Здравствуйте, уважаемые форумчане
Обращаюсь к Вам за помощью в разъяснении нескольких вопросов.
Я сейчас пытаюсь произвести сушку для опилок. Принцип действия – сушка в псевдоожиженном слое. Столкнулся с несколькими проблемами. Конструкция представляет из себя емкость с установленным снизу перфорированным листом (ситом), на котором находится слой сыпучего материала (опилок). Размер листа 1000х1000мм.
Первая, и наверное, основная проблема в неравномерности подачи воздуха под сито. Это приводит к каналообразованию в слое и уносу частиц, хотя «теоретически» скорость в сечении емкости должна быть намного меньше скорости витания опилок. Эта же проблема наблюдается при выгрузке – выгружает только возле выгрузного отверстия и потом весь воздух устремляется в часть «без слоя». Первоначально был один вентилятор снизу емкости и был переходник с прямоугольника от сопла вентилятора до прямоугольника под низом емкости. Была абсолютно непродуваемая часть в емкости и снова таки каналообразование. Попробовал сделать разделение переходника на сегменты – не помогло. Погуглил по запросу «проблемы псевдоожижения» и нашел некоторые сноски на книги – там было указанно, что очень важно равномерно подать воздух в слой, можно использовать пористые материалы. Конткретно не было ничего указанно, но первое что пришло на ум – поролон. Положил, действительно процесс «визуально» улучшился, но все равно осталась проблема при выгрузке и каналы просто расширились. После попробовал разделить поток на 4 части. Т.е. под сеткой было 4 переходника, далее пневморукавами подвел к распределению от вентилятора (от выхлопа вентилятора выходили одни «штаны», еще по «штанам» на каждый выход – просто попробовал разделить на 4 части). Для верности хотел использовать регуляторы постоянного расхода – но не удалось найти быстро (везде под заказ да и долго ждать). Психанул, купил 4 регулятора переменного воздуха с приводами белимо. Конструкция получилась офигеть какая большая, да и показывали они тоже непонятные цифры (я думал выставлю везде одинаковый расход и все). Как позже выяснилось, там давление воздуха не должно превышать 1000 Па для регулировки и 3000 Па для измерений. Да и очень медленно заслонки работают (открываются-закрываются). Менять приводы не стал- решил взять 4 менее производительных вентилятора (вначале был ВЦ10-28 № 4 11 квт, после взял 4 шт 10-28, 3,15 4 квт) и пустить каждый на переходник. Теперь у меня просто увеличилось количество каналов в 4 раза. Вобщем, есть у меня еще 2 идеи. Пустить до нижнего сита «распределитель» – пресованная решетка высотой 3 см с ячейками 3х3 размером 1000х1000мм. Ну и поставить несколько рядов тканой сетки (между фланцами секций емкости). Мне важно избежать каналообразования и уноса частиц, при этом не снижением производительности (скорости) а именно равномерностью подачи. Где то читал про хоникомб (соты), надеюсь решетка выполнит похожие функции. Описал очень длинно, теперь попробую сформулировать еще раз свои вопросы:
1. Как распределить поток воздуха максимально равномерно под решетку?
2. Как определить увеличение потерь на сопротивления от увеличения скорости в канале 30х30мм? (нужна формула)

Ну а вообще буду рад любым советам
Заранее большое спасибо

2. Изменение сопротивления пропорционально квадрату изменения скорости.

А по остальному - такое считают. С самого начала. Или, обжёгшись, возвращаются к началу и считают. С учётом полученных шишек и результатов.

