Глава 15. Основные факторы, определяющие гидродинамику сушильных аппаратов

Гидродинамическая обстановка в сушильном аппарате оп­ределяется полем скорос'тей газовой и твердой или* жидкой (при сушке капель) фаз. Поле скоростей обусловливает распределе­ние твердой и газовой фаз по времени пребывания в аппарате и в его отдельных зонах, условия перемешивания фаз.

Важнейшим фактором, определяющим гидродинамику в ап­парате, является тип (конструкция) аппарата. Например, в тру­бах-сушилках и ленточных сушилках движение твердой фазы осуществляется в режиме, близком к режиму идеального вытес­нения по газовой и твердой фазам, что является важным поло­жительным свойством таких сушилок. В сушилках с классиче­ским кипящим слоем происходит интенсивное перемешивание твердой фазы, и по твердой фазе режим близок к режиму иде­ального смешения, что не желательно для процессов сушки, а со многих случаях и не допустимо из-за неравномерной влаж­ности высушенного продукта. Замена цилиндрической формы су­шилок с псевдоожиженным слоем конической или цилиндро-конической вызывает появление режимов фонтанирования, суще­ственно отличающихся от режимов псевдоожижения, хотя и те и другие относятся к режимам взвешенного слоя.

При прямоугольной форме сушильной камеры, особенно в вытянутых в продольном направлении аппаратах, происходит существенное изменение гидродинамики. Так, сушилки с виб- рокипящим слоем, имеющие отношение длины лотка к ширине более 10, уже приближаются к аппаратам идеального вытесне­ния по твердой фазе. Ликвидация застойных зон в сушилках с кипящим слоем часто осуществляется механическими побудите­лями типа ворошителей или мешалок, существенно влияющих на гидродинамическую обстановку в аппарате. При этом наряду с положительным эффектом механические мешалки вносят и от­рицательный, приближая режим в аппаратах к режиму идеаль­ного смешения.

При выбранном типе аппарата гидродинамика зависит от режима работы. Так, в трубах-сушилках можно организовывать закрученный поток газовзвеси, что вследствие трения частиц материала о стенку увеличивает время пребывания материала в аппарате. В некоторых случаях в зависимости от расхода газа конический аппарат может работать в режиме кипящего или фонтанирующего слоя, а также как пневмосушилка с расши­ряющимся потоком теплоносителя.

На гидродинамическую обстановку в сушильном аппарате оказывает влияние концентрация подаваемого в сушилку мате­риала и его свойства. Например, в вихревых сушильных каме­рах с ростом концентрации материала происходит детурбулизация потока, что уменьшает радиальное перемешивание и сни­жает потери давления в аппарате. Существенное влияние на гидродинамическую обстановку в аппарате оказывают свойства высушиваемого материала (размер и плотность частиц, форма частиц и особенно адгезионно-когезионные свойства, часто зави­сящие от влажности высушиваемого материала). Температур­ный режим в аппарате также определенным образом влияет на гидродинамическую обстановку, так как плотность сушильного агента и его скорость зависят от температуры.