БЕЗУШКО Н. А.

Сортировать по умолчанию названию
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІКИ У РОТОРНО- ПЛІВКОВОМУ АПАРАТІ

    Впровадження енергозберігаючих технологій та одержання якісних продуктів сприяють усталеному розвитку промислового комплексу України. Випарні установки широко використовуються в різних галузях промисловості: фармацевтичній, хімічній, харчовій, металургійній, целюлюлозно-паперовій та ін. Багато термолабільних речовин при нагріванні під атмосферним тиском розкладаються ще задовго до того, як досягається температура їх кипіння. Процесу деструкції речовин сприяє: - висока температура обігріваючої стінки апарата; - тривалий нагрів; - наявність домішок . При виборі випарника необхідно керуватись, головним чином, двома основними вимогами [1]: - випарник повинен мати мінімальний гідравлічний опір при проході парів через нього; - час перебування продукту в зоні нагріву повинен бути мінімальним. Абсолютна величина втрати речовини в значній мірі визначається конструкцією випарника. Мінімальні втрати досягаються, при використанні плівкових і роторно-плівкових випарників, що обумовлено мінімальним часом перебування і затримки речовини в них, а також невеликим опором в таких апаратах. Плівкові випарники з падаючою плівкою кращі ніж випарники з висхідною плівкою внаслідок меншої затримки рідини і меншого опору випарника. Плівкові випарники не використовуються в тих випадках, коли необхідно проводити упарювання речовини до утворення твердого чи дуже в’язкого залишку[2]. В таких випадках доцільно використовувати роторно- плівкові апарати (РПА). В загальному випадку задачею гідродинаміки є швидкості руху і тиску в рідині. В РПА ця задача теоретично не розв’язується.течії плівки рідини від густини зрошення, кількості лопатей, зазору між лопаттю і корпусом, кількості обертів. Часткові результати дослідів представлені на рисунку 1. Досліди показали, що зі збільшенням густини зрошення збільшується значення Wx/Wz . Це обумовлено тим, що при збільшенні густини зрошення імпульс передається ротором через шар повітря, який поступово зменшується і самі лопаті передають плівці рідини кільцеву швидкість. А отже, зменшуються втрати кінетичної енергії на тертя в шарі повітря між лопаттю і рідиною, через це збільшується Wx плівки.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІКИ ТА ТЕПЛООБМІНУ В РОТОРНО-ПЛІВКОВОМУ АПАРАТІ З ШАРНІРНИМ КРІПЛЕННЯМ ЛОПАТЕЙ

