Технические науки/3. Отраслевое машиностроение

Д.т.н. Алтухов А.В.

Филиал «Восход» Московского авиационного института, Россия

К.т.н. Балабеков М.О.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова,

Казахстан

Оценка возможности эффективного использования

различных конструкций насадок барабана при сушке

высоковлажных материалов

Практика показывает, что при сушке материалов с высокой начальной влажностью наблюдается налипание материала на пересыпные лопатки внутреннего распределительного устройства барабана. При этом увеличивается вес внутреннего устройства, что отрицательно сказывается на необходимой для вращения барабана мощности и, естественно, на затратах энергии на удаление влаги из материала.

С целью решения данной проблемы были проведены исследования эффективности использования разработанной нами насадки барабана [1] в сравнении с другими конструкциями в условиях сушки материалов с высоким начальным влагосодержанием. При проведении экспериментальных исследований в качестве высушиваемого материала использовалась поваренная соль. Для облегчения выполнения задачи опыты проводились с единичным элементом.

Исследования проводились в барабане 1 (рис. 1), в котором гладким картоном отделялся участок длиной 0,3 м и на этом участке устанавливалась одна лопатка 2 выбранной конструкции.

Перед началом эксперимента лопатка чисто протиралась ветошью, взвешивалась и устанавливалась в барабан. Затем в нижнюю часть барабана насыпался исследуемый материал в количестве, достаточном для полной загрузки лопатки, выходящей из завала 3. После этого барабан поворачивался до момента входа лопатки в завал с заданной скоростью.

Затем лопатка взвешивалась и по разности веса лопатки до и после эксперимента, определялось общее количество налипшего материала. Далее рассчитывалась средняя масса налипшего материала в расчете на 1см² площади поверхности лопатки G (кг/см²).

В результате исследований зависимости количества налипающего на лопатки материала G от его влажности выявлено, что при увеличении влажности материала u в исследованных пределах (15…40%) G также повышается (рис. 2) как при использовании неподвижной стандартной Г-образной лопатки, так и при использовании самовстряхивающейся одноэлементной лопатки. Причем, в первом случае при изменении u в интервале от 15% до 40% G увеличивается в большей степени и DG составляет практически 400%.

Выявлено, что количество налипающего материала на самовстряхивающуюся подвижную лопатку значительно меньше, чем на неподвижную лопатку. Анализ графиков, изображенных на рисунке 2 показывает, что разность значений G₁ и G₂ растет с повышением влажности материала. Так, при u=15% DG составляет 0,05×10^-3кг/см², а при u=40% DG= 0,2×10^-3кг/см².

Обозначение кривых:

1 – неподвижная стандартная Г-образная лопатка;

2 – одноэлементная самовстряхивающаяся Г-образная лопатка.

Рис. 2 – Зависимость количества налипающего на лопатку

материала от его влажности.

Результаты исследований функции G=f(n) при влажности материала u=15% и u=40% показали (рис. 3), что количество налипающего материала на стандартную неподвижную Г-образную лопатку практически не изменяется с возрастанием скорости вращения барабана n. В то же время в аппарате с самовстряхивающейся лопаткой повышение скорости n влечет за собой снижение G. Так, в случае обработки поваренной соли с влажностью u=40% при n=2 об/мин количество налипшего материала составляет 0,275×10^-3кг/см², то при n=12 об/мин G=0,18×10^-3кг/см². Практически такая же тенденция наблюдается и при сушке материала с начальной влажностью 15%. Однако, при этом количество G имеет значения ниже на 20…25%.

На рис. 4 представлены графики функции G=f(n) для одно-, двух-, и трехэлементных самовстряхивающихся подвижных лопаток.

Обозначение кривых: 1 - неподвижная стандартная Г-образная лопатка при u=25%; 2 - неподвижная стандартная Г-образная лопатка при u=40%;

3 - одноэлементная самовстряхивающаяся Г-образная лопатка при u=25%;

4 - одноэлементная самовстряхивающаяся Г-образная лопатка при u=40%.

Рис. 3 – Зависимость количества налипающего на лопатку материала от

скорости вращения барабана.

Данные исследования были проведены с целью выявления влияния количества подвижных элементов самовстряхивающейся насадки на количество налипающего на них материала.

Как видно из представленного рисунка наибольшая величина G наблюдается у одноэлементной лопатки. А наиболее эффективна в этом плане двухэлементная лопатка.

Таким образом, полученные результаты показали, что самовстряхивающиеся лопатки не только более равномерно распределяют высушиваемый материал по поперечному сечению барабана, но и более эффективны при обработке высоковлажных материалов и материалов, склонных к налипанию.

Обозначение кривых 1 - двухэлементная самовстряхивающаяся Г-образная лопатка; 2 - двухэлементная самовстряхивающаяся Г-образная лопатка;

3 - трехэлементная самовстряхивающаяся Г-образная лопатка.

Рис. 4 – Зависимость количества налипающего на лопатку материала

от скорости вращения барабана

Последнее связано с тем, что в момент возврата подвижных элементов в исходное положение, т.е. в состояние прижима лопатки к обечайке барабана, лопатки ударяются об обечайку и друг об друга, вследствие чего происходит отбивание налипшего на лопатки материала.

Литература:

1. Алтухов А.В., Балабеков О.С., Балабеков М.О., Нурунбетова И.Т. Насадка сушильного барабана// Предварительный патент РК №10816 F26 B25/16. Опубл. 15.10.2001, бюлл. №10.

2. Балабеков М.О. Методология экологической модернизации технологического оборудования на примере сушильного барабанного агрегата./Автореф. канд. дисс., Тараз.- 2010. -20 с.