ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПСЕВДОЗРІДЖЕННЯ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ ГАЗОРОЗПОДІЛЬНОГО ПРИСТРОЮ ЩІЛИННОГО ТИПУ

Анотація

Метою експериментальних досліджень є визначення особливостей конструкції газорозподільного пристрою (ГРП) для підведення зріджуючого агента при реалізації струменево-пульсаційного режиму псевдозрідження в апаратах для зневоднення та грануляції. Підведення зріджувального агента із температурою tвх. 200 240 С до камери гранулятора дозволить підвищити ефективність процесу грануляції, проте може спричинити оплавлення зернистого матеріалу на елементах ГРП через наявність застійних зон. Для уникнення застійних зон розроблено ГРП щілинного типу [1] із коефіцієнтом живого перерізу φ 6% [2]. Моделювання гідродинамічного режиму в камері апарата із розмірами АхВхН 0,11×0,3×0,8м проводилося у програмному середовищі SolidWorks однофазної системи. За результатами моделювання процесу підведення зріджувального агента перпендикулярно (wг1) до вектора швидкості руху газу (wг2) у щілинах ГРП (тип 1) отримано епюру швидкостей газу, рисунок 1а. Це спричинило зменшення швидкості на верхній пластині ГРП від wг 15м/с до wг 11м/с на відстані від лівої щілини lmax1 54,9мм, зона А1. У випадку встановлення направляючих пластин 1, 2 (тип 2), рисунок 1б підведення зріджувального агента забезпечує однакове направлення векторів швидкостей руху газового потоку при підведенні (wг1) до щілин та у них (wг2). Епюра швидкостей характеризується більшою зоною розподілення швидкості wг 15м/с на верхній пластині, яка зменшується до wг 12м/с на відстані від лівої щілини lmax2 76,8мм, зона А2, що у 1,4 рази перевищує значення, отримані при моделюванні гідродинамічного режиму в камері з ГРП типу 1. Це унеможливлює появу великих застійних зон. Практична перевірка отриманих результатів моделювання гідродинамічного режиму в SolidWorks проводилася для двофазної системи газ-тверді частинки на пілотній установці з розмірами камери гранулятора АхВхН 0,11×0,3×0,8м [3]. Висота шару гранул із еквівалентним діаметром De 2,4 мм визначалась із умови ΔРш/(gDe) 80 100 [2]. Фотофіксації взаємодії зріджувального агента та зернистого матеріалу в апараті псевдозрідженого шару підтверджують результати, отримані при моделюванні процесу в SolidWorks, адже застійна зона В при застосуванні ГРП типу 2 значно менша, порівняно з ГРП типу 1, рисунок 2. Експериментально визначено значення коефіцієнтів гідравлічного опору ζ газорозподільних пристроїв із різними способами підведення зріджуючого агента, рисунок 3. Таким чином, застосування ГРП типу 2 при коефіцієнті гідравлічного опору ζ2≈2.15, що у 1,33 рази менший, ніж у ГРП типу 1, відповідно зменшує застійну зону на верхній пластині та витрати енергії на процес грануляції. У подальшому планується перевірка можливості застосування ГРП типу 2 при зневодненні рідких систем у псевдозрідженому шарі.

Метою експериментальних досліджень є визначення особливостей конструкції газорозподільного пристрою (ГРП) для підведення зріджуючого агента при реалізації струменево-пульсаційного режиму псевдозрідження в апаратах для зневоднення та грануляції. Підведення зріджувального агента із температурою tвх. 200 240 С до камери гранулятора дозволить підвищити ефективність процесу грануляції, проте може спричинити оплавлення зернистого матеріалу на елементах ГРП через наявність застійних зон. Для уникнення застійних зон розроблено ГРП щілинного типу [1] із коефіцієнтом живого перерізу φ 6% [2]. Моделювання гідродинамічного режиму в камері апарата із розмірами АхВхН 0,11×0,3×0,8м проводилося у програмному середовищі SolidWorks однофазної системи. За результатами моделювання процесу підведення зріджувального агента перпендикулярно (wг1) до вектора швидкості руху газу (wг2) у щілинах ГРП (тип 1) отримано епюру швидкостей газу, рисунок 1а. Це спричинило зменшення швидкості на верхній пластині ГРП від wг 15м/с до wг 11м/с на відстані від лівої щілини lmax1 54,9мм, зона А1. У випадку встановлення направляючих пластин 1, 2 (тип 2), рисунок 1б підведення зріджувального агента забезпечує однакове направлення векторів швидкостей руху газового потоку при підведенні (wг1) до щілин та у них (wг2). Епюра швидкостей характеризується більшою зоною розподілення швидкості wг 15м/с на верхній пластині, яка зменшується до wг 12м/с на відстані від лівої щілини lmax2 76,8мм, зона А2, що у 1,4 рази перевищує значення, отримані при моделюванні гідродинамічного режиму в камері з ГРП типу 1. Це унеможливлює появу великих застійних зон. Практична перевірка отриманих результатів моделювання гідродинамічного режиму в SolidWorks проводилася для двофазної системи газ-тверді частинки на пілотній установці з розмірами камери гранулятора АхВхН 0,11×0,3×0,8м [3]. Висота шару гранул із еквівалентним діаметром De 2,4 мм визначалась із умови ΔРш/(gDe) 80 100 [2]. Фотофіксації взаємодії зріджувального агента та зернистого матеріалу в апараті псевдозрідженого шару підтверджують результати, отримані при моделюванні процесу в SolidWorks, адже застійна зона В при застосуванні ГРП типу 2 значно менша, порівняно з ГРП типу 1, рисунок 2. Експериментально визначено значення коефіцієнтів гідравлічного опору ζ газорозподільних пристроїв із різними способами підведення зріджуючого агента, рисунок 3. Таким чином, застосування ГРП типу 2 при коефіцієнті гідравлічного опору ζ2≈2.15, що у 1,33 рази менший, ніж у ГРП типу 1, відповідно зменшує застійну зону на верхній пластині та витрати енергії на процес грануляції. У подальшому планується перевірка можливості застосування ГРП типу 2 при зневодненні рідких систем у псевдозрідженому шарі.

Корнієнко Я.М., Гайдай С.С., зав. лаб. Мартинюк О.В., Любека А. М.