Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМ. Оснадание предприятий химической, пищевой и друых сменных отраслей промышленности высокопроизводительными аппаратами, энергетически эффективными, безотходными технологиями и способами переработки сырья имеют огромное народно-хозяйственное значение. Захнейпей задачей.для Республики Узбекистан : іляется поаыиенга эффективности использования главной сельскохозяйственной технической культуры - хлопчатника и продуктов его промысленной переработки. Известно, что семена хлопчатника представляют собой гетерогенную системі' неправильной формы со сложной структурой, а наличие волокнистой внешей оболочки резко изменяет фиэикэ-мехаиичес-кие свойства материала и существенно влияет на гидродинамику псев-
ДООЖИЙННОГО слоя.
В настоящее время перерабатывающие предприятия зачастую колу-чают сырье, не отвечающее требованияы ГОСТ 5947-68 и 606-75 по влажности, гранулометрическому составу, степени опувенности и т. д., что приводит к порче сырья и снижений выхода готового продукта, а также к ухудшении работы оборудования подготовительных отделений маслодобывающих предприятий. Поэтому, требуется организация процесса сушки влажных семян хлопчатника л гранулирование хлопкового шрота.
Одним из прогрессивных технологических приемов язляется струйное псевдоояижениэ сыпучих материалов, которое перспективно и для семян хлопчатника.' Но, ввиду специфических особенностей семян хлопчатника, необходимо комплексное исследование гидродинамики, тепло-и массообмэна при струйном псэвдоо»: внии семян хлопчатника и механизма гранулообраэования хлопкового шрота, которые имеют не только теоретическое, но и практическое значение.
Указанные обстоятельства определяют актуальность 'проведенных в настоящей работе научных исследований, направленных "а" разработку энергетически эффективных способов и аппаратов ' для сушки семян хлопчатника и гранулирования продуктов его промышленной переработки, в частности, хлопкового шрота.
ДЕЛЬ ЩССЕРТАЦта - исследование пздродинашки тепло- и массо-обмена процессов сушки и гранулирования зернисто-волокнистых материалов и шротов для создания научных основ разработки высокозф-;
_ 4 * фективкых способе" и аппаратов, а также выявление перспективных направлений развития техники сушки и гранулирования.
Поставленная цель определила следующие задачи исследования:
определение физико-механических к теплофизических свойств . вернисто-волокнистых материалов;
исследование к разработка энергетически эффективных способов псевдоомир"ия, суаки .зернисто-волокнистых материалов и устройств' для их осущзствления;
исследорэд»» тепло- и массообмена при нагреве единичных час-, тиц зернисто-волокнистых материалов; '
изучение гидродинамик*", тепло- и массообмена при струйном псевдооюаанки зернисто-водолнистыж материалов;
исследование вліїяния скоростного метода гранулирования труд- ' носылучего хлопкового врота ча гранулометрический состав готового продукта;
определение оптимальных режимных- параметров скоростного гранулирования маслоеодермацего хлопкового шрота;
разработка инженерной методик» расчета высокоэффективных су-пилок для зеряисто-яодокнистщ*'катериалон;
разработка энергетически эффективных сусальных аппаратов и гракуляторов. \
ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ ГОЛУЧЕККШС ?ЗУЛЬШОЗ обеспечивается использованием современных методов исследования, средств измерения и вычислительной техники, теоретическим обоснованием результатов комплексных экспериментальных исследований, хорошей воспроизводимость» экспериментальных данных, подтверждается адекватностью .полученных закономерностей, а также натурными испытаниями опытно-промышленных аппаратов.
НАУЧНАЯ ЮЗИЗНА. . На основании анализа состояния теследований по сушке и грануляции сыпучих материалов и комплексных экспериментальных и теоретических исследований, разработаны и обоснованы эффективные способы и устройства для осуществления процессов сушки зернисто-волокнистых материалов и грануляции сыпучих материалов. В качестве основных научных положений, выносимых на задіту,. можно выделить следующие:
- получены зависимости для расчета фиэико-механичоских и теп-
лофиэических свойств зернисто-волокнистых материалов;
разработана геометрическая модель для тел неправильной фор-, имеющих внешнюю волокнистую оболочку;
получен безразмерный-коэффициент #, характеризующей степень яокннстости и грушевидную форму семян хлопчатника;
установлены пределы существования неподвижного, расширившего струпно псевдоохикенного слоев зернисто-волокнистых материалов;
обнаружено аномальное изменение коэффициента.гидравлического противления слоя a'epHiicfо- волокнистых материалов при их оиизаднш;
- установлены закономерности влияния коэффициента волокнистос-
на гидродинамику и тепломассообмен пр« струйном псевдоокюкении;
выявлено эффективное воздействие плоскій, б-ковых струй при іженгаї слоя геркисто-волокн~~тых материалов и интенсификации теп-.;ассообмена а условиях струйного пселдооииулния;
получены новые критериальные формул», описывающие гидродинасу, теп: )- и масссобмен при сувке геряйсто-волоккистых кате;ипов «подвижном, расширившемся и струйко псевдоокаенном слоях;
созданы физические модели гидродинамики, тепло-и массообмэна j различных состояниях слоя аеркиего-волокнистых материалов;
предлоги механизм гракулообразовзгінк хлопкового шрота;
раэрабс чкы научны? основы соэдэшя высокоэффективных аипа-'03 'для сушки и гранулирования зеркисго-волокнистых кзтериалоз;
определены оптимальные рекимнне параметры суамг зернисто-во-аистых материалов и гранулирования хлопкового прота в сушилке. >уйиого псевдсокаяения и скоростном грануляторе;
ПРАКТИЧЕСКАЯ ITSKHOCTo ?А50ТН. Полученные результаты могут, быть юльзовзкы для решений комплекса вопросе? создания*ког способов іппаратоз для сушки и гранулирования зернисто-волокнисті-..' матери-гв. Разработан инженерный метод расчета , сушилки струйного псевдо-нэния для зернисто-волокнистых материалов к арограглма расчета на Ы ІБМ PC/AT. Результаты работы внедрены в НТО "СредаэХИШШГ галка для еернксто-Еол'окнистьк материалов) с экономическим зф-;том 221,4 тыс. руб/аппарат и на Дэермиском НСГСОЛйШСскорост-гранулятор для трудкосыпучих материалов) с экономическим эффек-178,7тыс.руб. Сушильный аппарат производительностью 120 т/сутки ановден на Янгишьском ШК. Ожидаемый экономический эффект от личения выхода продукта на предприятии производительностью 400 утки составит 1,05 шиї. рублей, а от внедрения скоростного <грэку-
- о -
ляюра производительность*) 200 т/сутки - 1 млн. руб. в год. Осної результаты диссертации используются в учебном процессе ТашХГИ чтении лекц>.й ло курсу "Процессы и аппараты химической технолог; а научные результаты включены в I том учебника 3. С. Салимовз, ' новнйй провесы и аппараты химической технологии", выпуск kotoj запланирован издательством "Узбекистан" в 1S93 году.
