Глава 16. Основные понятия об аппаратах с активными гидродинамическими режимами

При активном гидродинамическом режиме в аппарате су­щественно интенсифицируется технологический процесс без сни­жения экономической эффективности его работы и обеспечи­вается высокое качество готового продукта с требуемой оста­точной влажностью. Однако следует заметить, что не для каж­дого процесса существуют активные гидродинамические режи­мы, так как не на каждый технологический процесс можно эф­фективно воздействовать средствами гидродинамики.

Применительно к процессам сушки можно сказать, что гид­родинамическая обстановка, соответствующая активному гидро­динамическому режиму, определяется характеристикой мате­риала как объекта сушки и технологической задачей. При сушке широкопористых материалов со свободной влагой одним из активных гидродинамических режимов является режим пневмо­транспорта, а при сушке тонкопористых материалов этот же режим не будет активным, так как приведет к непроизводи­тельным затратам энергии и не обеспечит решение технологи­ческой задачи, соответствующей, так называемой, внутренней задаче.

Основными признаками активных гидродинамических режи­мов являются: развитая поверхность взаимодействия фаз, гид­родинамическая устойчивость (стабильность гидродинамиче­ской обстановки во времени по всему объему аппарата), приближение гидродинамической модели потоков в аппарате к модели идеального вытеснения, а также увеличение относи­тельной скорости движения фаз, снижение энергоемкости про­цесса и металлоемкости аппаратов. За косвенный показатель гидродинамической активности аппарата можно принять коэф­фициент межфазной теплоотдачи а с учетом доли тепла, идущей на испарение влаги. Эта доля для активного гидродинамическо­го режима должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить экономичность процесса.

Повышение активности гидродинамической обстановки в су­шильном аппарате связано с увеличением межфазных относи­тельных скоростей, подвижности <и столкновения частиц, а соответственно среднего коэффициента теплоотдачи а, что интенси­фицирует процесс, однако требует роста затрат. Поэтому в каж­дом конкретном случае необходимо решать задачу оптимизации — поиска условного минимума затрат при наложении ряда связей, которые определяются из математического описания сушильного процесса. Для этого следует рассмотреть и срав­нить оптимальные варианты работы нескольких возможных для сушки данного материала аппаратов с активными гидродина­мическими режимами. Такой подход правомерен, но сложен.

Для практических оценок показателя активности гидроди­намической обстановки рекомендуется следующий способ.

Составим балансовое уравнение