Моделирование сушки дисперсных материалов

Название: Моделирование сушки дисперсных материалов.
Издательство: "ХИМИЯ", Ленинградское отделение.
Авторы: В.Ф. Фролов.
Год: 1987.
Формат: djvu.
Страниц: 208.
Разрешение: 300 dpi.
Язык: русский.
Размер: 2,15 Мб.



В данной книге подробно изложено моделирование сушки дисперсных материалов, а также различные методики расчета сушильных установок с разным взаимодействием потока частиц и агента сушки (фонтанирующий и псевдоожиженный слой, сушка в гидродинамически активных режимах и т.д.). Моделирование проводится с целью расчета влагосодержания материала на выходе из установки.

Данное издание рассчитано как на технологов, проектировщиков и научных сотрудников, так и студентов, изучающих процессы и аппараты химической технологии.

Для того чтобы оптимизировать и автоматизировать сложные технологические процессы сушки влажных материалов, требуется развивать методы обоснованного с научной точки зрения моделирования.

В этой книге обобщен весь материал, который имеется в настоящий момент по моделированию конвективной сушки различных дисперсных материалов. В данном случае под моделированием имеется ввиду физический анализ тепломассообмена и гидродинамики рассматриваемых процессов при определенных режимах работы установок, а также их математическое описание и решение поставленных задач с помощью численных и аналитических методов.

Главное, на чём сосредоточено внимание в книге, - это проведение физического анализа сушки, из-за чего не приводится рассмотрение методик инженерного расчета, в которых используются интегральные критериальные соотношения и удельные нагрузки установки по испаряемой влаге.

Приведенные здесь методы расчета и анализа процессов основаны на имеющихся предварительных сведениях о кинетике сушки и нагрева частиц материала. Чаще всего для получения этих сведений используются опытные данные, в которых суммарно учтены неправильная форма частиц исследуемых материалов и возможные эффекты анизотропии тепломассопереносных свойств.

Безусловно, все представленные в литературе на сегодняшний день методики расчета конвективной сушки дисперсных материалов включить в данное издание невозможно (в том числе и сушка жидких продуктов). Так же не всегда удается найти грань между технологическим расчетом и моделированием, поэтому тут представлены наиболее характерные методики расчета, в основе которых лежит анализ физического содержания рассматриваемых процессов.

Одним из главных элементов при моделировании тепломассообмена в сушильных установках с перекрестным движением агента сушки и материала является анализ сушки дисперсных материалов в фиксированном слое. Слой перемещающегося дисперсного материала при взаимодействии с потоком сушильного агента подобен материалу в процессе его периодической сушки. Следовательно, при проведении математического моделирования непрерывной сушки дисперсного материала в шахтных и ленточных сушильных установках с перекрестным движением агента сушки и материала процесс может быть проанализирован аналогично сушке неподвижного слоя частиц в периодическом режиме.

Для проведения дальнейшего анализа становится важной зависимость кинетики сушки одной частицы от ее влагосодержания в данный момент. Выделяют период постоянной и убывающей скорости сушки. В первом случае под этим периодом подразумевается независимость скорости процесса сушки частицы от ее текущего влагосодержания. Периодом убывающей скорости называется период линейной зависимости скорости от влагосодержания. Скорость процесса принимают линейно зависящей от локального значения температуры агента сушки для обоих случаев.

В основе общей методики анализа сушки дисперсных материалов в движущемся слое лежит решение дифференциальных уравнений массопереноса и теплопереноса внутри частиц, учитывая перемены параметров агента сушки по длине установки. Характер изменений параметров агента сушки извне задать нельзя. Он определяется в процессе тепломассообмена между частицами материала и сушильным агентом при их взаимодействии. Для каждой частицы, которая движется в слое дисперсного материала, это значит постоянное изменение внешних потенциалов переноса во времени.

В отраслях промышленности, где требуется проводить сушку мелкодисперсных материалов, большое распространение получили вертикальные трубы-сушилки. Принцип их работы очень простой. В нижнюю часть установки постоянно подводят влажный не комкующийся материал. Он подхватывается потоком нагретого сушильного агента. Сушка проходит очень быстро (пока частицы в трубе), потом в циклоне происходит отделение материала от сушильного агента и выгрузка. Промышленные установки достигают размеров до 20 м в длину и до 1,6 м в диаметре. Чаще всего их используют при сушке дробленого угля и мелкодисперсных кристаллических материалов высокой механической прочности.

Трубы-сушилки занимают небольшую площадь, имеют малые капитальные затраты и очень просты. Высокая интенсивность процесса сушки и маленькое время пребывания материала в установке позволяют использовать сушильный агент с высокой начальной температурой, что не будет негативно отражаться на материале. Основным недостатком таких установок считается большой расход энергии для перемещения агента сушки с необходимой для устойчивого вертикального транспорта материала скоростью. Отмечается и большой расход теплоты на сушку, если в установке не предусматривается использование агента сушки, который покидает трубу-сушилку, но имеет еще высокую температуру и низкое влагосодержание.

Основные пункты оглавления:

Глава 1. Общие сведения о кинетике сушки влажных материалов.
Глава 2. Сушка при перекрёстном движении материала и сушильного агента.
Глава 3. Сушка при прямо- и противотоке материала и сушильного агента.
Глава 4. Сушка в вертикальных трубах-сушилках.
Глава 5. Сушка в закрученных потоках.
Глава 6. Сушка в псевдоожиженном слое.