Научное обеспечение разработки аппаратов с вращающимся барабаном для процессов пищевой технологии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, доктор технических наук Валуйский, Владимир Яковлевич
- Специальность ВАК РФ05.18.12
- Количество страниц 346
Оглавление диссертации доктор технических наук Валуйский, Владимир Яковлевич
Введение.У
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИН И АППАРАТОВ С
ВРАЩЮЩИМСЯ БАРАБАНОМ, А ТАКЖЕ НЕКОТОРЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В НИХ
1.1. Классификация машин и аппаратов барабанного типа.
1.2. Движение сыпучей массы с проскальзыванием по внутренней поверхности барабана.
1.3. Движение сыпучей массы с параболическим падением.
1.4. О критической скорости вращения барабана.
1.5. Движение сыпучей массы с перемешиванием и продвижением в осевом направлении.
1.6. Исследование сыпучих продуктов как объектов переработки.
1.7. Постановка теоретических и экспериментальных задач и методы их решения.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИКИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В БАРАБАННОЙ СУШИЛКЕ С ПОДЪЕМНО-ЛОПАСТНОЙ СИСТЕМОЙ.
2.1. Определение оптимальных размеров и профиля лопаток барабанной сушилки.
2.2. Движение сыпучего продукта в барабане с подъемно-лопастной системой.
2.2.1 Перемещение продукта в горизонтальном барабане.
2.2.2. Движение продукта в барабане с положительным углом наклона
2.2.3. Движение продукта в барабане с отрицательным углом наклона
2.3. Определение мощности внешних движущих сил.
2.4. Исследование нагрузки на опорные ролики вращающегося барабана.
2.5. Анализ силовых схем фрикционного привода барабана.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ АППАРАТОВ БАРАБАННОГО ТИПА С ДВИЖЕНИЕМ ГАЗА ЧЕРЕЗ ПЛОТНЫЙ ПЕРЕМЕШИВАЕМЫЙ
СЛОЙ ПРОДУКТА.
3.1. Кинематика потока сыпучего продукта во вращающемся барабане
3.2. Изменение угла естественного откоса и объемной массы продукта в процессе его обработки во вращающемся барабане.
3.3. Методика расчета толщины слоя продукта в барабане.
3.4. Определение количества продукта и времени пребывания его в барабане.
3.5. Гидродинамика и тепломассообмен в барабане с перекрестным движением газа и продукта.
ГЛАВА 4. О НЕРАВНОМЕРНОСТИ ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕГО
ПРОДУКТА ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ БАРАБАНЕ.
4.1. Вывод зависимости скорости осевого перемещения частицы от ее плотности.
4.2. Определение времени пребывания частицы в барабане в зависимости от ее размера.
4.3. Влияние способа загрузки, формы частиц и характера движения сыпучего продукта в сползающем слое на неравномерность продвижения частиц.
4.4. Неравномерность движения частиц сыпучего продукта через барабан с различными внутренними устройствами.
4.4.1. Движение сыпучих продуктов через вращающийся барабан с плоским ситом.
4.4.2. Движение сыпучих продуктов через вращающийся барабан с центральной трубой.
4.4.3. Движение сыпучих продуктов через вращающийся барабан, имеющий внутри спираль.
ГЛАВА 5. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ОСЕВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ В БАРАБАНЕ ПОТОКА ДИСПЕРСНОГО СЫПУЧЕГО ПРОДУКТА
5.1. Анализ скоростей осевого перемещения дисперсного сыпучего продукта с двумя фракциями.
5.2. Методика деления дисперсного сыпучего продукта на фракции
5.3. Расчет времени пребывания в барабане различных фракций дисперсного сыпучего продукта.
5.4. Влияние коэффициента внешнего трения на характер движения продукта в барабане.
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИЙ, МОМЕНТОВ, МОЩНОСТИ И СПОСОБОВ ИХ УМЕНЬШЕНИЯ В МАШИНАХ И АППАРАТАХ БАРАБАННОГО ТИПА.
