Устранение комкования дисперсных материалов при сушке
Рассмотрение механизма возникновения ситуации с использованием модели вибрирующего слоя твердых частиц. Проявление основных составляющих силы аутогезии: механическое зацепление и капиллярное давление. Состояние ожиженного слоя при условии равновесия.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.01.2020 |
| Размер файла | 93,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Устранение комкования дисперсных материалов при сушке
А.П. Ворошилов
В процессах сушки дисперсных материалов в вибрирующем слое зачастую происходит нежелательное явление комкования, агрегатирования частиц материалов. При многократных столкновениях частиц за счет сил сцепления (аутогезии) происходит объединение частиц в конгломераты [1,2].
Рассмотрим механизм возникновения такой ситуации с использованием модели вибрирующего слоя твердых частиц.
Влажное сыпучее тело можно представить в виде твердой сплошной упругой среды.
Данная среда не выдерживает растягивающих усилий, превышающих какое-то критическое значение PS, зависящее от влажности сыпучего тела и найденное, например, из опыта [1,2].
Частицы сыпучего материала удерживаются сцеплением, которое обусловлено аутогезией. Сила аутогезии определяется свойствами частиц и внешними условиями.
Величина ее численно равна силе, необходимой для отрыва частиц друг от друга, и представляет собой прочность контакта между частицами на разрыв.
Аутогезия множества частиц, составляющих сыпучий материал, складывается из сил аутогезии, проявляющихся в индивидуальных контактах между частицами, и зависит от величины этих сил.
Наличие множества взаимодействующих частиц влияет на величину сил аутогезии.
В этих условиях проявляются основные составляющие силы аутогезии: механическое зацепление и капиллярное давление.
Силы молекулярного взаимодействия Ван дер Ваальса не учитываем из-за малой их величины и больших расстояний между частицами, что значительно снижает вероятность их возникновения.
Так как силы когезии действуют на очень малом расстоянии между частицами и для их возникновения недостаточно непосредственного соприкосновения частиц, то их также не рассматриваем в общей сумме сил аутогезии.
Капиллярные силы проявляются в зависимости от влажности. Частицы, связанные между собой жидкостными мостиками-менисками, притягиваются друг к другу под действием сил поверхностного натяжения. При частичном заполнении жидкостью пор между частицами сыпучий материал испытывает действие капиллярного давления, которое стремится удержать частицы вместе. При полном обволакивании жидкостью сыпучего материала образуется наполненная твердыми частицами капля, которая сохраняет форму благодаря силам поверхностного натяжения. Сила механического зацепления характерна для частиц неправильной формы и реализуется в основном в сыпучих материалах, испытывающих внешнюю нагрузку. Считаем, что растяжение слоя происходит только тогда, когда днище аппарата при вибрации движется вниз. Ситуация растяжения слоя может возникнуть и при движении днища аппарата вверх, когда скорость его движения замедляется. Движение слоя дисперсного материала при вибрирующем основании описывается трансцендентным уравнением [3].
В результате машинной обработки на ЭВМ изучен фронт распространения опасного сечения в различных режимах при разрушении по высоте h слоя (рис.1) для влажного материала. Кривые а, б, b, г, д имеют параметры: h=0,1 м; w=157с-1; А=10-3 м; r=800 кг/м 3;
а=310 м/с и с постепенным изменением величины продувки при значениях: Dра=0; Dрб=184 кгс/м 2;Dрв=384 кгс/м 2; Dрг=384 кгс/м 2; Dрд=924 кгс/м 2 соответственно. Кривые в`, г`, д` имеют те же параметры при А=0,5Ч10-3 м. Из графика (рис.1) видно, что при движении основания вниз при 0<sinwt<1 происходит отделение (h-x) верхней части слоя. Величина h-x, таким образом, определяет возможный размер агрегатов, возникающих в процессе сушки дисперсных материалов. При движении основания вверх при 1>sinwt>0 может отделяться от основания весь слой. В этом случае выбираем такой режим, когда слой после "отделения" от основания встречается с ним в верхней точке (sinwt=1) и затем происходит описанное ранее. К тому же энергетически более рациональна ситуация отрыва малых частей от верхушки слоя, чем самого слоя. Имея значение размера агрегата d02=h-x и значение потери давления трансцендентное уравнение [3] получим:
, (1)
где А - смещение вибрации, м; w--- круговая частота колебаний, рад/с; r--- плотность слоя дисперсных частиц, кг/м 3; а ---скорость распространения механических колебаний в слое, м/с (определяется опытным путем); g - ускорение гравитации, м/с 2; DР - потери в давлении потока воздуха на слой твердых частиц, кгс/м 2.
