Аэродинамические свойства. Расчет скорости витания сахара-песка

Приведенные выше характеристики и параметры сахара-песка относительно полно характеризуют его как массовый груз, хранимый и транспортируемый насыпью. При рассмотрении сахара-песка как объекта пневмо-транспортирования необходимо также знание особых специфических свойств (текучесть, хрупкость, истирающая способность и т. chaussure de tennis asics д.) и аэродинамических характеристик, определяемых такими параметрами, как форма, определяющий размер кристаллов, скорость витания.

Особенности сахара-песка гак объекта пневмотранспортирования

Для оценки пневмотранспортабельности материала в практике зарубежных фирм применяется классификация материалов по сыпучести. С этой точки зрения сахар, как легкосыпучий материал, безусловно пневмотранс-портабелен. Однако при относительной влажности воздуха выше 80% сахар (преимущественно повышенной цветности) становится малоподвижным [23]. Целесообразность применения ‘пневмотранспортных установок обусловливается также такими его свойствами, как подвижность, текучесть. Текучесть. Степень текучести материала является важным, если не определяющим фактором при выборе способа и конструкции транспортной установки. nike france Японские ученые [131] рекомендуют определять степень текучести материала по величине угла естественного откоса: если а<30°, материал обладает большой текучестью; если 30°<а<45° — средней; если а>45°, текучесть материала незначительна. В соответствии с такой классификацией сахар-песок, характеризуемый а = 30°—35°, относится к материалам со средней текучестью. Немецкие ученые [142] считают, что уровень текучести материалов зависит от ряда факторов, в том числе размеров частиц и насыпной массы. Для сахара-песка эта зависимость следующая: Крупный ,. » и средний Мелкий Пыль Средний диаметр частиц, мкм 150 74 <74 Насыпная масса р_нс, кг/м³ при хранении насыпью 800 464 368 » уплотненно 912 688 576 в транспортном состоянии 816 528 448 Текучесть Хорошая Плохая Очень плохая Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что сахар-песок, соответствующий ГОСТ 21—57, является, безусловно, текучим материалом, технологичным с точки зрения транспортирования пневмоустановками. Гигроскопичность. nike air max 90 Сахар относится к гигроскопичным материалам, способным интенсивно поглощать воду из окружающей среды, причем гигроскопичность его увеличивается с уменьшением температуры и размеров кристаллов (измельчение сахара приводит к увеличению удельной поверхности, активной с точки зрения вла-гообмена) и увеличением количества примесей (сахароза по своей природе негигроскопична; гигроскопичность сахару придают примеси — несахара). В связи с этим построены графики сорбционных изотерм сахара, имеющего различные параметры; эти графики позволяют определить температурно-влажностные зоны чувствительности к влагоокружающей среде (определенной пробы сахара [23, 57]. Обычный свекловичный сахар, хранимый бестарно, с доброкачественностью в 99,9%, влажностью 0,02—0,04% и содержанием до 90% кристаллов размером свыше 0,4 мм (кристаллы менее 0,2 мм отсутствуют) сохраняет состояние гигроскопического равновесия с окружающей средой (влажность его и соответственно масса остаются неизменными) при температуре окружающего воздуха 20° С и относительной влажности 60%. Повышенная гигроскопичность сахара говорит о целесообразности максимальной изоляции его от окружающей среды; пневматические установки с этой точки зрения весьма рациональны: они обеспечивают перемещение материала по закрытым коммуникациям и дают возможность ‘использовать заранее подготовленный для этой цели транспортирующий агент. adidas zx flux Хрупкость. Сахар-песок относится к группе хрупких кристаллических насыпных грузов, частицы которых вид его кристаллов не всегда одинаков; форма их в зависимости от пересыщения и присутствия некоторых несахаров может легко подвергаются разрушению (дроблению) в процессе перемещения, погрузки и выгрузки [22]. Характерным примером и доказательством значительной хрупкости кристаллов сахара является измельчение [его не только в механических транспортных установках, но и в технологических аппаратах. Б сушильно-охладительных установках, например, средняя величина измельчения кристаллов сахара (по с?_Ср) составляет от 6,3% в сушках с псевдоожиженным слоем СПС-20 до 24,2% в однобарабанных аппаратах ГДР фирмы Букау-Вольф, а у отдельных проб в барабанно-слоевых сушилках даже 38% [127]. Причем измельчаются в основном кристаллы размером 0,5—1,5 мм. Это подтверждается экспериментальными исследованиями установок с пнев-моразгружающимися резервуарами [6]. Кроме того, перемещение [сахара по материалопрово-дам пневмотранспортных установок также приводит к нарушению целостности отдельных кристаллов, причем степень измельчения в значительной мере зависит от способа пневмотранспортирования (см. главу 6). Истирающая способность и твердость. Истирающая способность сыпучих грузов (свойство истирать во время движения соприкасающиеся с ними поверхности — лотки, желобы, конвейерные |ленты, трубопроводы и т. д.) зависит от твердости составляющих их частиц, определяемой, как правило, в соответствии с десятибалльной шкалой. nike air max 1 pas cher basket adidas zx flux Конкретных ^исследований по определению твердости сахара-песка не проводилось. Если рассматривать его как продукт, сходный по твердости с поваренной солью N301, то его твердость может быть принята равной 2,0. Истирающая способность сахара-песка является так же, как и хрупкость, существенной характеристикой, влияющей на выбор способа и условий пневмотранспортирования — при снижении скорости перемещения материала до 4—6 м/с резко уменьшается износ материа-лопроводов. С этой точки |зрения наиболее благоприятно пневмотранспортирование потоком высокой концентрации, при котором износ материалопроводов и соответственно загрязнение сахара практически устраняются. Взрыво- и пожароопасность. Сахар-песок со средним размером кристаллов, большим 0,15 мм, невзрывоопа-сен [142], более мелкий сахар при насыщении его воздухом имеет склонность к взрывам. Наиболее опасна смесь воздуха и сахарной пыли с размерами частиц меньше 60 мкм, для которой нижний взрывной концентрационный предел 35—37,5 г/м³ [94]. С увеличением размера частиц эта величина увеличивается. Следовательно, при транспортировании кристаллического сахара, изготовленного в соответствии с ГОСТ 21—57, опасность взрыва ‘возникает только при большом количестве мелких частиц и наличии сахарной пыли, которая занимает первое место (по классификации В. Е. Джиббса) в группе ‘самых взрывоопасных промышленных пылей. Все вышеизложенное справедливо, если рассматривать сахар-песок как объект транспортирования и с точки зрения пожароопасности — необходимо предотвращать истирание кристаллов сахара и пылеобразова-ние, а также, по возможности, отделять частицы размером до 0,2 мм. Экспериментами установлено, что полидисперсные аэровзвеси при содержании крупных частиц сахара-песка (размером 0,5—1,5 мм) свыше 90% воспламеняются в ограниченном пространстве, однако воспламенение не распространяется на весь объем [27]. Скорость горения в этом случае понижена по сравнению с мелкодисперсной аэровзвесью: крупные частицы замедляют распространение пламени, ослабляя тем самым взрывные явления. При проектировании пневмосистем следует учитывать, что ‘конечная температура транспортируемого сахара-песка (особенно при падении его с высоты) не должна превышать 25° С (при более высокой температуре начинается резкое пыление 1свежевыработанного сахара), относительная влажность окружающего воздуха должна быть выше 40% (при более низкой пылевое облако наиболее взрывоопасно), а ‘.металлические устройства и детали основного и вспомогательного транспортного оборудования должны быть оснащены устройствами для отведения статического электричества [36].