6.1. Расчет крутящего момента для привода барабана во вращение
6.1.1. Определение моментаМ! при постоянном слое продукта в сечении барабана.
6.1.2. Определение момента Mi при переменном слое продукта в сечении барабана.
6.2. Расчет мощности внешних движущих сил вращающегося барабана.
6.3. Основные направления для снижения мощности привода вращающегося барабана.
ГЛАВА 7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В УСОВЕРШЕНСТВОВАНИИ КОНСТРУКЦИЙ И ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АППАРАТОВ С ВРАЩАЮЩИМСЯ БАРАБАНОМ.
7.1. Механизмы регулирования толщины слоя продукта во вращающемся барабане.
7.2. Технические решения, направленные на уменьшение адгезии внутри вращающегося барабана.
7.3. Конструкции газораспределительного устройства.
7.4. Автоматизация процесса сушки в барабанной сушилке с канальной насадкой и снижение удельных энергозатрат.
7.5. Расчет и конструкция солодорастительного барабана непрерывного действия.
7.5.1. Сравнительная оценка рабочих показателей солодорастильных барабанов.
7.5.2. Об изменении физических характеристик солода в процессе его ращения.
7.5.3. Расчет профиля солодорастильного барабана непрерывного действия.
7.5.5. Принципиальная схема солодорастильного барабана непрерывного действия.
7.6. Эффективность использования результатов исследования.
Выводы.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Процессы и аппараты пищевых производств», 05.18.12 шифр ВАК
Совершенствование технологии сушки плодов боярышника в барабанной сушилке с лопастным перемешивающим устройством2019 год, кандидат наук Лазин Павел Сергеевич
Методология совершенствования и расчета барабанных сушильных агрегатов1999 год, доктор технических наук Алтухов, Александр Владимирович
Развитие научных основ создания барабанных сыпучесредных агрегатов горнодобывающих предприятий1999 год, доктор технических наук Свердлик, Григорий Иосифович
Совершенствование аппаратов с вращающимся барабаном для сушки сыпучих пищевых продуктов2002 год, кандидат технических наук Меснянкин, Виктор Николаевич
Совершенствование процесса смешивания сыпучих материалов в новом аппарате с подвижной лентой2014 год, кандидат наук Бакин, Михаил Николаевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научное обеспечение разработки аппаратов с вращающимся барабаном для процессов пищевой технологии»
Машины и аппараты, в которых основной деталью является вращающийся барабан, получили широкое распространение в промышленности и сельском хозяйстве для обработки дисперсных сыпучих материалов: измельчения, смешивания, разделения на фракции, гранулирования, дозирования [80, 91, 132, 150, 172].
Многие процессы требуют перемешивания сыпучего материала при его обработке. Вращающийся барабан обеспечивает непрерывное перемешивание продукта, поэтому машины и аппараты этого типа используются для проведения очень многих процессов: обжига, сушки, охлаждения, химических реакций и биологических превращений, мойки, шлифовки и полировки деталей и многих других [74, 88, 89, 176, 180].
Машины и аппараты барабанного типа серийно изготавливаются многими отечественными и зарубежными машиностроительными предприятиями в широком диапазоне их внутренних объемов от нескольких кубических дециметров до нескольких тысяч кубометров [162].
Устойчивая работа в течение многих десятилетий машин и аппаратов с вращающимся барабаном практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства связана, прежде всего, с их большой надежностью, которая определяется простым и самым устойчивым характером движения рабочего органа - равномерным медленным вращением. В условиях, когда производство представляет длинную цепочку взаимосвязанных машин и аппаратов, надежность в работе является одним из определяющих факторов в выборе типа технологического оборудования.
Включение установок с вращающимися барабанами в самые разнообразные линии производства пищевых продуктов, промышленных товаров, строительных материалов, переработки полезных ископаемых связано с особым характером перемешивания сыпучего продукта [108, 110, 127, 133].
