Спосіб теплової обробки дисперсного матеріалу в барабані

1. Спосіб теплової обробки дисперсного матеріалу в барабані, що обертають відносно переважно горизонтальної осі зі сталою швидкістю, який включає подавання його у камеру барабана, дію на нього газоподібним теплоносієм та видалення його з камери, який відрізняється тим, що швидкість обертання барабана підтримують не вище величини, яка відповідає взаємному переходу режимів руху матеріалу в камері барабана з повним підкиданням та неповного центрифугування частинок, і не нижче величини, яка відповідає взаємному переходу режимів руху матеріалу без підкидання та з частковим підкиданням частинок. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що швидкість обертання барабана підтримують не вище величини 1 і не нижче величини 2 , які визначають із співвідношення: 2 3 13663 4 потужності приводного двигуна, аналізування її та В окремих випадках здійснення корисної мозмінювання швидкості обертання барабана до делі швидкість обертання барабана підтримують досягнення потужності, що споживається, максине вище величини ω1 і не нижче величини ω2, які мального значення. Вважається, що за таких умов визначають із співвідношення: режим руху матеріалу в камері є "водоспадним". 10lg Fri g Недоліком цього способу є складність та низь, i R ка надійність систем реєстрування і аналізування потужності та змінювання швидкості обертання Bi Bi2 4 A i Ci барабана. Крім того, зазначена швидкість оберlg Fri , 2 Ai тання не визначає меж всього швидкісного діапазону виникнення режиму руху матеріалу в камері із Di Ai , підкиданням частинок. 4 Відомий також, вибраний за найближчий анаEi лог, спосіб теплової обробки дисперсного матеріBi Di G 1, алу в барабані [4], що обертають зі сталою швид2 2 кістю, яка складає 0,6...1,2 від критичної. Ci=Di·G +Ei·G+Fi, Вважається, що при цьому матеріал рухається в Di=-0,00833·к2+0,003332·к+0,001306, камері у "водоспадному" режимі. E1=-0,02495·к2-0,006685·к+0,04492, Недоліком цього способу є неточність визнаF1=0,05·к2-0,235·к+0,23, чення швидкісних меж переходу режимів руху маD2=0,2028·к2-0,1275·к+0,009611, теріалу та неврахування впливу на ці межі числа E2=-0,07505·к2+0,005855·к+0,0535, Рейнольдса, що зменшує продуктивність теплової F2=17,3·к2-9,69·к+0,621, обробки. Останнє обумовлено застосуванням 1 R , G lg R2 lg спрощеної механічної моделі обертового бараба2 g на із дисперсним завантаженням камери [5]. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення існуючого способу теплової обробки дисперсного матеріалу в барабані шляхом обертання останнього при швидкості, що відповідає руху матеріалу в камері барабана в режимі з підкиданням частинок, забезпечити підвищення продуктивності теплової обробки за рахунок збільшення ефективності теплообміну між газоподібним теплоносієм і завислими у ньому частинками матеріалу та виключення руху матеріалу в режимі без підкидання або пристіночного шару. Вирішення поставленої технічної задачі досягається тим, що в способі теплової обробки дисперсного матеріалу в барабані, що обертають відносно переважно горизонтальної осі зі сталою швидкістю, який включає подавання його у камеру барабана, дію на нього газоподібним теплоносієм та видалення його з камери, згідно корисної моделі, швидкість обертання барабана підтримують не вище величини, яка відповідає взаємному переходу режимів руху матеріалу в камері барабана з повним підкиданням та неповного центрифугування частинок, і не нижче величини, яка відповідає взаємному переходу режимів руху матеріалу без підкидання та з частковим підкиданням частинок. Це здійснення способу є таким, якому віддається перевага з точки зору підвищення продуктивності теплової обробки шляхом збільшення ефективності теплообміну між газоподібним теплоносієм і завислими у ньому частинками дисперсного матеріалу. Тут і далі термінами "без підкидання", "з частковим підкиданням" та "з повним підкиданням" частинок позначено режими руху дисперсного завантаження камери обертового барабана, яким приблизно відповідають широко вживані але недостатньо визначені терміни "каскадний", "змішаний" та "водоспадний" режими [5]. Якісне термінологічне уточнення характеру руху частинок дозволяє кількісно уточнити межі переходу режимів руху завантаження. де ω - кутова швидкість обертання барабана, 1/с; і=1 або 2 - індекс; Fr - число Фруда; g - гравітаційне прискорення, м/с2; R - радіус камери барабана, м; Аі, Ві, Сі, Di, Еі, Fi, G - змінні величини; к - ступінь заповнення камери барабана матеріалом. Це здійснення способу є таким, якому віддається перевага з точки зору чисельного визначення швидкостей обертання барабана, які відповідають межам взаємного переходу режимів без підкидання і з частковим підкиданням та з повним підкиданням і неповного центрифугування, із урахуванням нелінійного впливу числа Рейнольдса, числа Фруда та ступеня заповнення камери. При циркуляційному режимі руху завантаження в камері барабана у вигляді гравітаційних течій, який можна віднести до режиму швидких рухів гранульованих середовищ [6], внаслідок квазізрідження дисперсного матеріалу його поведінка стає схожою на поведінку в'язкої рідини в аналогічних умовах. Тому для описування руху завантаження барабана можуть бути прийняті критерії подібності течії рідини - числа Рейнольда і Фруда та ступінь заповнення камери: Re=ω·R2/v, Fr=ω·R2/g, к, де v - кінематичний коефіцієнт в'язкості, м2/с. Оскільки в розглядуваному русі різні дисперсні матеріали виявляють практично однакові в'язкісні властивості, для зручності v можна представити аналогом - v=1 м2/с. Тоді для даного випадку Rу=ω·R2 у безрозмірних одиницях. На фігурі зображено одержані експериментально [7] графіки меж взаємного переходу режимів з повним підкиданням і неповного центрифугування, що відповідає кутовій швидкості обертання барабана ω1, та режимів без підкидання і з частковим підкиданням, що відповідає ω2, в логарифмічних осях Re та Fr для трьох значень к. Похилі штрихові прямі відповідають умові R=const. 5 13663 6 З метою визначення співвідношення для розЗа значенням функції у вузлах інтерполюванрахунку швидкостей обертання барабана застосоня визначено величини коефіцієнтів d, е та f в (4)вується інтерполяція. За функцію двовимірної ін(6) для ω1 та ω2. терполяції прийнято lg(Fr) для ω1 та ω2, за При к