Фгбоу впо «Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина»

Скачать 66.51 Kb.

Название	Фгбоу впо «Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина»
Дата публикации	14.04.2015
Размер	66.51 Kb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Математика > Документы

УДК 637.1:628.83

Моделирование процесса пылеулавливания сухого молока в циклонах

распылительных сушильных установках

Лисин П.А.- д.т.н., профессор, Мартемьянов Д.Б.-аспирант

ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени

П.А. Столыпина», г. Омск

Процесс пылеулавливания в циклоне зависят от многих факторов, поэтому при теоретических расчетах приходится делать ряд допущений и упрощений. Эффективность очистки воздуха в циклоне может быть исследована путем моделирования, на основе теории подобия.

Экспериментально установлено, что величинами, определяющими сущность процесса пылеулавливания в циклоне являются плотность _ч и диаметр d_ч улавливаемых частиц сухого молока, вязкость  и скорость  воздушного потока, а также геометрические размеры циклонного аппарата.

Критериальная зависимость к.п.д. циклона от перечисленных выше основных физических параметров процесса, при допущении наличия в аппарате подобия движения воздушных потоков, можно записать следующим образом:

(1)

где Stk - критерий Стокса:

, (2)

Fr – критерий Фруда:

(3)

d_ч – медиана распределения диаметра частиц сухого молока, м;

ρ_ч – плотность пыли, кг/м³;

υ – тангенциальная скорость воздушного потока в циклоне, м/с;

μ – динамическая вязкость воздуха, Па·с;

D, R – диаметр и радиус цилиндрической части циклона, м.

Представим функциональную зависимость (1) как произведение критериев в некоторых степенях:

, (4)

где А, m, n – коэффициенты устанавливаемые опытным путем.

Три коэффициента уравнения (4) определяют методом подбора одновременно в двух координатных системах. В координатах Ln(Fr) и

, задаваясь значениями m, добиваются расположения точек вдоль прямой линии, и определяют коэффициент

.

При полученном значении коэффициента n в координатах Ln(Stk) и

, находят коэффициент

. Коэффициенты m и n подбирают до тех пор, пока на обоих графиках достигнут расположения точек вдоль прямых при наименьшем разбросе их. Коэффициент А определяют из уравнения (4) при известных величинах, как уравнение с одним неизвестным.

Для вывода критериального уравнения в работе использовалась система Microsoft Excel. В качестве оценки степени отклонения экспериментальных данных от прямой линии (линии тренда) был принят коэффициент детерминации (R²), квадратный корень, из которого определяет коэффициент корреляции. Чем ближе коэффициент детерминации к единице, тем меньше разброс точек от прямой линии, тем адекватнее описание модели процесса пылеочистки (рис.1).

Рис.1. - Обработка результатов пылеулавливания в циклоне с продольными прорезями η = ƒ(Stk, Fr)
На основании экспериментальных исследований пылеулавливания молочного порошка из воздуха, отработавшего в процессе распылительной сушки, на модельном циклоне получена зависимость общего к.п.д. циклона в критериальном виде:

(5)

в интервале 1,37 ≤ Stk ≥ 3,07 и 33,75 ≤ Fr ≥ 168,74 отклонение опытных данных, от расчетных, не превышало ±7%.

Величинами, определяющими фракционный кпд циклона, являются: плотность _ч и диаметр d_ч улавливаемых частиц, вязкость  и скорость  воздушного потока, а также геометрические размеры циклонного аппарата (диаметр D). Следовательно:

(6)

Решение этой функциональной зависимости общего вида согласно π-теореме позволяет найти следующие отношения:

Таким образом, функциональная зависимость (6) преобразуется методом анализа размерности в критериальное уравнение:

(7)

откуда

(8)

где А, m, n – коэффициенты, определяемые опытным путем.

Три опытные величины этого уравнения определяют методом подбора одновременно в двух координатных системах. В координатах

, задаваясь значениями m, добиваются расположения точек вдоль прямой и определяют по формуле

.

При полученном значении n в координатах

, находят

. Коэффициенты m и n подбирают до тех пор, пока на обоих графиках достигнут расположения точек вдоль прямых при наименьшем разбросе их. Коэффициент А определяют из уравнения (8) при известных величинах, как уравнение с одним неизвестным. В результате обработки экспериментальных данных фракционного к.п.д. циклона с продольными прорезями получен явный вид критериального уравнения (рис.2):

Рис.2. Расчет фракционного кпд пылеочистки молочного порошка в экспериментальном циклоне с продольными прорезями η = (ρ_ч, d_ч, μ, υ, D)

(9)

Уравнение справедливо при 4006 ≤

≤ 40064 и 2667 ≤

≤ 26667.

Погрешность математической модели расчета фракционного кпд циклона с продольными прорезями не превышает 10 %.

Геометрическое и физическое подобие модельных и производственных процессов осуществимо при равенстве соответствующих критериев подобия.

Исходная задача состоит в том, что необходимо осуществить масштабный переход (определить условия перехода) от данных экспериментального циклона с продольными прорезями к циклонам распылительных установок «Ниро - Атомайзер», «ВРА-4» и «ЦТ-300». Если критерий Стокса и Фруда будут иметь интервальные значения уравнений 5 и 9, то это дает основание осуществить масштабный переход.