Никогда не занимался подобным, даже не читал, но задача интересная. Поэтому свои 5 копеек подброшу.
Думаю, чтобы избежать каналообразования (с выгрузкой не понял), надо создать условия, чтобы гидравлическое сопротивление образовавшенгося канала мало отличалось от сопротивления неразрушенного слоя. А для этого имеет смысл попробовать поднять сопротивление воздухораспределителя. Тогда изменение условий течения в различных участках псевдоожиженного слоя будет меньше сказываться на расход в этом сечении. Вероятно, каналы надо выполнить без возможного перетекания воздуха (с ограниченным перетеканием) в поперечном направлениии внутри распределителя. Чтобы не "смазывать" эффект. Увеличился расход на каком-то участке, но это не привело к существенному снижению давления на других участках. Поролон в этом смысле не лучшее решение.
Ну, и в любом случае я бы подумал о некой мешалке: двигатель, редуктор, вал через воздухораспределитель, медленно вращающаяся траверса внутри слоя.
Если эти соображения покажутся Вам логичными, сообщите результат. Можно в личную переписку. Интересно!

Вращающаяся траверса - для жидких или полужидких смесей. Для сушки сыпучих - вращающийся барабан распространённое решение.

И замечание по конструкции. "Сито" и "перфорация для равномерного распределения" это очень разные вещи. Перфорация рассчитывается. Именно на обеспечение истечения из отверстий с равномерной скоростью. Плюс "каналы" в таком случае должны работать как камеры статического давления.
И ещё раз. Сначала осмысливается задача. Затем просчитывается. И потом реализуется в железе.

Добрый день
То, что изменение сопротивления пропорционально квадрату скорости - это понял и где-то встречал. Но мне нужно именно численное значение. Ранее с этим не встречался. Первые попавшиеся материалы по такому запросу дают не аналитические выражения, а диаграммы. То, что я увидел - минимальный размер - диаметр 80 мм. Мне же необходимо оценить изменение сопротивления именно в ячейках пресованных решеток. Почему именно такой вариант - да потому что они есть готовые и ничего не надо придумывать. Также задумывался о покупке трубок и вставке между двумя перфорированными листами с дальнейшей обваркой. Но это буду делать только если пойму правильность расчетов - не дешево это и трудоемко.
К сожалению, читал где-то сноски, но не сохранил, про воздухораспределительные устройства. Действительно было указанно, что для избежания негативного эффекта каналообразования они должны обладать сопротивлением равным или большем, чем кипящий слой материала. Там, где будет образовываться канал - будет увеличение скорости. Дак вот если это увеличение будет вызывать сопротивление сравнимое с сопротивлением слоя - задача должна быть решена.
По поводу расчетов - я предварительно прочитал несколько книг по теме псевдоожижения. Непосредственно для определения параметров воспользовался методичкой Уральского лесотехнического университета (автор Ведерникова). Вроде бы все понятно и просто. Вот только самая простая величина - скорость витания опилок 6-7 м/с оказалась почти на порядок меньше на практике. Сегодня специально произвел замеры (пользовался анемометром тесто 435 и программатором к регуляторам переменного расхода. Скорость, при котором не происходит "большого" уноса - 0,5м/с. Скину с телефона видео и скину ссылку. У меня будет рециркуляция воздуха, поэтому борьба с уносом пыли из емкости сейчас самая важная. Планирую узнать по самоочищающимся фильтрам для цементных силосов. Ну или буду вешать циклоны, хотя очень не хотелось бы.
Еще раз по выгрузке. Выгрузное отверстие одно максимально низко расположенное к сетке в боковой стенке емкости. Несмотря на то, что слой должен вести себя подобно жидкости, слой больше уменьшается именно в районе выгрузки. В один прекрасный момент вся опилка в емкости оседает и весь воздух устремляется в "брешь" около выгрузки. Спрошу у своих ребят, может остались видео. Для наблюдений специально делали окошко в емкости.
Барабан - самое распространенное решение, но мне он не нравится. Типовые сушильные барабаны предполагают непрерывный процесс сушки. У меня он будет цикличный - порциями (загрузил один объем и сушу пока не высохнет). Для этого взял 4 тензодатчика. Попросту получились большие весы. Ну и в барабане при использовании небольших температур попросту не получится добиться производительности.
По замечанию по конструкции - в начале я использовал в качестве "сита" металлическую тканую сетку с ячейкой 1,2 мм, потом решил использовать перфорированный лист с круглыми отверстиями по шестиугольнику с диаметром тоже 1,2 мм. Разницы особой нет. Только вот с листом намного удобнее работать.

Опять не поняли. НИКАКАЯ СЕТКА НЕ ОБЕСПЕЧИВАЕТ РАВНОМЕРНОГО ПО ПЛОЩАДИ РАСХОДА.
Так увидели? То же самое относится к решёткам. Равномерный (относительно) расход по площади может обеспечить перфорация с чётко заданными параметрами (диаметр + шаг отверстий). И листы с шагом отверстий меньшим, чем два диаметра можете смело выбрасывать. Они = сетка. А так, да, удобнее. Можете продолжать играть в эксперименты.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Аут...

Надо было для пущего эффекта дымосос использовать. Чего уж мелочится. Ещё раз, найдите в справочнике проектировщика под ред. Староверова расчёт перфорации для воздухораспределителя. И ВНИМАТЕЛЬНО изучите вопрос.

Уважаемый Skaramush
Потому то и обратился, что надоели эксперименты
Увидел очень хорошо
Собственно сетка не совсем для распределения, а для удерживания материала от опадания, пока не подул воздух.
Давайте задам вопрос так
Как бы Вы сделали, если бы надо было равномерно подать воздух под сетку в сечение 460х460 с диаметра 250?
В сечение 1000х1000 с диаметра 250?
Я начал городить несколько вентиляторов, может все-таки получилось бы обойтись одним?
Ну и подскажите пожалуйста методику выбора параметров листа для распределения.
Вчера водил зондом сверху емкости - было поле скоростей неравномерное
Сегодня поставили перфорированные листы 3 и 5 мм между последней и предпоследней секцией емкости - при вождении зондом практически не отличались значения скорости. Единственное, были зоны, где осаждалась опилка больше - по углам квадрата и одно пятно где-то посередине.
На видео - там где "валит" - скорость 2 м/с, там где пылит немного - 0,4м/с
Спасибо

Считать. Статическую камеру и перфорированную площадь для равномерной скорости. В вашей конструкции равномерности не может быть в принципе, хоть сколько вентиляторов подключайте.

До решётки вам нужно получить равномерную (по возможности) скорость во всём сечении. А для этого, кстати, и вентилятор нужно отнести дальше от сушилки.

Дымосос! Как же я его то еще не попробовал? А если правда, выбирал вентиляторы по производительности и по давлению. Сопротивление слоя (расчетное) в районе 1000 Па. Вначале хотел загружать вдвое больше, но опять таки боялся каналов. Калориферы тоже хорошенько сбавляют напор. Это без всех переходников и пр. До этого достался практически бесплатно вентилятор среднего давления 14-46 6,3 15 квт - так при он показывал нулевой расход (захлебнулся). Тот же вентилятор при подключенном калорифере показывал всего 5000 м куб/час вместо 20000. В то же время 10-28 11 квт выносил без шиберования все из емкости. Я бы его то и использовал с удовольствием, но у меня сомнения по распределению с выхлопа сечением 120х160 на сечение 1000х1000. Поэтому и "придумал" использовать 4 вентилятора. За ссылочку большое спасибо - постараюсь изучить и принять теперь уже правильное решение

Не смейтесь, но это у меня по счету 4 конструкция. 2 конструкция как раз была от одного вентилятора и "повыше". Сетка находилась на уровне 2,7 м от пола. Поправьте меня, если я говорю неправильно. Когда брал регуляторы мне говорили про 3 диаметра. Я так понимаю, если диаметр метр, то через 3 метра поток в воздуховоде более-менее распределяется равномерно по сечению.

Три и пять калибров это действительно относительное выравнивание потока. То есть, относительно ровный поток за три калибра ДО или пять калибров ПОСЛЕ местного сопротивления. Так что... После вентилятора минимум пять. И за вентилятором, по уму, должен быть не участок сечением равный выхлопу, а диффузор. И, как писал, выход на сушилку не с выхлопа вентилятора, а через статическую камеру с выравнивателем потока.

Почему упёрлись в идею подачи воздуха снизу? Можно в бункере установить вертикальные воздуховоды с перфорацией и распределить воздух по всему объёму. Тогда не будет критической скорости внизу, "кипящий" будет весь объём и давление поменьше понадобится.

Может слёживаться. Сработает как погружной вибратор в бетоне.

А что будет, если под сетку или что Вы там используете в качестве распределителя, со стороны входа воздуха ( не в слое опилок) установить траверсу в виде диска с несколькими радиальными прорезями. Мешать опилки уже не надо, крутим траверсу в потоке воздуха. Плотно прижимать к нижней поверхности распределителя тоже не обязательно, зазор в пару мм дела не испортит. Скорость вращения надо подобрать. Не уверен. что Ваши белимо справятся, но попробовать можно. Ведь можно и несколько устройств поставить, белимок у Вас, как я понял, теперь - стада.
Идея такова: скорость потока напротив прорези будет достаточной для каналообразования. Но сам канал(ы) будут мигрировать вслед за движением щели. А поднятые вверх опилки потеряв подушку будуть падать закрывая канал на старом месте.

Ряд вопросов. Что будет этот диск крутит? Как будет уплотняться зазор по кромке? Что будет, когда диск стоит? Какое усилие будет требоваться для проворота диска? На что будет опираться этот диск? Как будет решаться вопрос прочности (чтобы элементарно не разломало у оси вращения)?

Основной. Если спокойно считается статкамера и равномерное распределение скоростей по площади, смысл такого "огорода"?

Может Вы и правы. Просто статкамеру никогда не приходилось считать. А задачка интересная. У автора темы есть уже приводы, деньги все одно потратил. Проблемы прочности решаются легко: между прорезями в диске варим на точку (клепаем) радиальные ребра. Судя по описанию автора, жестяное производство ему доступно. Никаких уплотнений ни по периметру диска, ни между прорезями не требуется. Я предполагаю лишь резкое снижение расхода в отверстиях распределителя. находящихся в "тени" непрорезаной части диска, а не их полное перекрытие. Этого достаточно, я полагаю, для разрушения возникшего канала в псевдокипящем слое. Таким образом, затраты энергии только на преодоление трения в подшипниках подвеса диска. Не думаю, что это больше, чем при повороте ламелей водушного клапана ЦК. Как-то так.
Я не настаиваю, можно и камеру посчитать. Автор писал, что будет рад любым советам. Почему не порадовать человека.

Кстати. Вы писали о квадратичной зависимости сопротивления канала от скорости (расхода). Такое утверждение справедливо для турбулентных течений в канале. При ламинарном течении, которое часто возникает в узких длинных каналах при скоростях, характерных для вентиляционной техники, зависимость линейная. Там коэфф. сопротивления 64/Re

Такого размера "диск на оси" на который будет приходиться нагрузка по площади (неравномерная) хоть раз вживую доводилось видеть, чтобы подобное "на жестяном производстве" предлагать?
И формула динамического давления движущегося потока какая?

Я делал сушку в псевдоожиженном слое, камера статического давления снизу, перфорированный под, как собственно и предлагается выше.

если воздух не может поднять опилки и пробивает каналы, значит либо опилки размокли и слиплись, либо обилки слишком плотно сидят, либо переборщили с загрузкой и всыпали в ёмкость опилок от души. Я бы попробовал поэкспериментировать с объёмом загрузки. Процентов на 60 бы её снизил и посмотрел, что будет.