Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов
На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан термофоретический каплеуловитель производительностью 700...1500 м3/ч для испарительно-сушильных агрегатов. Применение конструкции неизотермического каплеуловителя позволяет улавливать частицы, включая частицы конденсацио...
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2006
|
| Назва видання: | Промышленная теплотехника |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61458 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов / А.А. Долинский, С.С. Рыжков, А.П. Гартвиг // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 6. — С. 49-54. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-61458 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-614582014-05-06T03:01:32Z Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов Долинский, А.А. Рыжков, С.С. Гартвиг, А.П. Теория и практика сушки На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан термофоретический каплеуловитель производительностью 700...1500 м3/ч для испарительно-сушильных агрегатов. Применение конструкции неизотермического каплеуловителя позволяет улавливать частицы, включая частицы конденсационного происхождения менее 20 мкм, а также пары веществ. На основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень розроблено термофоретичний каплевловлювач продуктивністю 700...1500 м3/ч для випарювальноно-сушильних агрегатів. Застосування конструкції неізотермічного каплевловлювача дозволяє уловлювати частинки, включаючи частинки конденсаційного походження менш ніж 20 мкм, а також пару речовин. On the basis of our theoretical and experimental investigations, a thermophoretic scrubber with a productivity of 700…1500 m3/h for evaporating-drying units has been developed. Application of the design of the nonisothermal scrubber enables one to catch particles, including those of condensation origin, less than 20 microns, and also vapors. 2006 Article Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов / А.А. Долинский, С.С. Рыжков, А.П. Гартвиг // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 6. — С. 49-54. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61458 629.12.03 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Теория и практика сушки Теория и практика сушки |
| spellingShingle |
Теория и практика сушки Теория и практика сушки Долинский, А.А. Рыжков, С.С. Гартвиг, А.П. Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов Промышленная теплотехника |
| description |
На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан термофоретический каплеуловитель производительностью 700...1500 м3/ч для испарительно-сушильных агрегатов. Применение конструкции неизотермического каплеуловителя позволяет улавливать частицы, включая частицы конденсационного происхождения менее 20 мкм, а также пары веществ. |
| format |
Article |
| author |
Долинский, А.А. Рыжков, С.С. Гартвиг, А.П. |
| author_facet |
Долинский, А.А. Рыжков, С.С. Гартвиг, А.П. |
| author_sort |
Долинский, А.А. |
| title |
Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов |
| title_short |
Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов |
| title_full |
Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов |
| title_fullStr |
Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов |
| title_full_unstemmed |
Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов |
| title_sort |
разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Теория и практика сушки |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61458 |
| citation_txt |
Разработка термофоретического каплеуловителя для испарительно-сушильных агрегатов / А.А. Долинский, С.С. Рыжков, А.П. Гартвиг // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 6. — С. 49-54. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT dolinskijaa razrabotkatermoforetičeskogokapleulovitelâdlâisparitelʹnosušilʹnyhagregatov AT ryžkovss razrabotkatermoforetičeskogokapleulovitelâdlâisparitelʹnosušilʹnyhagregatov AT gartvigap razrabotkatermoforetičeskogokapleulovitelâdlâisparitelʹnosušilʹnyhagregatov |
| first_indexed |
2025-07-05T12:28:47Z |
| last_indexed |
2025-07-05T12:28:47Z |
| _version_ |
1836810007644995584 |
| fulltext |
Введение
В настоящее время в технологиях распыли;
тельной сушки в качестве одного из главных ре;
сурсосберегающих элементов используют капле;
улавливающие устройства, которые возвращают
уносимый потоком в капельном и парообразном
виде рабочий раствор обратно в цикл. В сущест;
вующих сушильных агрегатах используется сис;
тема мокрых циклонов, которые обладают недо;
статочной эффективностью очистки и не
улавливают капли менее 20 мкм и пары веществ.
Повышение эффективности улавливания капель
мене 20 мкм в испарительно;сушильных агрега;
тах позволит экономить ценные материалы и по;
высить их экологическую чистоту.
В данной работе приведены результаты разработ;
ки высокоэффективного термофоретического кап;
леуловитея для испарительно;сушильных агрегатов.
Методы исследования
Для отработки термофоретического каплеуло;
вителя создан специальный экспериментальный
стенд, который представлял собой аэродинами;
ческую трубу открытого типа, снабженную сред;
ствами измерения, регулировки и контроля (рис.