    В технологічних процесах виробництва, з використанням термочутливих рідин, набули широкого використання роторно-плівкові апарати (РПА). Такі апарати відносяться до апаратів з підводом механічної енергії, за рахунок якої лопаті ротора при його обертанні утворюють на робочій поверхні плівкову течію оброблюваного рідкого продукту. При цьому вільна поверхня плівки продукту взаємодіє з парогазовою фазою і знаходиться в середині корпуса апарату. В апаратах роторного типу рідина розподіляється по внутрішній поверхні стінки апарату і безперервно піддається додатковій турбулізації, що дозволяє збільшити значення коефіцієнтів тепло- і масо передачі в порівнянні з відповідними коефіцієнтами для гравітаційно стікаючих плівок і використовувати роторні апарати для випарювання дуже в’язких продуктів. В роторних апаратах одночасно знаходиться невелика кількість рідини (зазвичай на протязі від 3 до 20 с), що дозволяє широко використовувати їх для обробки термічних нестійких продуктів [1]. Процеси гідродинаміки, тепло- і масообміну в роторних апаратах мають складний характер, що обумовлено, як конструкцією ротора, так і технологічними параметрами роботи (частотою обертання ротора, густиною зрошення, турбулізацією продукту при обертанні лопатей і т.і.). і на сучасному етапі практично не мають строгого теоретичного рішення. Сучасні методи розрахунку базуються на спільності явищ переносу імпульсу, теплоти та речовини. Втрати тиску (перенос імпульсу) Δ = P τ Пl s. Кількість теплоти, характеризується питомим тепловим потоком q T = Δα . Кількість речовини - питомим масовим потоком D q C = Δβ В роботі пропонується розглядати їх спільність в уявленнях напівемпіричної теорії турбулентного переносу [2]. З аналізу теорії турбулентного переносу випливає, що для розрахунку теплообміну в РПА необхідне теоретичне та експериментальне вивчення потужності N , утримуючої здатності V апарату. та дослідження теплообміну для перевірки адекватності моделі. Крім того для плівкових апаратів важливою характеристикою є мінімальна густина зрошення. Γmin Зниження густини зрошення менше Γmin , призводить до руйнування плівки При наявності зазору між стінкою корпуса і краєм лопаті за останньою утворюється плівка рідини товщиною δ . Формування плівки визначається умовами руху рідини через щілинний зазор, а отже залежить від реологічних властивостей рідини, а також від поперечного перерізу самого зазору. Таким чином об’єм рідини V в апараті складається з об’єму рідини перед лопаттю та за нею. Загальна потужність, яку необхідно підвести до валу ротора є сумою складових потужностей: - потужність, яка витрачається на передачу кінетичної енергії початкового обертання рідини; - потужність, яка йде на перемішування рідини лопатями ротора; - потужність, яка втрачається на ущільнення і опорах валу. При розрахунках біотехнологічних апаратів найбільше практичне Результати роботи можуть бути використані при розрахунку та проектуванні роторно-плівкових апаратів.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІКИ У РОТОРНО- ПЛІВКОВОМУ АПАРАТІ

    При проектуванні і експлуатації роторно-плівкових апаратів для оцінки їх ефективності необхідно знати гідродинамічні умови. Наприклад, для визначення середнього часу перебування продукту в робочій зоні, що особливо важливо для обробки термолабільних речовин. Для опису законів рівномірної течії плівки користуються рівняннями плоского руху рідини [1]. В загальному випадку задачею гідродинаміки є визначення швидкості руху і тиску в рідині [1-3]. В РПА ця задача теоретично не розв’язується. А отже, користуються залежностями, які отримані дослідним шляхом. В роботі досліджувалось співвідношення кільцевої і вертикальної швидкостей течії плівки рідини в залежності від густини зрошення, кількості лопатей, зазору між лопаттю і корпусом, частотою обертання. Експеримент проводився на прозорій моделі роторно-плівкового апарату в такій послідовності: при фіксованій частоті обертання ротора подавали рідину в модель апарата з заданою витратою. Оскільки циліндрична частина апарату була прозора, то можна було візуально спостерігати рух рідини по траєкторії трасера. Контролювали нерозривність потоку, тобто всі досліди проводились при густині зрошення, яка більша за мінімальну. Місце подачі трасера розташовували за початковою ділянкою. При виході на усталений режим замірявся кут φ нахилу траєкторії трасера за допомогою градуювальної шкали нанесеної на корпусі апарату. Частина результатів дослідження представлені на рисунку 1.  рівнянні використовується число Рейнольдса відцентрового модифікованого саме для врахування впливу кількості лопатей, його складовими є теплофізичні властивості повітря. Це пояснюється тим, що саме шар повітря надає рідині радіальної швидкості. Отримане рівняння можна використовувати для розрахунку співвідношення колової і осьової швидкостей при: 192 <Re< 1002;

    Переглянути
  • Дослідження швидкостей у роторно-плівковому апараті з жорстким кріпленням лопатей за умови ізотермічній течії

    Проаналізовано використання роторно-плівкових апаратів із жорстким кріпленням лопатей. Досліджено співвідношення колової та осьової швидкостей за ізотермічної течії рідини. Результати узагальнено емпіричною залежністю.

    Переглянути