• Форма частиц. Коэффициент формы

Сахар кристаллизуется в моноклинической или кли-норомбической системе, в сфеноидном классе, Внешний изменяться — кристаллы могут быть игольчатые, двойниковые и т. п. nike flyknit [2], однако, как правило, кристалл представляет собой комбинацию шести кристаллографических форм (рис. Canada Goose Banff 15). По визуальным наблюдениям [9] частицы сахара-песка подобны по форме кубам или параллелепипедам,

1. а мелкие фракции его

• __ I ____ /v _ (0,01<й<0,15 мм) близ-— 4. — — — — -/ \ _{ки к ОК}ру_ГЛОй форме»
  • т. new balance gris е. с изменением размера кристалла сахара происходит некоторое изменение его формы. Существуют различные способы оценки геометрической формы частиц материала.

1. Рис. 15. Кристалл сахарозы.
2. При гидравлических расчетах псевдоожижен-ных систем и систем пневмотранспорта для частиц несферической формы оперируют величиной фактора формы. Различают понятия геометрического фактора формы частиц ? (коэффициента формы) и гидродинамического фактора слоя. На практике, как правило, гидравлический расчет ведется с учетом геометрического фактора формы /, найденного по результатам опытов с неподвижным слоем. Величина гидродинамического фактора формы слоя зависит от степени расширения псевдоожиженного слоя и определяется по перепаду давления.

• В работе [79] предлагается функциональная связь коэффициента формы с динамическим коэффициентом формы /Сф, определяющим аэродинамические свойства частиц произвольной формы по отношению к шару.

Е. I. РеНурЬп предложил переход от несферической изометрической частицы к шарообразной осуществлять путем введения коэффициентов формы / и сферичности г}). Коэффициент формы /* представляет собой отноше» ние площади поверхности частицы несферической формы 5₄ к площади поверхности эквивалентного шара 5о» \ объем которого У₀ равен объему несферической частицы 1/1:

• 5

• / = —¹— = 0,207 —;- при условии У_г = У₀. (1) •Ь₀ V)!*

Величину, обратную коэффициенту формы, называют коэффициентом сферичности -ф (симплекс формы, шаровое число). (

• 1 У\1* ^=——= 4,878—-. (2)
• / ^1

Величину У\|з обычно называют фактором формы Ф.