1). Для исследования осаждения капель в су;
шильных установках выбиралась модельная дис;
персная двухфазная среда, которая соответство;
вала параметрам и характеристикам (вязкости и
плотности) аэрозольных сред в сушильном обо;
рудовании. Модельная среда содержала грубоди;
сперсные капли яблочного сока диаметром
20…200 мкм и капли менее 20 мкм, включая кап;
ли конденсационного происхождения и пары.
Для этого использовались специальные генера;
торы как грубодисперсного, так и высокодис;
персного аэрозоля, представляющие собой подо;
греваемые камеры с распылительными
форсунками.
Модельная двухфазная среда создавалась сле;
дующим образом. Воздух через расходомерный
коллектор 5 поступал в нагреватель 6, где его тем;
пература повышалась до 100 оС. Затем нагретый
воздух направлялся в генератор крупных частиц
2. Здесь воздушный поток разделялся заслонкой
на два потока в различных пропорциях. Один из
них выходил из трубы 4 и направлялся к выход;
ному патрубку, а второй под перфорированный
лист барботажной камеры 3. Камера была запол;
нена соком и расположена в нижней части гене;
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6 49
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
На основі проведених теоретичних
та експериментальних досліджень роз-
роблено термофоретичний каплевлов-
лювач продуктивністю 700...1500 м3/ч
для випарювальноно-сушильних агре-
гатів. Застосування конструкції неізо-
термічного каплевловлювача дозволяє
уловлювати частинки, включаючи час-
тинки конденсаційного походження
менш ніж 20 мкм, а також пару речовин.
На основе проведенных теоретических
и экспериментальных исследований раз-
работан термофоретический каплеулови-
тель производительностью 700...1500 м3/ч
для испарительно-сушильных агрега-
тов. Применение конструкции неизо-
термического каплеуловителя позво-
ляет улавливать частицы, включая
частицы конденсационного происхож-
дения менее 20 мкм, а также пары ве-
ществ.
On the basis of our theoretical and
experimental investigations, a ther-
mophoretic scrubber with a productivity of
700…1500 m3/h for evaporating-drying
units has been developed. Application of
the design of the nonisothermal scrubber
enables one to catch particles, including
those of condensation origin, less than 20
microns, and also vapors.
УДК 629.12.03
ДОЛИНСКИЙ А.А., РЫЖКОВ С.С.,
ГАРТВИГ А.П.
Институт технической теплофизики НАН Украины
РАЗРАБОТКА ТЕРМОФОРЕТИЧЕСКОГО
КАПЛЕУЛОВИТЕЛЯ ДЛЯ ИСПАРИТЕЛЬНО-СУШИЛЬНЫХ
АГРЕГАТОВ
ратора. Внутри камеры были установлены элек;
трические подогреватели. Воздух проходил бар;
ботажную камеру, вспенивал нагретый сок и на;
сыщался его парами и каплями и образовывал
аэрозольную среду. Концентрация и дисперс;
ность жидкой фазы зависила от расхода и скоро;
сти воздуха, проходящего через барботажную ка;
меру. Расход воздуха регулировался заслонкой 21,
расположенной перед нагнетателем 22. В выход;
ном участке камеры была расположена форсунка
подачи сока насосом 27 из бака 26. При этом рас;
ход сока контролировался ротаметром 9. Это
позволяло создавать повышенные (до 1,0 кг/м3)
концентрации сока в воздухе. Высокодисперс;
ный аэрозоль конденсационного типа (со сред;
ним диаметром капель 0,3…0,35 мкм) подавался
в выходной участок из генератора 7. Через выход;
ной участок камеры смесь воздуха и сока посту;
пала в измерительный участок 10. В участке 10
имелись инерционный зонд 11, пробозаборник в
виде трубки полного давления 12 и пробоотбор;
ник 13. За участком располагался исследуемый
каплеуловитель 23, входной патрубок которого
соединялся с измерительным участком 10. Вы;
ходной патрубок очистителя присоединялся к
измерительному участку 17, в котором также
имелся инерционный зонд 18 и пробоотборник
20. Перепады давлений на коллекторе 6 и сопро;
тивление каплеуловителя измерялись микрома;
нометрами 8 и 24. Для измерения концентрации
сока в воздухе использовался аспиратор 15 с ал;
лонжами 13,19 и торсионные аналитические ве;
сы 14.
