книги из ГПНТБ / Кардашев, Г. А. Тепломассообменные акустические процессы и аппараты

пружинными амортизаторами. Установка содержит также дефлегматор, конденсатор, мановакуумметры и горшок.

В другом аппарате был осуществлен режим вибрацион­ ного псевдоожижения насадки [9]. Массообменный колон­ ный вибрационный аппарат (рис. 111) состоит из корпуса 1 с трубчатой осью 2. На оси укреплены корзины 4 с решет­ чатым дном, кольца 5 служат для уплотнения. В днище находится пружинный амортизатор 7. Ось колеблется от вибратора 3, и насадка в корзине приходит в состояние колебательного псевдоожижения, увеличивая массообмен в газожидкостном потоке.

Низкочастотные колебания тарелок, насадки и других конструктивных элементов широко используют для интен­ сификации экстракции. Другой принцип заключается в передаче пульсаций через жидкость. Разнообразные

Разнообразные акустические сушилки спроектированы на кафедре физики МИХМа. Ю. Б. Юрченко и авторами построена установка с динамической сиреной (рис. 112, а). Воздух, подаваемый воздуходувкой через нагреватель на вход сирены, поступает после нее под решетку аппарата. Влажный материал поступает в аппарат сверху, высушен­ ный продукт уносится потоком и улавливается в сепара­ торах. Расчет аппарата проведен по схеме, показанной на рис. 112, б, на основе метода электрических аналогий (см. стр. 49). Элементы конструкции и их электрические элементы-аналоги обозначены одинаковыми цифрами.

В другом варианте (рис. 113) возбуждение акустиче­ ских колебаний осуществляется от мощного динамического громкоговорителя ГРД-50; частота воздействия .25— 1000 гц.

В институте металлургии и обогащения АН Казах­ ской ССР разработаны и опробованы распылительные акустические сушилки (рис. 114). В сушилке применено противоточное движение потоков воздуха и пульпы. Подо­ гретый воздух просасывается вентилятором через сушиль­ ную камеру 5 и выбрасывается в атмосферу. Пульпа поступает в чан 3 с мешалкой, откуда подается аэроди­ намическим излучателем-распылителем 2 за счет эжекции при подаче в него сжатого воздуха. Для контроля постоян-

210

мышленная установка рационной сушилки для комбинированной распылительно - акусти­ ческой сушки флотоконцентратов

14*

ства давления воздуха на входе в распылитель установлен манометр і. Температуру газовой среды на входе и выходе из сушильной камеры контролируют термометрами 4 и 6. Распыленная пульпа омывается нагретым воздухом, ко­ торый проходит снизу навстречу потоку. Для увеличения площади контакта частиц с газовой средой нагретый воз­ дух вводят по периферии камеры, а отводят — в центре ее. В сушилке использована специальная пневматическая форсунка-излучатель. В излучателе предусмотрена вихре­ вая камера, в которой непрерывный поток газа преоб­ разуется в периодические колебания уровня звукового давления 150—155 дб и спектром частот 2—20 кгц.

Схема звукофицированной вибрационной сушилки при­ ведена на рис. 115. Сушилка состоит из кожуха 1 и транс-

Рис. 116. Схема барабан­ ной звукофицированной сушилки:

1 — сирена; 2 — зубчатый бандаж; 3 — барабан; 4 — бункер; 5 — выходной лоток

портера 4, на который поступает материал. Транспортер колеблется электромагнитным вибратором 3. Горячий воздух подается снизу. На боковой стенке камеры смонти­ рована сирена 2, колебания от которой передаются через мембрану толщиной 0,05 мм. Уровень звукового давления внутри сушилки составляет около 160 дб.

В барабанной звукофицированной сушилке (рис. 116) озвучивание осуществляется сиреной /; отработанный воздух отводится через штуцер в верхней части камеры. Через бункер 4 и наклонную трубу материал загружается в барабан 3, вращающийся зубчатым бандажом 2, и вы­ водится из сушилки по лотку.