• -=/4,

1. Ф=У 4,878^- . (3)

• ^1

Выражая через фактор формы Ф коэффициент формы, С. nike football С. Забродский [37] предлагает выражение

1. (4)

Величины /, г|э, Ф наиболее часто встречаются в научно-технической литературе, однако не являются общепринятыми, и рядом авторов предложены другие рели-чины для оценки формы частиц, например Ф’= — [5] и т. п. Площадь поверхности кристалла сахара 5₄ (в см²) может быть найдена по формуле из работы [2]:

1. 5₁₌= 4,12^0* . (5)

где 0\ — масса одного кристаллика, г. К. У. Бурлиевым и В. А. Потаповым [9] была проведена ‘серия экспериментов, в результате которой удалось установить зависимость коэффициента формы /’ кристаллов сахара-песка от их определяющего размера й_е мм 0,15 0,3 0,5 0,75 1,0 1,5 } 1,01 1,06 1,08 1,1 1,12 1,24 легко подвергаются разрушению (дроблению) в процессе перемещения, погрузки и выгрузки [22]. Характерным примером и доказательством значительной хрупкости кристаллов сахара является измельчение [его не только в механических транспортных установках, но и в технологических аппаратах. Б сушильно-охладительных установках, например, средняя величина измельчения кристаллов сахара (по с?_Ср) составляет от 6,3% в сушках с псевдоожиженным слоем СПС-20 до 24,2% в однобарабанных аппаратах ГДР фирмы Букау-Вольф, а у отдельных проб в барабанно-слоевых сушилках даже 38% [127]. Причем измельчаются в основном кристаллы размером 0,5—1,5 мм. Это подтверждается экспериментальными исследованиями установок с пнев-моразгружающимися резервуарами [6]. nike roshe run Кроме того, перемещение [сахара по материалопрово-дам пневмотранспортных установок также приводит к нарушению целостности отдельных кристаллов, причем степень измельчения в значительной мере зависит от способа пневмотранспортирования (см. главу 6). Истирающая способность и твердость. Истирающая способность сыпучих грузов (свойство истирать во время движения соприкасающиеся с ними поверхности — лотки, желобы, конвейерные |ленты, трубопроводы и т. д.) зависит от твердости составляющих их частиц, определяемой, как правило, в соответствии с десятибалльной шкалой. Конкретных ^исследований по определению твердости сахара-песка не проводилось. Если рассматривать его как продукт, сходный по твердости с поваренной солью N301, то его твердость может быть принята равной 2,0. Истирающая способность сахара-песка является так же, как и хрупкость, существенной характеристикой, влияющей на выбор способа и условий пневмотранспортирования — при снижении скорости перемещения материала до 4—6 м/с резко уменьшается износ материа-лопроводов. С этой точки |зрения наиболее благоприятно пневмотранспортирование потоком высокой концентрации, при котором износ материалопроводов и соответственно загрязнение сахара практически устраняются. Взрыво- и пожароопасность. Сахар-песок со средним размером кристаллов, большим 0,15 мм, невзрывоопасен [142], более мелкий сахар при насыщении его воздухом имеет склонность к взрывам. Наиболее опасна смесь воздуха и сахарной пыли с размерами частиц меньше 60 мкм, для которой нижний взрывной концентрационный предел 35—37,5 г/м³ [94]. С увеличением размера частиц эта величина увеличивается. Следовательно, при транспортировании кристаллического сахара, изготовленного в соответствии с ГОСТ 21—57, опасность взрыва возникает только при большом количестве мелких частиц и наличии сахарной пыли, которая занимает первое место (по классификации В. Е. Джиббса) в группе самых взрывоопасных промышленных пылей. nike air max 97 Все вышеизложенное справедливо, если рассматривать сахар-песок как объект транспортирования и с точки зрения пожароопасности — необходимо предотвращать истирание кристаллов сахара и пылеобразование, а также, по возможности, отделять частицы размером до 0,2 мм. Экспериментами установлено, что полидисперсные аэровзвеси при содержании крупных частиц сахара-песка (размером 0,5—1,5 мм) свыше 90% воспламеняются в ограниченном пространстве, однако воспламенение не распространяется на весь объем [27]. Скорость горения в этом случае понижена по сравнению с мелкодисперсной аэровзвесью: крупные частицы замедляют распространение пламени, ослабляя тем самым взрывные явления. При проектировании пневмосистем следует учитывать, что конечная температура транспортируемого сахара-песка (особенно при падении его с высоты) не должна превышать 25° С (при более высокой температуре начинается резкое пыление 1свежевыработанного сахара), относительная влажность окружающего воздуха должна быть выше 40% (при более низкой пылевое облако наиболее взрывоопасно), а ‘.металлические устройства и детали основного и вспомогательного транспортного оборудования должны быть оснащены устройствами для отведения статического электричества [36]. basket nike tn Форма частиц.