Исследование интенсивности продольного перемешивания газовой фазы в аппарате с активным гидродинамическим режимом

УДК 66.63.9.032.31

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОДОЛЬНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В АППАРАТЕ С АКТИВНЫМ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ

© А.М. Воробьев, Г.С. Кормильцин, В.М. Дмитриев, А.А. Горелов

Vorobyev A.M., Kormiltsin G.S., Dmitriev V.M., Gorelov A.A. A Study Of The Intensity Of The Geseous Phase Longitudinal Mixing In The Unit With Active Hydrodynamic Operation. The Longitudinal mixing of the gaseous phase in the unit having a twisted layer of grain material is studied depending on the velocity and angle of the gas flow input. The criteria dependence for determining the longitudinal mixing coefficient is obtained.

При исследовании процессов сушки в псев-доожиженных слоях необходимы сведения, позволяющие проанализировать структуру газового потока, определяющего гидродинамическую обстановку в аппарате.

В серии аппаратов с активными гидродинамическими режимами, получившими широкое распространение в последние годы особое место занимают аппараты с закрученными потоками. Как показали исследования [1, 2], степень закручивания потока газа является одним из основных факторов, определяющих гидродинамическую обстановку в аппарате, гидравлическое сопротивление аппарата и тепломассообмен.

Эксперименты проводились методом изучения кривых вымывания газа-трассера (гелия) из аппарата при различной интенсивности закручивания и изменяющемся расходе газовой фазы, а также различной степени загрузки аппарата твердым материалом. Принципиальная схема установки описана в [3]. Зернистый материал продувался потоком воздуха, угол ввода которого к продольной оси аппарата изменялся в пределах от 0 до 50°. Так как скорость газовой фазы на входе в аппарат достигала 10 4- 15 м/с, то особые требования предъявлялись к датчику. Нами был использован кондук-тометрический датчик оригинальной конструкции, сохраняющий линейную зависимость между выходным сигналом датчика и концентрацией газа-трассера при изменении его концентрации от 0 до 5 % (объемн.). В опытах варьировались: скорость газовой фазы на входе в аппарат, степень ее закрутки, степень загрузки аппарата твердым материалом, в качестве которого были использованы частицы фторопласта, полиамида и полиэтилена различного диаметра.

Полученные в ходе экспериментов кривые отклика на ступенчатые возмущения обработаны по методике, изложенной в [4].

Рис. 1. Зависимость числа Репр.у от скорости воздуха во входном сечении конической части аппарата. Графики: 1 - а = 50°; 2 - а = 30°; 3 - а = 20°. Материал - полиамид-610, ^э = 2,5 мм.

По экспериментальным данным была получена зависимость для определения коэффициента продольного перемешивания

Репр.у = 358 Ке~°’627ф°>301(со8а)'0214

(Ые = 700 - 2300, ф = 0,06 4- 0,16, а = 0 4- 50°),

где Яе = Кс4э/Тг ‘ число Рейнольдса; ф - степень заполнения рабочего объема аппарата твердым материалом; а - угол входа теплоносителя в аппарат; гс - среднерасходная скорость воздуха на входе в аппарат.

На рис. 1 показана зависимость числа Репр.У = УсН/Впр.т от скорости газовой фазы на входе в аппарат.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рудобашта С.П. и др. // Сушилка с закрученным потоком инертного носителя: Тез. докл. / Всесоюз. конф. "Процессы и аппараты для микробиологических производств". Грозный, 1986. 95 с.

2. Рудобашта С. П. и др. Исследование аппарата с закрученным псевдоожиженным слоем инертного носителя // Изв. вузов. Химия и хим. технология. Иваново, 1988. № 12. С. 121.

3. Воробьев А.М. Сушка материалов в аппарате с двухфазным закрученным потоком: Автореф. дис. ... канд. тех. наук. Тамбов: ТИХМ, 1988. 16 с.

4. Левеншпилъ О. Инженерное оформление химических процессов. Л.: Химия, 1969. 621 с.

Поступила в редакцию 6 мая 1997 г.