Исследование влияния дополнительных вводов ожижающего агента на гидродинамические параметры фонтанирующего слоя

Аннотация

Актуальность: сушка высоковлажных дисперсных материалов, особенно склонных к агломерации и образованию неустойчивых комков, относится к числу наиболее сложных тепло- и массообменных процессов. Дополнительные трудности возникают при переработке полидисперсных волокнообразующих полимеров, для которых характерно ухудшение условий псевдоожижения и нестабильность гидродинамического режима. В связи с этим представляет интерес поиск конструктивных решений, обеспечивающих повышение интенсивности перемешивания частиц и расширение диапазона устойчивой работы аппарата фонтанирующего слоя.

Цель: в работе исследовано влияние дополнительной подачи теплоносителя в периферийные области аппарата на характер движения твердой фазы и основные гидродинамические параметры процесса. Экспериментальные исследования выполнены на установке фонтанирующего слоя с комбинированной подачей воздуха — через нижний и боковые вводы. Для оценки структуры перемешивания применён импульсный трассерный метод с последующей обработкой кривых отклика методом моментов. Наряду с этим проведён анализ кривых фонтанирования, определены значения рабочего и предельного перепадов давления, установлены условия начала устойчивого фонтанирования и рассчитано число фонтанирования при различных режимах распределения газового потока.

Методы: показано, что перераспределение расхода теплоносителя в пользу боковых вводов способствует заметной интенсификации гидродинамики слоя. При этом снижаются скорость перехода к режиму фонтанирования и максимальный перепад давления, а увеличение числа фонтанирования указывает на усиление циркуляционного обмена частиц в аппарате. Установлено, что активизация периферийных потоков улучшает использование теплоносителя, способствует ускорению обработки материала и одновременно сохраняет рабочий перепад давления на приемлемом уровне. Определены рациональные условия распределения воздушных потоков, при которых достигается наиболее стабильный режим функционирования установки.

Результаты: полученные результаты подтверждают, что применение аппаратов фонтанирующего слоя с дополнительным периферийным вводом теплоносителя является перспективным направлением для сушки высоковлажных, комкующихся и полидисперсных материалов, требующих интенсификации гидродинамического воздействия.