное течение (рис. 5.42) моделирующим течением в области, показанной на рис. 5.44. Примем также следующие допущения 1) материал (находящаяся в пастообразном состоянии смесь высококонцентрированного экстракта с истощенной дисперсной фазой) смачивает поверхность корпуса и шнеков 2) режим работы — изотермический и установившийся. [c.229] Уравнения (5.24) и (5.25) были решены на ЭЦВМ М-222 при соответствующих граничных условиях численным методом, модифицированным для данной задачи. [c.229] Безразмерная зависимость Q от величины зазора 6 в зоне зацепления представлена на рис. 5 45. [c.229] В данном эксперименте использовали смесь с отношением Т Ж л 4 1, а шнеки были набраны из одинаковых элементов с геометрическими параметрами /г = 10 мм, а = 28,5 мм, (р = 1Г. [c.230] Пусть имеется плоский канал и плоская труба (ширина которой равна ширине канала а вне зазора б между его секциями) с неподвижными, жесткими и непроницаемыми стенками, смоченными текущей под действием изменения давления несжимаемой ньютоновской жидкостью (рис. 5.46). Силы инерции жидкости значительно меньше сил вязкого трения массовая сила тяжести не оказывает влияния на распределение скоростей потока . [c.231] Будем искать зависимость /Сх, от величины б, критерия Рейнольдса Не и величины расхода. Для этого необходимо решить уравнение Навье—Стокса. [c.231] Граничные условия в нашем случае находятся из условий смачивания и периодичности течения по л . [c.231] Изменение давления в трубе при том же расходе и значении Re легко рассчитать аналитически. Однако с целью исключения методической ошибки течение Пуазейля в трубе следует рассчитывать так же, как и течение в канале, а затем применять формулу (5.37). Для нахождения К 2, строили графики Зависимости изменения давления в трубе и канале от расхода, проводили. линию Ар = onst и по точкам пересечения ее с графиками определяли разность расходов. [c.232] Вернуться к основной статье