В практике сушки широко используют аппараты с виб,рокипящим слоем [65 ]. Вертикальная вибросушилка (рис. 117) — транспортер с противоточным движением материала и теплоносителя состоит из вибротранспор­ тера 1, ось-труба 2 которого со спиральным лотком под­ вешена на наклонных пружинах 4 к трубе 5. Колебания возбуждаются двумя самосинхронизирующимися вибра-

212

торами 6. Прямоугольный теплоизоляционный кожух 7 имеет две двери. Материал, подаваемый в нижнюю часть установки, под действием вибраций поднимается вверх. Вибрирующий транспортер соединяется с кожухом эла­ стичным рукавом 8. Вентилятор 9 служит для охлажде­ ния вибраторов. Принудительная циркуляция теплоно­ сителя осуществляется вентилятором 10 через калори­ фер 11 и направляющие элементы 3 и 12. Аппараты такого типа (производительность 2 т/ч) используют для сушки

775/7

Рис. 117. Схема вертикальной вибросушилки

гранулированного хлористого аммония и других про­ дуктов.

Авторами данной книги разработан аппарат электроразрядного типа 1 для сушки материалов. Принцип дей­ ствия этой сушилки заключается в следующем. Высуши­ ваемый материал 1 (рис. 118) размещен на одной стороне мембраны 2, соприкасающейся другой стороной с жид­ костью 3. В жидкости размещены электроды разряд­ ника 4. При подаче на разрядник 4 импульсов от генера­ тора 5 происходит пробой жидкости и возникают гидроди­

1 Кардашев Г. А., Ключарев А. Е., Михайлов П. Е. Способ аку­ стической сушки. «Бюллетень изобретений», 1964, № 5. Авторское свидетельство, № 160985, кл. 82а, 130.

213

намические удары, воздействующие через мембрану 2 на обрабатываемый материал 1. В отдельных случаях при­ меняют дополнительный обогрев материала от источника 6 инфракрасного излучения, а также обдув материала горячим воздухом (направление движения воздуха по­ казано на рисунке стрелками). В этом случае на вынужден­ ный массоперенос под воздействием широкополосных акустических колебаний нак­ ладывается фильтрационное движение парогазовой смеси и испарение влаги с поверхности усиливается.

- Акустическое распыление жидкостей связано с подводом

колебаний либо со стороны жидкости, либо со стороны газа. И. К. Экнадиосянц [58] предлагает следующую классификацию способов акустического распыления жид­ кости: 1) распыление с подведением акустических колеба­ ний к рабочей зоне через газ; 2) распыление с подведением акустических колебаний к рабочей зоне через жидкость (распыление жидкости в слое и в фонтане). Этими спосо­ бами получают аэрозоли с диаметром частиц от десятых долей микрона до десятых долей миллиметра при произ­ водительности от десятых долей литра до тысяч литров в час.

214

Стержневой пневмоакустический преобразователь, соз­ данный во ВНИЭКИПРОДМАШе на базе газоструйного преобразователя ГСИ-4, используют для распыления жидкостей и приготовления эмульсий. Преобразователь (рис. 119) состоит из корпуса 1, верхняя часть которого представляет собой штуцер 2 для подачи воздуха. Штуцер фиксируют в корпусе 1 контргайкой 3 после регулировки

насадки 2 и пленкообразователя 1. Распыляемая жидкость или расплав по трубопроводу подается в пленкообразователь распылителя, откуда тонкой кольцевой пленкой по­ ступает на распылительную насадку, жестко соединен­ ную с ультразвуковым магнитострикционным. излучате­ лем. Частота колебаний нижней части насадки 18—22 кгц. При достижении определенной амплитуды колебания пленка жидкости, суспензии или расплава, покрывающая поверхность насадки, распыляется в виде равномерного факела. В зависимости от физико-химических свойств обрабатываемой жидкости применяют насадки с полиро-

215

ванной или шероховатой поверхностью: Размеры насадок могут быть различными. Устройство типа РУЗ можно при­ менять для распыления суспензии с абразивными части­ цами. Для охлаждения магнптострикцпонных излуча­ телей на кожухе 4 имеются два штуцера рубашки охла­ ждения. При использовании генератора УЗГ-10У можно подключить одновременно до восьми распылительных устройств, а при использовании генератора УЗГ-2 — до трех. При этом магннтострикционные преобразователи необходимо подбирать по резонансной частоте. Стабиль­ ность работы устройства типа РУЗ достигается при по­ мощи обратной акустической связи.

