Распределители растворов

Большое значение для процессов гранулирования имеет равно– мерное распределение растворов, подаваемых в аппарат. Так, увеличение подачи жидкости на какой–либо участок вызывает усиленную агломерацию материала с резким увеличением содержания крупной фракции гранул.

К распределителям предъявляют следующие требования: простота конструкции, гарантия равномерного распределения, возможность очистки во время эксплуатации. В практике получили распространение распределители типа "пила", пневматические и механические форсунки. Распределитель типа "пила" (рисунок 103а) представляет собой закрытую с одного торца трубу, снабженную рифленным или зубчатым желобом. Подаваемый в открытый конец распределителя раствор, переливается через зубцы желоба. Желоб снабжают защитной крышкой во избежание попадания гранул в распределитель. Распределитель данного типа удовлетворяет требованиям при малой длине гранулятора.

Рисунок 103- Распределительные устройства.

Распределитель типа пневматической форсунки (рисунок 103б) состоит из открытой трубки с ниппелем для подачи раствора и центрального ниппеля для ввода сжатого воздуха. Конструкция должна обеспечивать сталкивание воздушного и жидкого потоков. Пластина улучшает распределение жидкости и уменьшает затраты воздуха. Недостаток: большой расход сжатого воздуха.

Наибольшее распространение получили механические форсунки (рисунок 103в). Раствор подается специальными насосами и через механическую форсунку распыляется в аппарате.

Распределитель с переточными трубами (рисунок 103г). Отверстия в нем просверлены с интервалом 22,5 - 30 см и к краям каждого приварена трубка, которая направляет поток жидкости в определенное место. Для равномерного распределения раствора сумма площадей отверстий должна быть равна половине диаметра подающей трубы.

Расчет пневмомеханической форсунки для подачи пульпы в псевдоожиженный слой при следующих исходных данных: производительность по пульпе G ,кг/ч; давление в трубопроводе пульпы Р , МПа; рабочая скорость псевдоожижения , м/с; эквивалентный диаметр гранул d_э , мм; высота слоя H_р , м; диаметр аппарата D, м; температура, ⁰С распыливающего воздуха t_р, псевдоожиженного слоя t_сл , массовая концентрация жидкости в струе , кг/кг; плотность пульпы , кг/м ; кинематический коэффициент вязкости пульпы , м /с; коэффициент поверхностного натяжения , Н/м; плотность твердых частиц , кг/м .

Находим коэффициент струи:

, (8.64)

Скорость витания частиц

, (8.65)

Комплекс , где r₀ – радиус струи в зоне истечения, – скорость истечения:

, (8.66)

Рисунок 104 - Идеализированная модель работы форсунки в псевдоожиженном слое.

Комплекс . Принимаем , определяем комплекс по зависимости (7.66). Протяженность факела находим как . Горизонтальная дальнобойность факела, т.е. минимальное расстояние до ближайшей стенки аппарата:

, (8.67)

Максимальный радиус факела, т.е. минимальное расстояние от горизонтально расположенной форсунки модель работы форсунки в до газораспределительной решетки:

, (8.68)

Расстояние от форсунки до сечения струи с максимальным радиусом:

, (8.69)

Объем факела:

, (8.70)

Производительность одной форсунки:

, (8.71)

Удельная напряженность факела по пульпе принимается в зависимости от характеристики распыливаемой пульпы.

Число форсунок шт. Скорость истечения пульпы:

, (8.72)

Эквивалентная скорость истечения пульпы:

, (8.73)

Рисунок 105 - Конструктивная схема распыливающей головки форсунки

Задается коэффициент от расхода жидкости и находим . Диаметр выходного сопла жидкости:

, (8.74)

Коэффициент расхода реальной жидкости:

, (8.75)

Принимаем соотношение, диаметров головки форсунки и жидкостного сопла и коэффициент расхода реальной жидкости .

Площадь тангенциальных каналов завихрителя:

, (8.76)

Число каналов– 2. Размер тангенциального канала квадратного сечения:

, (8.77)

Диаметр камеры завихрения:

, (8.78)

Угол конусности струи:

, (8.79)

Средний диаметр капель:

, (8.80)

где .

Скорость истечения распыливающего агента из кольцевого канала:

, (8.81)

Расход распыливающего агента:

, (8.82)

Площадь кольцевого канала:

, (8.83)

Диаметр канала:

, (8.84)

Проверяем правильность принятых соотношений по геометрическим размерам факела: эквивалентная скорость круглой струи:

, (8.85)

Расхождение величин комплекса , рассчитанного по принятым для круглой струи соотношениям и полученного из расчета для кольцевой струи не должно превышать 3 - 5 %.