Исследование гидродинамики циклонно-пенных аппаратов применительно к очистке газов в пищевой промышленности Джунусов, Бакыт Караевич

Введение к работе

Актуальность проблеми. Б производстве многих пищевых продуктов процесса, протекающие в системах газ-жидкость, играют ь^.гную роль и отличаются разнообразием аппаратурного и технологического оформления. Современное состояние пищевой промышленности требует применения мас-сообменной и газоочистной аппарагуры максимальной эффективности и удельной производительности (интенсивности). Проблема защити окружающей среды сгавиг вопрос перевода технологических процессов на_ч замкнутые безотходные циклы, ликвидации и возможной рекуперации отходов. Эти причини обуславливают целесообразность более широкого применения в пищевой промышленности безрешогочных циклонно-понных аппаратов, работающих с минимальным расходом жидкостей и обеспечивающих высокую производительность по обрабатываемому газу при сравнительно малых, относительно расходов газов и жидкоегей, их габаритах и массе.

При проектировании циклонно-пенных аппаратов и выборе рациональных режимов работы в настоящее время руководствуются конкретными данными частного характера, не учитывая особенности многих процессов пищевых производств и физико-химические свойства растворов. Имеющиеся зависимости недостаточны, гак как не дают ответа на вопрос, как можно под-Д9і -загь наиболее рациональный режим работы аппарата при широком диапазоне изменений режимных условий и физико-химических параметров ра-огворов.

Целью работы является получение обобщенных зависимостей для расчета основных показателей ценообразования с учогом как гидродинамических параметров, гак и физико-химических свойств растворов; разработка рекомендаций по поддержанию рациональных режимов работы циклонно-пенных аппаратов.

Задачи исследования

1. Изучить характер зависимости высоты слоя пени от режимных условий (скорости газа и высоты исходного слоя жидкости) и физических параметров взаимодействующих с газом жидкостей.

2. Провести исследования зависимости гидравлического сопротивления слоя П01.-1 ог основных гидродинамических параметров и физических свойств жидкой фазы.

3. Провести анализ изменения гидравлического сопротивления елся пены во времени после скачкообразного изменения режимных параметров.

4. Проверить возможность поддержания заданного уровня пены посредством воздействия изменением площади'сливного отверстия ка исходный слой жидкости з аппарате.

- 4' -

5. Разработать рекомендации по поддержанию высоты пень в промышленных условиях и составить алгоритм управления работой ЦПА. Научная новизна работы состоит в следующем:

5. Аналитическим путем па осново действия сил на пленку жидкости в безрсшеточных пенных аппаратах установлены условия формирования динамической пены, подтвержденные скоростной киносъемкой.

6. На основе решения системы дифференциальных уравнений, описывающих дисперсную газокидкосгную среду при определенных краевых условиях, методом масштабных преобразований получены уравнения гидродинамики применительно к ЦПА.

3.. Определены характер и стецонь влияния физических свойств жидкости на высоту пенного слоя и его гидравлическое сопротивление; установлено значительное влияние, оказываемое плотностью жидкой фазы.

4. На основе экспериментальных данных статики, .исследований динамики, с использованием разработанного алгоритма предложено возможное решение задачи автоматизация работы ЦПА.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Предложена методика расчета высоты пенного слоя и его гидравлического сопротивления пр.: использовании жидкостей с различными физическими свойствами и при меняющихся скорости газа и плотности орошения; разработаны рекомендации по автомагическому регулированию высоты пены.

Получено положкгольноо решение по заявке на изобретение & 4900242/26 от 27.05.83 г. "Устройство для биологической очистки газов".

Результаты работы были использованы при расчете и конструировании многоступенчатой установки с двумя безрешеточными пенными аппаратами для очистки от костной пыли и дезодорации газовых выбросов на ПТФ ЗПС АО "Самсон" (правопреемник Санкт-Петербургского мясокомбината).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: "Защита водного и воздушного бассейнов от загрязнений при постройке и эксплуатации 'судов" (Ленинград, 1990 г.) и профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников СП6ІИХ0" (1992 и 1993 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ и по-лучено-положигелыюо решение.Госкомизобрагений на выдачу авторского свидетельства. Так как программой конверсии на отдельные предприятия судостроительной промышленности была возлокона задача создания и постановки природоохранного оборудования дій пищевой отрасли, в частности, и пылеулавливающих устройств для мясоперерабатывающих комбинатов в составе установок дезодорации, то часть материала опубликована в издании

"Судостроение".

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, содорь'лг 25 рисунков, 125 лигерагурних источников и изложена на 128 листах машинописного текста.