ФИЛЬТРЫ И КОАГУЛЯЦИОННЫЕ КАМЕРЫ

Акустические колебания применяют в установках для фильтрации суспензий, разделения жидких неоднородных смесей и разнородных газов, акустической коагуляции

идругих процессов [37, 60]. Акустические фильтры для

-, разделения неоднородных жид-

щ/jpoayxm ]<их систем состоят из излуча­

ПМС-6М встроены внутрь прямоугольного бака, стенки которого затянуты фильтрующей тканью. .

НИИХИММАШем совместно с Институтом физиче­ ской химии АН СССР исследованы и разработаны акусти­ ческие фильтры типа АФ (рис. 121). Очищаемая жидкость под давлением подается через входной патрубок в кор­ пус 1 фильтра и попадает на колеблющийся фильтрующий элемент 2. Последний представляет собой пустотелый каркас, обтянутый металлической сеткой и соединенный

.свибратором 3. Жидкая фаза проходит через фильтрующий материал свободно, а частицы твердых механических примесей задерживаются на нем. Цод действием колеба-

216

ний вблизи фильтрующей поверхности создаются гидро­ динамические потоки; при этом частицы с нее сбрасы­ ваются и постепенно оседают в нижнюю часть аппарата.

Рис. 122. Технологи­ ческая схема звукоииерциоиной , пылекаплеулавливагащей установки:

1 — коагуляционная ка­ мера; 2 — звуковая си­ рена; 3 — ннерционныП осадитель; 4 — вентиля­

тор; 5 — компрессор; 6 — охладитель; 7 — распы­ лительная форсунка; <5 — фильтр

Акустические колебания успешно используют для коагуляции аэрозолей [37]. Коагуляционную камеру (рис. 122) выполняют в виде вертикальной цилиндрической башни, облицованной снаружи звукоизоляционным ма­

газа. Очищенный газ вентилятором 4 отводится в атмосферу или подается для технологических

целей. Уловленная пыль поступает в пылесборник.

При необходимости снижения температуры газа перед коагуляционной камерой устанавливают охладитель 6,

217

СПИСОК Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1.АгранаЧ Б. А. и др. Ультразвук в гидрометаллургии. М., «Металлургия», 1969.

2.Аренков А. Б. Основы электрофизических методов обработки

материалов. Л., «Машиностроение», 1967.

3.Бабиков О. И. Контроль уровня с помощью ультразвука. Л-, «Энергия», 1971.

4.Бабурыкин В. Н., Гензель Г. С., Павлов Н. Н. Электроакус­

тика и радиовещание. М., «Связь», 1967.

5.Беранек Л.' Акустические измерения. Пер. с англ. Под ред.

Н.Н. Андреева. М:, Изд-во иностр. лит., 1952.

ч/б. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. Пер. с нем. Под ред. В. С. Григорьева и Л. Д. Розенберга. Издание 2-е. М., Изд-во иностр. лит., 1957.

7.Бриллюэн Л. и Пароди М. Распространение воли в периодиче­ ских структурах. Пер. с франц. Под ред. П. А. Рязина. М., Изд-во иностр. лит., 1959.

8.Бузник В. М. Интенсификация теплообмена в судовых установ­

ках. Л., «Судостроение», 1969.

9.Буренков Н. А. Интенсификация технологических процессов

впищевой промышленности при помощи низкочастотных колебаний.

Кие£р,«Техника», 1969.

МО) Бут Г. Методы получения вибрации. В сб. «Случайные колебанияѴгІІод ред. С. Кренделла. Пер. с англ. Под ред. А. А. Первозванского. М., «Мир», 1967, стр. 262—321.

11. Быховский И. И. Основы теории вибрационной техники. М.,

.«Машиностроение», 1969.

(Т2) Вдовиченко Л. А., Черкашин О. Ф. Электродинамический генератоф'гидроакустических импульсов. В сб. «Вопросы прикладной акус­

техники псевдоожижения. М., «Химия», 1967.

15.Гершгал Д. А., Фридман В. М. Ультразвуковая аппаратура. М., «Энергия», 1967.

16.Гинстлинг А. М., Барам А. А. Ультразвук в процессах химиче­

19. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложе­ ния. Вып. 1. Пер. с англ. М., «Мир», 1971.

ѵДю. Донской А. В., Келлер О. К-. Кратыш Г. С. Ультразвуковые электротехнологические установки. Л., «Энергия», 1968.

21. Дубров Е. Ф. Звуковая геолокация. Л., «Недра», 1967.

219