Дисперсный состав капель определяли при
помощи инерционных зондов 11 и 18, а также
счетчика частиц АЗ;5 ;16 и фотометра аэрозолей
типа ФАН У4.2. Осажденные на зондах частицы
изучали при помощи микроскопа с увеличением
в 300 раз и фотографированием с последующим
анализом результатов с помощью методов мате;
матической статистики. Испытуемый каплеуло;
витель устанавливался на жесткое основание 1,
где также закреплялся генератор 2. Уловленный
сок сливался в бак 26, имевший мерную линейку.
Для определения концентрации частиц исполь;
зовались аналитические фильтры АФА. Также в
процессе испытаний определялось количество
уловленного очистителем сока по изменению
уровня сока в баке 26, куда оно поступало по тру;
бе 25.
Расход высокодисперсного аэрозоля из ге;
нератора 7 регулировался количеством подава;
емого в него сжатого воздуха низкого давле;
ния. Наличие двух генераторов аэрозоля 2, 7 и
50 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Рис. 1. Схема экспериментального стенда с модельной средой. Обозначения элементов в тексте.
форсунки распыла 9 позволяло образовывать
при перемешивании с горячим воздухом двух;
фазную среду с параметрами, соответствую;
щими параметрам испарительно;сушильных
агрегатов.
Целью стендовых испытаний являлось опре;
деление зависимости коэффициентов очистки
(суммарного и фракционного) от аэродинамиче;
ского сопротивления очистителя, расхода среды
и ее температуры.
Результаты исследований
На основе ранее проведенных исследований и
расчетов [1–4] была разработана комплексная
схема интенсификации термофоретического пе;
реноса частиц в системе очистки, на основе кото;
рой создана конструкция неизотермического
каплеуловителя для модернизации испаритель;
но;сушильных аппаратов (см. рис. 2).
Неизотермический каплеуловитель работает
следующим образом. Очищаемая среда через вход;
ной патрубок поступает в раздатчик газа, откуда
после разгона в системе сопл 2 в виде струй на;
правляется на пластину U – образной формы, где
происходит инерционное осаждение капель на
внутренней поверхности корпуса, их слияние с об;
разованием пленки. Пленка под воздействием си;
лы тяжести и потока транспортируется вниз к пат;
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6 51
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Рис. 3. Экспериментальный стенд
каплеуловителя для сушильно%испарительных
установок с неизотермическим сеточным
плоским коагулятором.
Рис. 2. Схема неизотермического каплеуловителя для испарительно%сушильного агрегата.
1 – входной патрубок; 2 – система сопел; 3 – патрубок подвода охлаждающей воды; 4 – патрубок
отвода воды; 5 – неизотермический коагулятор; 6 – пакет профилей; 7 – патрубок слива;
8 –корпус; 9 – выходной патрубок.
рубку слива 7. Из нижней части выходной камеры
жидкость удаляется через патрубок слива 6. Низко;
инерционные частицы поступают в неизотермиче;
ский сеточный коагулятор 5, где осаждаются за
счет градиента температур, пульсаций скорости и
инерции с коагуляцией осажденных частиц за счет
капиллярных сил [5]. Выносимые потоком укруп;
ненные капли попадают в пакет волнообразных
профилей, где происходит инерционное осажде;
ние. Выходные пластины профилей содержат вер;
тикальные отводящие канавки, через которые от;
водится жидкость, уловленная на волнообразной
части профилей. Использование пакета профилей
существенно снижает габариты каплеуловителя и
расширяет возможный интервал расходов газа.
Уловленная жидкость стекает в поддон газоочис;
тителя и удаляется из его корпуса через отводной
патрубок. Очищенный воздух направляется в вы;
ходную камеру, а из нее в отводящий патрубок 9.
Для подтверждения эффективности работы
калеуловителя был изготовлен опытный образец,
рассчитанный на расход воздуха 1000…1500 м3/ч.
Его фотография на стенде дана на рис. 3. Резуль;
таты стендовых испытаний каплеуловителя
представлены в таблице. Установлено, что коэф;
фициент суммарной эффективности превысил
99,7% при входных концентрациях от 0,1 до 1 кг/м3.
Потери из;за уноса микрокапель на расчетном
режиме 1500 м3/ч составили не более 60 г/ч при
охлаждении коагулятора вместо 115 г/ч для слу;
чая без охлаждения. Аэродинамическое сопро;
тивление составило 1,8…3,0 кПа в интервале рас;
ходов от 900 до 1500 м3/ч.