Во вращающемся барабане можно организовать перемешивание сыпучей массы с минимальным повреждением частиц. Любые другие перемешивающие устройства, например, шнеки, лопатки, ковши и тому подобные повреждают частицы сыпучего материала в значительно большей степени.
Несмотря на многолетний опыт эксплуатации машин и аппаратов барабанного типа возможности по их усовершенствованию, конструированию новых высокоэффективных моделей далеко не исчерпаны.
В диссертации вскрыты эти возможности, рассмотрены пути реализации этих возможностей.
Предложенные усовершенствования машин и аппаратов барабанного типа основаны на аналитических расчетах, экспериментах с лабораторными и промышленными установками.
Результаты данного исследования приемлемы для любого процесса, проводимого во вращающемся барабане, так как эти результаты направлены на повышение технико-экономических показателей.
Одним из основных направлений диссертационной работы - глубокие и всесторонние исследования проблем повышения производительности машин и аппаратов с вращающимся барабаном в процессе сушки сыпучих пищевых продуктов. В этом направлении основной проблемой является увеличение объема продукта, находящегося в постоянном контакте с сушильным агентом, так как это непосредственно связано с увеличением производительности.
Многие установки барабанного типа в настоящее время работают в периодическом режиме. Исследование возможностей перевода этих установок в непрерывный режим работы является вторым основным направлением диссертации.
Во вращающихся барабанах непрерывного действия имеет место неравномерность продвижения частиц сыпучего материала, в результате чего время их пребывания в барабане неодинаково. Разница в длительности технологической обработки частиц сыпучего продукта, проходящего через барабан, отражается на качестве выпускаемой продукции. Исследование факторов, влияющих на неравномерность движения частиц, а также определение условий, при которых неравномерность минимальна, позволили бы эффективнее использовать барабанные установки. Последнее также входит в основные задачи, поставленные в настоящей работе.
Уменьшению удельных энергетических затрат посвящена значительная часть диссертации. Решение задачи по определению мощности привода барабана позволило отыскать рациональные силовые схемы, обеспечивающие минимальные энергетические затраты, равномерную и постоянную нагрузку на опорные элементы вращающихся барабанов.
Изучение механизма динамики сушки в движущемся слое на цилиндрической и конической поверхностях, определение кинетических закономерностей сложного тепло- и массообмена в условиях непрерывного обезвоживания позволили предложить схемы аппаратов с вращающимся барабаном для конвективной сушки пищевых сыпучих материалов, обеспечивающие наиболее экономичное в энергетическом отношении ведение процесса.
В данной работе обобщены результаты исследований, выполненных автором, а также при его непосредственном участии и руководстве на кафедре машин и аппаратов пищевых производств Воронежской государственной технологической академии.
В начале диссертации даны обозначения величин, поэтому в тексте поясняются только те величины, которые отсутствуют в принятых обозначениях или же не соответствуют им.
Все величины, входящие в уравнения и графики, приведенные в первой главе диссертации, даны в тех единицах измерения, как и в первоисточниках. Остальные главы написаны в соответствии с международной системой единиц (СИ).
Похожие диссертационные работы по специальности «Процессы и аппараты пищевых производств», 05.18.12 шифр ВАК
Исследование и расчет процесса смешивания сыпучих материалов в барабанно-лопастном устройстве2022 год, кандидат наук Черпицкий Сергей Николаевич
Непрерывное смешивание сыпучих материалов в условиях высокой неоднородности подачи отдельных компонентов2016 год, кандидат наук Рябова, Екатерина Алексеевна
Разработка и расчет стержневых барабанных мельниц для производства графеносодержащих концентратов2020 год, кандидат наук Жумагалиева Гаухар Болатовна
Процесс сепарирования в центробежном сепараторе с пульсирующим изменением скорости2012 год, кандидат технических наук Семенов, Виктор Александрович
Разработка метода расчета нового спирального смесителя-дражиратора сыпучих материалов1998 год, кандидат технических наук Личак, Дмитрий Алексеевич
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.