Диссертация (1025509), страница 28

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 28)

Определяется порезультатам модельных исследований,классификаторовсдлягидроциклонов-диаметром dц=0,025...0,050 м вычисляется поформуле:73,84; d ч  d 50 / ln 2  d 50 / 0,69315 ; d ч. р  d 50.э / ln 2 , мкм;w' 0dч 2 d ц  1или d ч  9,3 50  k 0 , мкм;d l–величинаосредненногоизмененияэффективногодиаметравзаимодействия частиц размером dч при их «рассеивании» на частицахвсехразмеров,мкм.Определяетсяпорезультатамисследований и может быть представлена в виде зависимости:модельных1952 d ц   Qinl  1  4,57 50  d   Q dц    0,33 50 w' 0 3 / 2  , мкм d 22  d 50  3 / 2  dц  k0или l  1  0,3 50  ( K in  1)    7,63   , мкм;ddц  ∆l – изменение эффективного диаметра взаимодействия частиц размеромdч за счет физико-химических, гидродинамических и других явлений.Определяется по результатам модельных исследований.

Для исследуемыхрасходных характеристик и конструкции классификатора при давленияхподачи суспензии, обеспечивающих стабильную гидродинамическуюобстановку в аппарате ∆l=0, мкм;b– эмпирический коэффициент, характеризующий интенсивностьслучайных составляющих, с-1. Определяется по результатам модельныхисследований.Дляисследованныхрасходныххарактеристикиконструкции инжектора T2:2 dц b  1,17 10  50   const , с-1;d 7для исследованных расходных характеристик и конструкции инжектора T1: dц b  10   50 d 722 win w 07  d  0,174    b   10   50   0,174   in   1,17  , с-1 d   w' 0  w' 0 2илиb  107 dц 0  50  0,54  ( K in  1)  b  10 7d2 dц -1  50  0,54  ( K in  1)  1,17  , с ;d   l   d ч  exp   – величина, характеризующаяb    b 1    dч  l   dч интенсивность случайных составляющих при n=1, с-1;3 d 50   win  (n  1) Q  k  1  0,262 d   w'  hц0S0n 1видзависимостидля1  exp   0,0106  Fr '   d 50 d 1,143цвычислениявеличины,интенсивность классификационного воздействия, с-1;– общийхарактеризующей196 d 50 (n  1) Q k10,262d h ц S0n 13 win   w'0  2 0,13   d ц  w'  d 50  0 – вид зависимости длявычисления значения коэффициента k, характеризующего интенсивностьклассификационного воздействия для гидроциклонов-классификаторов сдиаметром цилиндрической части в диапазоне dц=0,025...0,050 м, с-1;Cч kф2 dч218ч  с  – постоянная величина для i-ой фракции диаметром dчi, с;2D  QR0n / a  b' – постоянная величина, при n=1, м /с;cn  1Cч D 2S 02– величина, характеризующая интенсивность центробежныхсил при n=1, с-1.3.

На основании расчета вспомогательных величин проводится повторныйанализ необходимых и достаточных условий для практической реализациирасчета. При отсутствии подобных условий следует произвести комплексдополнительных модельных исследований согласно методикам, изложеннымв главе 3 настоящей работы.4. Исходя из конструктивных особенностей, расходных характеристикаппарата, физико-химических свойств дисперсной системы и результатовмодельных исследований, на основании рассчитанных вспомогательныхвеличин вычисляются безразмерные комбинированные комплексы:а) комбинированные безразмерные комплексы:с– относительная интенсивность центробежных сил по сравнению сbинтенсивностью случайных составляющих;m k (n  1)b2n–относительнаяинтенсивностьклассификационноговоздействия по сравнению с интенсивностью случайных составляющих, сучетом гидродинамической обстановки в аппарате при n=1 – m k.b1975.

По зависимостиf ,n (r )  (n  1)C0,n  r ( n1) n  exp( mr 2 n ) для n=1численными методами находится функция плотности распределения длячастиц размером dч по безразмерному радиусу цилиндрической частиаппарата r. При этом постоянный коэффициент C0,n определяется из условий 1нормировки: C0,n  m   1  где Г – гамма-функция,   2n /( n  1).6. На основании функции плотности распределения частиц размером dч , побезразмерному радиусу r с учетом текущей безразмерной координаты x,используя интегральное представление в виде:T  T (dч )   f , n ( x, dч )dx ,1численным методом находится доля частиц размером dч, поступающая внижней слив гидроциклона, и долю частиц поступающая в верхний слив1гидроциклона, согласно равенству D  D (d ч )   f ,n ( x, d ч )dx .0На основании полученных данных строится функция T=T(dч).7.

Используя данные о гранулометрическом составе дисперсной фазыразделяемой суспензии fвх=fвх(dч), получается гранулометрический состав навыходе нижнего слива классификатора fн= fн(dч) в виде:f н (d ч )  f вх (d ч )  T (d ч ) .8.При необходимости, с целью проведения модельных исследований,используя свойства статистического самоподобия, повторяем исследованиядляразличныхраспределениюпоказателейдлястепениисследованногоn.Применительнодиапазоначастицкданномурасходныххарактеристик и конструкции аппарата с точностью, необходимой дляинженерных расчетов, была найдена взаимосвязь между величинами b∑ и n в198виде: b∑≈β∙b∑, где β – величина поправочного коэффициента, равная  210( n1) при n  [0,5; 1].Влияние инжекции учитывается за счет изменения величины Qin в начальныхданных с последующим повторением методики расчета.9.

