Вопросы энергосбережения при применении компрессорной техники в производстве гранулированных продуктов

Сумский государственный университет

ВОПРОСЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ

В.М. Маренок, асп.;

В.И. Склабинский, д-р техн. наук, проф.

В настоящее время в производстве гранулированных продуктов широко применяются грануляторы с псевдоожиженным слоем, работа которых обеспечивается газодувками высокого давления и компрессорами. В сравнении с грануляторами других конструкций они имеют ряд преимуществ, таких, как высокая интенсивность протекания массообменных и теплообменных процессов в аппарате, сравнительно малые габаритные размеры и т.д.

Принцип работы вихревого гранулятора (разновидность грануляторов псевдоожиженного слоя) заключается в том, что на псевдоожиженный вихревой слой гранул подаётся раствор гранулируемого вещества. Раствор попадает на поверхность гранулы, частично теряет влагу и кристаллизуется. При этом все гранулы увеличиваются и выводятся с гранулятора через разгрузочное устройство.

Для обеспечения качественного распыла и получения мелкодисперсного факела раствора применяются пневматические распылители. При этом для подачи распыливающего агента, в качестве которого используется воздух, применяются поршневые компрессоры.

Основной характеристикой работы пневматической форсунки является её дисперсная характеристика. С точки зрения энергосбережения наиболее важными характеристиками пневматического распылителя являются удельный расход распыливающего агента и энергетические затраты. На величину энергетических затрат при распылении существенное влияние оказывают конструктивные особенности оформления форсунки и принцип её работы.

При диспергировании жидкости пневматическими форсунками основным параметром, влияющим на дисперсность факела распыла, является скорость истечения газожидкостной смеси.

Влияние удельного расхода газа и физико-химических свойств потоков на медианный диаметр можно представить в виде эмпирического уравнения [1].

,

где d_м - медианный диаметр капель;

с_Г и с_ж - плотность газа и жидкости соответственно;

w_см - скорость истечения газожидкостной смеси;

у_ж - поверхностное натяжение жидкости;

н_Г и н_ж - кинематическая вязкость газа и жидкости соответственно;

м_ж - динамическая вязкость жидкости;

m_ж - массовый расход жидкости;

С_к - коэффициент, зависящий от конструкции распылителя.

Качественная зависимость медианного диаметра капель d_м от отношения массовых расходов газа и жидкости m_г/m_ж, полученная на основе приведённого выше уравнения, показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Качественная характеристика зависимости медианного диаметра капель от отношения массовых расходов газа и жидкости

Из графика следует, что при увеличении отношения массовых расходов газа и жидкости диаметр капель уменьшается. Характеристика, приведённая на рисунке 1, имеет гиперболическую зависимость.

Можно сделать вывод, что при возрастании отношения массовых расходов газа и жидкости диаметр капель изменяется в незначительной степени. Объясняется это тем, что диспергирование жидкости происходит только до определённого значения отношения массового расхода газа к массовому расходу жидкости. Дальнейшее увеличение массового расхода распыливающего агента практически не влияет на качество распыливания и способствует только увеличению дальности полёта капель и росту энергетических затрат.

Качество диспергирования зависит не только от скорости истечения газожидкостной смеси, но и от удельной энергии распыливающего агента. Эффективность использования удельной энергии определяется в значительной мере конструкцией распылителя, его геометрическими размерами и взаимодействием потоков.

Итак, в итоге можно сделать вывод, что эффективность использования энергии при распылении жидкостей пневматическими форсунками зависит от эффективности выбора конструкции распылителя и от оптимального выбора режима проведения процесса распыления, что обеспечивается рациональным подбором компрессорного оборудования.

SUMMARY

The main idea of paper is that the economy is possible at spraying liquids by air-atomizing burners. This economy of energy can be achieved at correct selection of regime parameters of process of spraying and due to rational selection of the compressor equipment.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пажи Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыливания жидкостей. - М.: Химия, 1984. - 256 с.