Перспективы использования
неизотермического каплеуловителя
испарительно&сушильных агрегатов
В настоящее время одними из наиболее эф;
фективных сушильных установок являются
[6–8]:
испарительно;сушильные агрегаты
(АИС);
распылительно;сушильные агрегаты
(АРСЧ ;200);
испарительно;сушильные агрегаты с ре;
циркуляцией (ИСАР ;700);
распылительные сушильные установки
для трудносохнущих материалов (с низкой тем;
пературой размягчения).
Замена блока мокрых циклонов из 6 штук на
разработанный неизотермический каплеуло;
витель позволит улавливать до 99,7 % частиц в
потоке (в том числе капли менее 3 мкм), сни;
зить энергозатраты, тем самым повысить эко;
логические и ресурсосберегающие показатели.
52 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Та б л и ц а . Результаты стендовых испытаний неизотермического каплеуловителя для сушильных
установок без охлаждения сеточного коагулятора из 50 рядов сетки, диаметр проволки 0,1 мм
Применение агрегата каплеуловителя с неизо;
термическим коагулятором позволит перевес;
ти на безотходную технологию производство
некоторых продуктов микробиологического
синтеза.
Также перспективно внедрение созданного
каплеуловителя в распылительно;сушильных
агрегатах (рис.4), предназначенных для про;
изводства сухого концентрата чая, а также для
концентрирования и сушки других высоко;
влажных термочувствительных растворов.
Схема установки может быть дополнена барь;
ером стерильности (испарительно;сушиль;
ные агрегаты), что позволит обезвоживать в
стерильных условиях высоковлажностные
термолабильные растворы медицинских пре;
паратов.
Выводы
Разработана и испытана конструкция неизо;
термического каплеуловителя для испарительно;
сушильных агрегатов, которая позволяет улавли;
вать частицы менее 20 мкм, включая частицы
конденсационного происхождения и пары ве;
ществ. Ее применение повысит эффективность
выделения продукта до 5…7 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Басок Б.И., Рыжков С.С. Исследование
влияния температуры на процесс улавливания
высокодисперсных частиц аэрозоля в гладком
канале // Промышленная теплотехника. – 2006. ;
№3. – С. 141–145.
2. Басок Б.И., Рыжков С.С. Экологичес;
кие ресурсосберегающие технологии для
промышленной теплотехники на основе
дисперсных двухфазных сред // Промыш;
ленная теплотехника. – 2001. – Т. 23, №4. –
С. 141–145.
3. Басок Б.И., Рыжков С.С. Термофоретичес;
кая очистка воздуха в энергетическом оборудова;
нии. // Промышленная теплотехника. – 2003. –
Т. 25, №5. – С. 45–50.
4. Басок Б.И., Рыжков С.С. Эксперименталь;
ная установка для исследования процессов ути;
лизации дисперсных частиц в двухфазном пото;
ке// Промышленная теплотехника. – 2006. №4. –
С. 141–145.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6 53
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Рис. 4. Схема испарительно%сушильного агрегата с рециркуляцией с каплеуловителем с плоским
гофрированным неизотермическим коагулятором. 1 – испарительная камера; 2 – сушильная камера;
3 – теплогенератор; 4 – система сухих циклонов; 5 – модернизированный каплеуловитель;
6 – расходная емкость; 7 – разделительный циклон; 8, 9, 10 – вентилятор; 11 – насос.
5. Басок Б.И., Рыжков С.С. Исследование ха;
рактеристик дисперсного двухфазного потока в
неизотермическом плоском сеточном коагулято;
ре // Экотехнологии и энергосбережение Между;
народный научно –прикладной журнал. – 2006. –
№ 3. – С.47–49.
6. Долинский А.А., Иваницкий Г.К. Внутрен;
ние процессы переноса и их влияние на оптими;
зацию распылительной сушки // Промышлен;
ная теплотехника. – 1979. – №1. – С. 57–65.
7. Долинский А.А., Иваницкий Г.К. Оптими;
зация процессов распылительной сушки. – К.:
Наук. думка, 1984. – 240 с.
8. Снежкин Ю. Ф., Боряк Л. А., Хавин А.А.
Энергосберегающие теплотехнологии произ;
водства пищевых порошков из вторичных сы;
рьевых ресурсов. – К.: Наук. думка, 2004. –
29 с.
Получено 07.09.2006 г.
54 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
|