Строятся обобщающие зависимости вида:T (dч )  T (dч , r , Q, Qin , dц , , , T , P,  , ч , с , Cвх ),на основании которых с использованием расчетных данных о сплитпараметре, с учетом гранулометрического состава и плотности частицдисперсной фазы, в зависимости от расхода суспензии на входе в аппаратпроизводитсярасчетвыходныхтехнологическихпараметровклассификатора, таких как концентрация, гранулометрический состав,массовые расходы продуктов классификации на выходе из аппарата и другиетехнологические параметры, необходимые для проведения дальнейшихпроцессов оптимизации на последующих этапах разработки.Косновнымпреимуществамданнойметодикиследуетотнестивозможность учета не только дисперсности разделяемых систем, но ивозможность изменения плотности частиц дисперсной фазы в зависимости отих размера.Таким образом, на основании теоретических, экспериментальных имодельныхисследований,проведенныхвнастоящейработе,быларазработана инженерная методика расчета процесса классификации твердыхчастиц в цилиндроконических гидроциклонах с инжекцией, позволяющаясущественно расширить поток получаемой информации для последующихпроцессов оптимизации и сократить объем необходимых дополнительныхмодельных исследований.1991.

Исходные данные для расчета процесса классификации частиц вцилиндроконических гидроциклонах-классификаторах малых размеров с инжекцией: конструктивные параметры: dц, dн, dв, a и b’, (dвх), h, hц, hк, ϴ; kвх, nin, din, dj, ∆d; технологические параметры: Q=Q(p), w’0 , S', d50, Qin ; свойства дисперсной системы: T, P, μ=μ(T,C), ρс=ρс(T), ρч=ρч(dч), f=f(dч), f=f(dч),kф=kф(dч), Свх.Проверка границ применимостимодели по внешним технологическимпараметрам (скорости, расходы и т.д.)нетПроведение дополнительныхисследований (если не в диапазонеисследованных параметров)да2.

Вычисление вспомогательных величин с учетомвыбранных технологических характеристик: R0, R,S, S0, r, x, k0, Kin, d ч , l, ∆l, b ,Cч, D, A0, Ain, c, k, b3. Проверка границ применимостимодели по внутреннимпараметрам (модели)нетПроведение дополнительных исследованийдада4. Вычисление комбинированныхкомплексов:сk (n  1)m  b ,b 2n5.

Вычисление функции распределениячастиц по радиусу:f ,n (r )  (n  1)C0,n  r ( n1)n  exp( mr 2n )6. Вычисление величины сепарационной7. Расчет гранулометрического состава иконцентрации в нижнем и верхнем сливах аппаратафункции:T  T (dч )   f , n ( x, d ч )dx1Необходимостьмоделирования процесса, засчет изменения nда8. Проведение дополнительных модельныхисследований при n≠1нет9. Получениеокончательных результатовнетдаВыходРисунок 4.2. Блок-схема методики расчета процесса классификации твердыхчастиц в цилиндроконических гидроциклонах с инжекцией2004.3. Пример расчета процесса классификации твердых частиц вцилиндроконическом гидроциклоне с инжекцией1.Исходные данные для ввода в программу:а) конструктивные параметры гидроциклона-классификатора с инжекцией: диаметр цилиндрической части аппарата dц = 0,050 м; длина цилиндрической части аппарата hц = 0,255 м; длина конической части аппарата hк=0,400 м; высота и ширина входного канала a и b’ = 0,022 и 0,009 м; угол раскрытия конусной части классификатора ϴ = 5; коэффициент, учитывающий потери скорости потока на входе в аппаратkвх=1; текущий диаметр вращения в цилиндрической части аппарата dj= 0...1сшагом 0,005; особенности конструкции инжектора ψ = Т2 – тангенциальный инжектор сдвумя отверстиями;б) технологические параметры: рабочее давление на входе в аппарат p =0,1 МПа; величина инжекционного расхода Qin=0; 3,3∙10-5; 6,6∙10-5; 1∙10-4 м3/c (0, 2,4, 6 дм3/мин); n=1 – показатель степени в уравнении распределения окружных скоростейпо радиусу вращения в цилиндрической части аппарата; фракционный состав классификации для i-ых фракций с диаметром dчi :0,4...0,5 мкм; 1...6 мкм с шагом 1 мкм; 7,5...40 мкм с шагом 2,5 мкм; выход нижнего слива в атмосферу.в) свойства дисперсной системы: рабочая температура T =293K; динамическая вязкость дисперсионной среды μ=1∙10-3 Па∙с; плотность дисперсионной среды ρс=1000 кг/м3;201 фракционная плотность частиц дисперсной фазы ρч=2700 кг/м3; фракционный коэффициент формы частиц kф=1; концентрация дисперсной фазы Свх=10 кг/м3; гранулометрический состав дисперсной фазы на входе в аппарат fвх(dч)(Рисунок 4.3).0,10fвх(dч)0,080,060,040,020,000510 15 20 25 30 35dч мкмРисунок 4.3.

Характеристики

Список файлов диссертации