В результате анализа уравнения 1 [3] имеем при малых значениях аргумента:
,
Тогда уравнение преобразуется:
(2)
Так как h-x=da2, то условия для виброобработки влажного материала с заданным размером агрегата выразятся уравнением
или
(3)
При отсутствии продувки уравнение примет вид
или (4)
При , т.е. g*=0, имеем
или (5)
Уравнение (5) характеризует состояние ожиженного слоя при условии равновесия. давление вибрирующий капиллярный
Такое состояние виброожиженного слоя является наиболее распространенным и часто используемым в практике.
Используя уравнение (1), можно выбрать такой режим, который бы определил необходимый размер агрегата, ? da2.
Несоблюдение этого режима приводит к образованию агрегатов больших размеров.
В результате аналитических и экспериментальных исследований получена математическая модель, описывающая состояние и физические условия частиц вибрирующего слоя в процессе сушки.
Список литературы
1. Гупало Ю.Т., Черепанов Г.П. О переходе слоя твердых частиц во взвешенное состояние// МЖГ, 1969.- №1.- С.31.
2. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел. - М.: Стройиздат, 1977.
3. Ворошилов А.П., Долгих В.Н., Муштаев В.И. К вопросу о модели вибрирующего слоя. Cушка и грануляция продуктов микробиологического и полного химического синтеза //Тезисы докладов на Республиканской научной конференции.- Тамбов, 1981.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Экспериментальное изучение зависимости гидравлического сопротивления слоя от фиктивной скорости газа. Определение критической скорости газа: скорости псевдоожижения и скорости свободного витания. Расчет эквивалентного диаметра частиц монодисперсного слоя.
лабораторная работа [1,1 M], добавлен 23.03.2015Геометрические параметры и физико-механическое состояние поверхностного слоя деталей. Граничный и поверхностный слой. Влияние механической обработки, состояния поверхностного слоя заготовки и шероховатости на эксплуатационные свойства деталей машин.
презентация [1,9 M], добавлен 26.10.2013Классификация методов переработки пластиковой тары. Принцип создания кипящего слоя. Печь псевдоожиженного слоя, ее схема. Компоновка производственной линии сортировки отходов. Изменение сопротивления слоя сыпучих материалов от скорости сушильного агента.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 08.04.2015Анализ существующей методики получения поверхностного слоя методом электроискрового легирования, которая не учитывает образование слоя на начальном этапе. Зависимость переноса массы от плотности анода и катода. Образование первичного и вторичного слоя.
статья [684,1 K], добавлен 21.04.2014Характеристика сырьевых материалов, используемых для производства керамзитового песка, и основные процессы, происходящие при обжиге. Пути связи влаги с материалом. Принцип создания кипящего слоя. Расчет горения природного газа и теплового баланса.
курсовая работа [220,8 K], добавлен 18.08.2010Надежность машин и механизмов как важнейшее эксплуатационное свойство. Методы проектирования и конструирования, направленные на повышение надежности. Изучение влияния методов обработки на формирование физико-механических свойств поверхностного слоя.
