ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование особенностей аэродинамики вихревой сушилки (на примере сушки жидких материалов) из "Эффективность внедрения вихревых аппаратов" Выше было показано, что применение вихревого процесса является одним из наиболее простых и весьма эффективных методов повышения интенсивности работы различных тепло- и массообменных аппаратов. [c.171] В данном подразделе представлены результаты исследования аэродинамики высокоскоростного изотермического потока в камере вихревой сушилки новой конструкции, эффективно использованной для получения ряда осажденных катализаторов. [c.171] Конструкция сушильной камеры состояла из конфузорной и диффузорно-цилиндрической частей при тангенциально-осевой подаче теплоносителя. Жидкость в камеру сушилки подавали через пневматическую форсунку. Изучали два варианта конструкций сушильной камеры, отличающиеся способом подвода газа сосредоточенным тангенциально-осевым вводом через патрубки на крыше камеры (рис. 3.19) и распределенным вводом газа через регулируемые тангенциальные щели на поверхности камеры при сохранении формы осевого подвода. [c.171] Конструктивные особенности сушильной камеры позволяют создать в ней аэродинамическую обстановку, резко отличающуюся от аэродинамики известных аппаратов вихревого и циклонного типа, поэтому непосредственно использовать имеющиеся в литературе сведения для разработки сушильных аппаратов практически невозможно. [c.171] Поля скоростей измеряли с помощью циклического зонда с диаметром головки 4,0 мм по описанной И. И. Смуловским и А. И. Путининым методике [30, 37] в сечениях аппарата диаметрами 320 мм (I), 200 мм (II), 80 мм (III). Вектор полной скорости, измеренный в каждой точке сечения, разлагается на две компоненты окружную (тангенциальную) и продольную (осевую). [c.172] И — градуировочный коэффициент, определяемый экспериментально. [c.172] Осевые скорости во всех сечениях увеличиваются от периферии к центру камеры и при этом всегда сохраняют положительные значения во всем диапазоне изменения расхода воздуха, что подтверждает отсутствие обратных течений. Вместе с тем следует отметить более быстрый рост аксиальных скоростей при перемещении потока вдоль сушильной камеры (в 12-15 раз между сечениями I-III). Если в сечении I окружные скорости значительно преобладают над осевыми, то в горловине камеры (сечение П1) скорости продольного движения становятся вполне соизмеримыми и даже несколько превышают вращательную скорость. Это видно из данных табл. 3.3, в которой представлены среднеинтегральные значения скоростей в двух сечениях при различных расходах воздуха. [c.173] При многократном увеличении скоростей в газовом потоке создается ускоренное вращательное движение высушиваемых частиц при их интенсивном обдуве в процессе сушки, что способствует увеличению влагонапряженности и интенсификации тепло- и массообменных процессов в камере сушки. [c.173] В хвостовой части аппарата за горловиной сушильной камеры трудно определить направление вектора полной скорости (сечение IV), что объясняется резкой турбулизацией потока, возникающей в наиболее узком сечении и при дальнейшем расширении струи в диффузоре. [c.173] Коэффициент е независимо от значения числа Рейнольдса для каждого из сечений остается постоянным, а по длине камеры он незначительно возрастает (от 0,45 до 0,6), несмотря на уменьшение диаметра камеры в 4 раза между крайними сечениями I-III. Такой результат, по-видимому, объясняется большими потерями энергии на трение и другие пристенрые эффекты (табл. 3.3). [c.174] Максимальное расхождение опытных расчетных значений окружных скоростей, рассчитываемых по двум первым уравнениям, не превышает 15,0%, для последнего уравнения — 25% при r/R 1,0. [c.174] При изучении конструкций сушильных камер, узлов подачи материала и агента сушки установлено, что аппарат, имеющий один сосредоточенный ввод для сушильного агента, более простой, но иногда рационально распределить подвод газа в камеру через несколько тангенциальных каналов. В этом случае происходит равномерная подача газов по всему периметру камеры, что исключает возможность налипания материала на стенки сушильной камеры. [c.174] Внутренняя структура потока при этом существенных изменений не претерпевает. Характер вращения потока при распределенном вводе газа аналогичен характеру вращения при сосредоточенном вводе. Распределение скоростей как окружных, так и осевых сходно с распределением скоростей, приведенных на рис. 3.20. Отличительной особенностью является возрастание симметрии профилей скоростей относительно оси камеры, а также медленное увеличение скоростей по ее длине, что свидетельствует о более равномерном распределении последних вдоль камеры. [c.174] Влияние параметра входа на и Ет изучали в камере с распределенным подводом газов через регулируемые тангенциальные щели при фиксированном расходе воздуха и изменении относительного размера входных тангенциальных каналов в пределах ГЬвх/О = 0,022-0,155. На рис. 3.21 показана зависимость аэродинамических характеристик и от конструктивного параметра входа. [c.175] Таким образом, результаты исследования позволяют правильно оценивать реальную аэродинамическую обстановку в вихревой сушилке, производить кинетические расчеты процессов тепло- и массообмена и выбирать оптимальные конструктивные параметры при проектировании сушилок подобного типа. В сушильной камере можно создать условия для интенсивного контактирования материальных потоков и тепло- и массообмена между ними. При этом увеличиваются удерживающая способность камеры по дисперсной фазе, влагонапряжен-ность ее объема, быстро стабилизируются температурные и концентрационные поля на выходе. Например, при сушке катализаторных суспензий в вихревой сушилке влагонапряженность единицы объема сушильной камеры достигала 3,0-5,0 т/(м ч). [c.175] Вернуться к основной статье