В сводной таблице приведены режимы пылеулавливания, обеспечивающие масштабный переход.
Таблица. Расчетные характеристики процесса очистки воздуха

Характеристики процесса	Циклоны распылительных установок
Характеристики процесса	Ниро - Атомайзер	ВРА-4	ЦТ-300
Скорость воздуха, м/с	18,0	25,0	15,0
Скорость осаждения частиц, м/с	0,0039	0,013	0,0039
Критерии подобия:
Стокса - Stk	0,366	0,28	0,374
Фруда - Fr	68,81	70,79	91,74
Рейнольдса - Re	0,0026	0,015	0,0025
Архимеда - Ar	0,201	0,298	0,103
Медианный диаметр частиц, мкм	20	20	16
Предельный диаметр частиц, мкм	12	18	12

В результате проведенных модельных исследований определены условия применения критериальных уравнений 5, 9 к расчету процесса пылеулавливания частиц сухого молока из отработанного воздуха в циклонах распылительных сушильных установок применяемых в молочной промышленности.

Список используемой литературы.

Лисин, П.А. Циклонная очистка воздуха: теория и практика / П.А.Лисин, В.Л.Иванов, А.П.Мусатенко - Омск. Изд-во ОмГАУ, 2000. - 94 с.

Реферат

УДК 637.1:628.83

Моделирование процесса пылеулавливания сухого молока в циклонах

распылительных сушильных установках

Лисин П.А.- д.т.н., профессор, Мартемьянов Д.Б.-аспирант

ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени

П.А. Столыпина», г. Омск

Процесс пылеулавливания в циклоне зависят от многих факторов, поэтому при теоретических расчетах приходится делать ряд допущений и упрощений. Эффективность очистки воздуха в циклоне может быть исследована путем моделирования, на основе теории подобия.

Экспериментально установлено, что величинами определяющими сущность процесса пылеулавливания в циклоне являются плотность и диаметр улавливаемых частиц сухого молока, вязкость и скорость воздушного потока, а также геометрические размеры циклонного аппарата.

В результате проведенных модельных исследований определены условия применения разработанных критериальных уравнений к расчету процесса пылеулавливания частиц сухого молока из отработанного воздуха в циклонах распылительных сушильных установок применяемых в молочной промышленности.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

	Молочный сектор омской области: состояние и перспективы развития Подкорытов О. Н. – аспирант фгбоу впо «Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина», г. Омск		Фбгоу впо «Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина», г. Омск Лисин П. А.* – д т н., проф., Мусина О. Н. – к т н., доц., Кистер И. В*. аспирант
	Фгбоу впо «дагестанский государственный аграрный университет имени М. М. Джамбулатова» Фгбоу впо «дагестанский государственный аграрный университет имени М. М. Джамбулатова» (Лицензия: серия 09Л01 №0000564, регистрационный...		Фгбоу впо «дагестанский государственный аграрный университет имени М. М. Джамбулатова»
	Комбинированный молочный продукт с использованием растительного сырья ...		А. Е. Лысенко Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина, г. Омск Российской Федерации, Правительства Москвы, Департамента науки, промышленной политики и предпринимательства города Москвы, Всемирной...
	Основная образовательная программа магистратуры, реализуемая фгбоу... Фгбоу впо «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова» по направлению подготовки 210700 Инфокоммуникационные технологии...		Регулирование водного режима почвы при капельном орошении плодовых... Работа выполнена в фгбоу впо «Российский государственный аграрный университет – мсха имени К. А. Тимирязева»
	Биологические и продуктивные особенности свиней канадской селекции Работа выполнена на кафедре технологии хранения и переработки продуктов животноводства фгбоу впо ««Российский государственный аграрный...		Орнитофауна фруктовых садов промышленного назначения Центрального... Работа выполнена на кафедре зоологии фгбоу впо «Российский государственный аграрный университет – мсха имени К. А. Тимирязева»
	Обмен марганца и кальция в энтеральной среде молодняка кур Работа выполнена на кафедре физиологии, морфологии и биохимии животных фгбоу впо «Российский государственный аграрный университет...		Фгбоу впо «дагестанский государственный аграрный университет имени м. М. Джамбулатова» Понятие количества информации: различные подходы. Единицы измерения количества информации
	Экологическая оценка влияния абиотических факторов на ассоциативный... Работа выполнена на кафедрах экологии и микробиологии и иммунологии фгбоу впо «Российский государственный аграрный университет –...		Правила приёма в аспирантуру фгбоу впо «Брянский государственный... Фгбоу впо «Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского»
	Создание раннеспелых форм земляники вида fragaria ananassa duch.,... Диссертационная работа выполнена на кафедре селекции и семеноводства садовых культур в фгбоу впо «Российский государственный аграрный...		Фгоу впо «Омский государственный аграрный университет» Целью данного исследования является разработка технологии комбинированного сырного продукта, обладающего высокой пищевой, биологической...

Школьные материалы