реферат [303,6 K], добавлен 18.04.2016Краткий обзор и характеристики твердых материалов. Группы металлических и неметаллических твердых материалов. Сущность, формирования строения и механические свойства твердых сплавов. Производство и применение непокрытых и покрытых твердых сплавов.
реферат [42,3 K], добавлен 19.07.2010Определение материального баланса колонны и рабочего флегмового числа. Высота светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя. Коэффициенты массопередачи, диффузии и вязкости паров. Конструктивный и гидравлический расчет колонны.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 09.03.2015Обработка поверхностей инструментальной оснастки лазерным излучением. Структурные составляющие модифицированного слоя легированных сталей. Изменение скорости лазерной обработки поверхностного слоя. Распределение микротвердости в поверхностном слое.
статья [602,6 K], добавлен 29.06.2015Термическая обработка чугуна: понятие и виды. Микроструктура и свойства сталей после химико-термической обработки: цементация и азотирование. Зависимость твердости от содержания углерода по глубине цементованного слоя. Распределение азота по толщине слоя.
реферат [541,9 K], добавлен 26.06.2012Рассмотрение особенностей модернизации деревообрабатывающего продольно-фрезерного станка. Расчет высоты снимаемого слоя по мощности механизма резания. Расчет припуска на обработку для выбранной заготовки. Оценка нормирования времени изготовления детали.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 27.10.2017Ручные, гаечные и машинные метчики. Элементы срезаемого слоя при нарезании резьбы. Элементы конструкции протяжки и схемы резания при протягивании. Процесс образования стружки, её усадка. Текстура деформации, образование нароста на передней поверхности.
лекция [604,1 K], добавлен 29.09.2013Параметры топочных газов, подаваемых в сушилку. Расход воздуха, скорость газов и диаметр сушилки. Высота псевдоожиженного слоя. Расчет толщины обечайки, днища. Расчет питателя, вентилятора. Способы повышения интенсивности и экономичности установки.
курсовая работа [524,8 K], добавлен 23.02.2016Обработка металлов и других материалов путем снятия незначительного слоя (опиливания) напильниками. Классификация, виды и критерии выбора напильников. Подготовка к опиливанию и приёмы опиливания, контроль поверхности. Механизация опиловочных работ.
реферат [42,6 K], добавлен 22.04.2014Техническое обоснование и инженерная разработка системы автоматизации управления технологическим процессом обжига цинковых концентратов в печи кипящего слоя. Определение текущих и итоговых затрат и прироста прибыли. Вопросы охраны труда на производстве.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 28.04.2011Устранение дефектов заготовок и деталей в виде вогнутости, выпуклости, волнистости, коробления, искривления. Сжатие выпуклого слоя металла и расширении вогнутого. Правка металлов, основы использования инструментария. Напряжения изгиба и предел упругости.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.07.2010Применение аппаратов с кипящим слоем. Материальный, тепловой, гидродинамический, гидравлический и конструктивный расчеты сушилки с псевдоожиженным слоем. Подбор вспомогательного оборудования: калорифера, циклона, вентилятора, питателя, разгрузителя.
курсовая работа [769,9 K], добавлен 07.08.2017Рассмотрение комплекса основных требований к женскому нарядному костюму для торжеств, техническое описание модели. Анализ ассортимента основного материала. Выбор отделочных и скрепляющих материалов. Составление конфекционной и технической карт на изделие.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.04.2012Определение диаметра цапфы, длины цапфы, среднего удельного давления, угловой скорости вала и окружной скорости цапфы, материала вкладыша, критической толщины смазочного слоя, динамической и кинематической вязкости, количества тепла, отводимого смазкой.
курсовая работа [963,6 K], добавлен 28.01.2016Получение наноалмазов, элементный состав, примеси в них. Образование двойного электрического слоя на поверхности частиц. Факторы агрегативной устойчивости золей детонационных наноалмазов, модифицированных катионами хрома в процессе очистки от углерода.
дипломная работа [839,4 K], добавлен 28.03.2016