АВТО? ЗАНИЖАЕТ: Экспериментальные данные, полученные эависю ти и обобцающяе формулы по фкаико-механкческим и теплофиаичеі свойствам, гидродинамике, тепло- и маесообмену при сушке аері то-волокнистых материалов г условиях псевдоохикения с помощью : родинамичеоки активных стру.і. Способы псевдооиииения, сушки и ; ройства для их осуп^ствлег :я, обеспечивающие интенскфик перемешивания, тепло- и массообмена при струйном псевдоожиж зернисто-волокнистых материалов, виэические модели гидродинами тепло- и массообшнз при струйном пеевдооиииении эернисто-волок ты.: материалов. Способ к устройство для гранулирования трудное чего хлопкового шрота, экспериментальные данные по скоростному нулировани» и Механизм образования гранул.
АПРОБАЦИЯ РАБОТА Основные полонення диссертационной рабо результаты аналитических и экспериментальных исследований докг вались на научных конферени-чх профессорско-преподавательского тава ТашШ и ТашХГй в 188-4-19^3 гг., на XIY Ійнделеевскок съев; общей и прикладной химии в 1983 г., г. Ташкент; на Кеждунарс симпозиуме, организованной РПНО "Уг-ПИЩгПРОМ" и фирмой "СК2Ти(Ге ния), 1991 г., г. Тавкент; на Б-Минском Международном форуме Ь по тепло- и массообмену, 1992 г., г. Минск; на ffi-Зсееошной наї конференции "Современные машины и аппараты химических «роизводс Химтехника-8? , 1983 г., г.Швои; на Зсесоозной научно-технич? конференции "Техника псевдоомикения и перспективы ее развития". 8В, 1988 г., Ленинград-Шддубская; на Есесоюэной научной кон& ции "Технология сыпучих материалов".' Химгехника-89., 1969 г. /фославль; на Зеесовэной научной конференции "Процессы к апп< микробиологических производств. Биотехника-89", 19S9 г., г. Гро. на Всесогной научно-технической конференции "Ученые и специаш решении социально-экономических проблем", 1990-1991 г. г., г, квит; на Всесоюзной научно-технической конференции "Динамика цоссоз и аппаратов хіімйчєской технологии", 1990 г., г.Воронеж;
:оюзной научной конференции "І&ханика сыпучих материалов", 1991
г. Одесса; на ТО-'ГШ Республиканских научных конференциях "Швы-} эффективности, совершенствование процессов и аппаратов хими-IX производств", 1333,199' г., г.Львов и г.Днепропетровск; на ^бликанскоп научно -технической конференции молодых ученых в зении качества выпускаемой продукции и освоении проиэводствен-ющяост-й, 1333 г., Тайкант; на Республиканской иьучно-практи-)й конференции молодых ученых "объективность исследования ре-эв при совершенствовании управления производством, тегуо.тоги-1мл процессами и оборудованием", 19?3г, г. Ташкент; на Республикой научно-практической конференции "Совершенствование управ-я производством технологическим;- процессами и оборудованием в энальных и межотраслевых комплексах", 1983 г., /-.Ташкент; на ґбликанекой научно-практической конференции "Кзучко-практичес-аспекты комплексного использования хлопчатника как сырья для зол промышленности", 1930 г., г.Ташкент; на Республиканской ча-S конференции "Теория и практика нестационарных тепловых про-зв", 19Э1 г., г. Киев; на Республиканской научно-технической ?ренции молодых ученых и специалистов "Доетихенил науки молодых эводству", 19Э1 г., г. Ташкент;
ПУдЛИКАциИ. ГЬ теме диссертации опубликовано об научны.* тру-получено В авторских свидетельств на изобретение к 3 поло"*и-гіьпс решений о его выдаче.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из гния, 9 глав, заключения в виде выводов по результатам иселедо-а, списка использованной литературы из 2F** наименований и при-кий на 55 страницах. Диссертация содержит 229 страницы основно-гкста, иллюстрирована 146 рисунками и 8 таблицами. ."Данные исследования выполнены т соответствии с координационным dm АН СССР по разделу 2.27.1 - "Общие вопросы гидродинамики, э- и массообмена применительно к процессам химической техноло-