Моделювання гідродинаміки в газорозподільних пристроях для неоднорідного псевдозрідження

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Bulletin of NTUU «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Series «Chemical engineering, ecology and resource saving»; No. 3 (2022); 9-22
Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження; № 3 (2022); 9-22
ISSN: 2617-9741
2664-1763
DOI: 10.20535/2617-9741.3.2022
Popis: An increase in the intensity of diffusion-controlled processes during granulation is provided by apparatuses with non-homogeneous fluidization, the hydrodynamics of which significantly depends on the structural features of the granulator chamber and the gas distributing device (GDD). The main problem is the formation of stagnant zones on the working surface of GDD, which, when supplying a coolant with temperature that exceeds the melting point of granules, leads to the melting of solids and the termination of the process. In this work, the simulation of hydrodynamics in the granulator chamber was carried out using SolidWorks 2022 SP2 for 4 types of gas distribution devices (GDD) of different configurations with different values ​​of the cross-section coefficient of GDD. The analysis of the simulation results shows that the most significant influence on the hydrodynamic activity index near the surface of GDD iha has the cross-section coefficient of GDD φ, since even an insignificant increase in the value of φ from 3.0 to 3.5% leads to a significant decrease in the hydrodynamic activity index iha by at least 1.4 times for all considered types of GDD. The simulation of hydrodynamics was carried out without taking into account the presence of solid granular material in the granulator chamber and near the surface of GDD plate.
Для реалізації механізму грануляції органо-мінеральних добрив із пошаровою структурою необхідно забезпечити інтенсивну циркуляцію зернистого матеріалу з поступовим проходженням через відповідні технологічні зони апарата: зону інтенсивного теплообміну, зону висхідного потоку, зону зрошення, та зону низхідного руху – релаксації, при ефективність процесу визначається топло- і масообмінних процесів. Підвищення інтенсивності дифузійно-контрольованих процесів при грануляції забезпечується апаратах із неоднорідним псевдозрідженням, гідродинаміка якого суттєво залежить від конструктивних особливостей елементів гранулятора: камери гранулятора та газорозподільного пристрою (ГРП). Невирішеною науковою проблемою є утворення застійних зон на робочій поверхні ГРП, що при підведенні теплоносія, температура якого перевищує температуру плавлення гранул призводить до оплавлення матеріалу та припинення процесу, тому дослідження впливу конструкції ГРП на забезпечення умов якісного неоднорідного псевдозрідження є надзвичайно актуальним. Метою роботи є аналіз та систематизація даних щодо впливу конструкції газорозподільних пристроїв (ГРП) на процес грануляції в умовах струменево-пульсаційного режиму псевдозрідження для забезпечення якісного гідродинамічного режиму. Для досягнення поставленої мети у даній роботі проведено моделювання гідродинаміки у камері гранулятора за допомогою Solid SolidWorks 2022 SP2 для 4 типів газорозподільних пристроїв різної конфігурації із різними значеннями коефіцієнта живого перерізу. Аналіз результатів моделювання показує, що найбільш суттєвий вплив на індекс гідродинамічної активності біля робочої поверхні ГРП iha має коефіцієнт живого перерізу ГРП φ, оскільки навіть незначене збільшення значення φ від 3.0 до 3.5% призводить до значного зниження індексу гідродинамічної активності iha мінімум в 1.4 рази для всіх конструкцій ГРП. Однак зменшення коефіцієнта живого перерізу призводить до підвищення гідравлічного опору ГРП, і відповідно енерговитрат тому необхідно також враховувати, що моделювання гідродинаміки проводилось без врахування наявності твердого зернистого матеріалу в камері гранулятора і, відповідно, біля поверхні робочої пластини ГРП. Одержані результати можуть бути використані при проектуванні ГРП щілинного типу для промислового апарата.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: