Введение к работе
Актуальность работы.. В целом ряде отраслей промшленности, в частности производстве минеральных удобрений, применяются мно-госекикскньй аппараты квадратного сечения.с механическими перемешивающими устройствами. Они используются как реакторы разложения фосфатного сырья в технологических линиях получения фосфорной кислоты, двойного суперфосфата; применяются в качестве репульпа-торов фосфогипса в системах гидроудаления; соорников фильтрата и другие. Эти аппараты комплектуются перемешивающими устройствами .мощностью до 220 квт, их реакционные ооъемы достигают 2500 м3, перемешиваемые пульпы"содержат до 30$ твердой фазы. Выявленные за время эксплуатации основные недостатки-несоответствие номинальной мощности перемешивающего устройства фактически потребляв -мой, отложения твердой фазы, приводящие к уменьшению реакцион -ного объема, увеличению потерь R?0s и нарушению внутриреакторной циркуляции.
Эти негативные явления связаны с отсутствием методик расчета процессов перемешивания в аппаратах квадратного сечения. По -пытки применения к данному классу аппаратов зависимостей, полученных для цилиндрических аппаратов, не всегда приводят к удов -летворительным результатам. В связи с отим возникла необходимость в создании методики расчета, посредством которой могут оыть приолиженно описаны гидродинамические параметры потока жидкости, распределение твердых частиц в секциях аппарата и мощ -ность перемешивания.
Работа выполнялась в рамках тематического плана НПО "НИИ-ХИШАііі" в соответствии с договором между НПО "НИИХШМАііі"и ііз-леузовским химическим заводом. Перемешивающие ^отройства реактора сФК при проведении модернизации реактора объемом 2525 ы3,
- г-
входящего в технологическую линию ЭФК, поставленную фирмой
;.* Соррее Bust "ь
Цель работы. Целью настоящей работы явилось исследование и математическое описание процесса перемешивания суспензий 'в аппаратах квадратного сечения и получение уравнений для инженер -ного расчета основных параметров перемешивающих устройств, обеспечивающих требуемое качество перемешивания. В работе были поставлены и решены следующие частные задачи:
выбор математической модели, на основании которой могут бить подучены уравнения, описывающие профиль тангенциальной и радиальной скоростей в аппарате квадратного сечения;
на основе сведений о профиле скорости приближенно определить осредненное значение коэффициента турбулентной диффузии и. получить уравнение для распределения твердых частиц по высоте аппарата;
на основе взаимодействия лопасти ьлсалки с потоком жидкости получить зависимости для расчета потребляемой мощности;
разработать программы расчета на ЪШ профиля скорости и потребляемой мощности.
Научная новизна. Для сосуда квадратного сечения предложена математическая модель, в которой поле скоростей реальной жидкости аппроксимируется полем скоростей ."идеальной жидкости".
Выполнен анализ взаимодействия потока перемешиваемой среды с лопастями мешалки, учитывающий оссоенности поля скоростей в сосуде квадратного, сечения.
Разработан метод расчета осредненного значения коэффициента туроулентной диффузии для аппарата квадратного сечения.
Практическая ценность.. На основе теоретического анализа и проведенных исследований разработан метод расчета аппаратов квад ратного сечения с перемешивающими устройствами, позволяющий
. стадии проектирования оборудования оценивать для мешалки с нкретными параметрами:
тангенциальную и радиальную скорости жидкости в проиэволь-й точке сосуда;
мощность, затрачиваемую на перемешивание при установивше-я режиме;
осредненное значение коэффициента турбулентной диффузии и определение твердых частиц в аппарате.
Все уравнения для описания профиля скорости и мощности перешивання отражают в аналитической форме влияние Основных пара-гров мешалки, физические свойства перемешиваемой среды и геоме-ические размеры сосуда.
Испрльзрванио1|.рез,удь.татов.работы.. Результаты работы нашли вменение при выборе типов и размеров мешалок, количества обо-гов и мощности приводов перемешивающих устройств аппарата объе-л 2525 м3, входящего в технологическую линию получения фосфор-\ кислоты фирмы " Coppcc-Rust " при замене импортного обору-вания на отечественное.
На основе полученных уравнений разработаны программы расче-на ЭВМ для систем автоматизированного проектирования.
Публикации., По материалам диссертации опубликовано Ч рабо-
Ооъем работы.. Диссертация состоит из введения, пяти глав, юдов и приложений. Работа изложена на-страшшах машинописного сета, содержит Іі2 рисунка', 5 таблиц, список литературы (читывает 75 наименований.