WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

Площадь поверхности осаждения роторацентрифуги

F1 =rmin {[ ( rmin+ Нtg0) rmin] +

+[( rmin+ Нtg0+ 2)(rmin+ 2)]}2/[ tg [(Rmax Rmin)–(rmaxrmin)]], (23)

тогда разностьплотностей очищенного в центрифуге масла идисперсионной фазы

=s– f= 46,52Fотвf µ1 / [Сц F1].(24)

Продолжительность пребывания суспензии вполе центробежных сил

Т=2/ сср=2 [µ(rmaxrmin)(1+ )]/0,0034d2 3(s f)2{[(rmax+ 2)(rmin+2)] +(rmax rmin)}2.

Необходимое время пребывания суспензии вроторе центрифуги для получениякачественной очистки можно обеспечить засчет регулирования площади отверстий навыходе масла из центрифуги:

Т1 =10,2 rmin (rmaxrmin) 2/ (Fотвtg [(RmaxRmin)–(rmaxrmin)]].

Время пребывания масла в роторе зависитот нормативных требований на качествоочистки, то естьТ1 Т.

F1 28,8Fотвf (1+)/ (d2 3 ),

тогда разностьплотностей очищенного в центрифуге масла идисперсной фазы

28,8Fотв f (1+)/ (d2 3 F1).

При f =907,9кг/м3, = 0,52·10-4 м2с-1

1,35Fотв(1+ )/(d2 3 F1).

Методом численного моделирования изученовлияние высоты Н ротора центрифуги ВФКЦ-1,тангенса угла наклона образующей конуса квертикальной оси ротора tgQ, минимальногорадиуса внутренней обечайки ротора rmin наобъем рабочего пространства центрифугиkц1 (19 )при постоянном радиальномрасстоянии между внутренней и наружнойобечайками ротора 2 = 0,1 м.

В результате обработкиэкспериментальных данных по программе«Statistica-6»получено уравнение регрессии враскодированном виде:

kц1 = 0,33+ 0,14rmin–0,59tg – 0,94 H – 0,52rmin tg + 1,84 rmin H+

+ 0,000001 tg H+ 4,0 rmin2 +0,36 tg2 + 0,83H2.(25)

Припринятом уровне значимости р<0,05, критерийФишера Fтабл= 5,4, уравнениезначимо.

Проведенный анализ полученныхрезультатов показывает, чтоуменьшение угла наклонаобразующей конуса ротора к вертикальнойоси центрифуги приводит к увеличению рабочегопространства ротора.

Наэкспериментальной центрифуге ВФКЦ-2 спараметрам: kц1= 0,00181 м3и[(Rmax Rmin)–(rmaxrmin)] = 0,0382м, методом численногомоделирования выполнен анализматематической модели (22) поформуле

= (s– f )= 82,8 Fотв/ ( Сц) (26)

получено уравнение регрессии враскодированном виде

= оч. f=24,4 0,037– 1,1Fотв– 5596,4d +0,0075Fотв + 15,2d+

+404,2Fотвd – 0,000172– 0,2Fотв2 + 187500d2. (27)

Уравнение регрессии адекватноэкспериментальным данным, так какрасчетный критерий Фишера F=16,85 придоверительной вероятности р<0,05 большетабличного Fтабл= 5,4при числе степеней свободы f1=3, иf2=5.

Из анализа экспериментальныхданных следует, что увеличение частотывращения ротора центрифуги,уменьшениеэквивалентного диаметра частиццеолита d иплощади сечения отверстий на выходе маслаиз центрифуги Fотв приводит кулучшению качества очистки, то естьуменьшением производительностицентрифуги путем регулирования площадисечения отверстий можно получитьтребуемое качество очистки.

Втретьей главе«Исследование технологическиххарактеристик растительных масел ицеолитовых фильтровальных перегородок»выполнено в соответствии сметодическимкомплексом (рисунок 7) исследованийкачественных показателей растительныхмасел

исследование соевого иподсолнечного масел, полученныхпрессованием. Плотность неочищенногосоевого масла f = 944,4 кг/м3, а подсолнечного– f = 922,5кг/м3.

Комплекс исследований качественныхпоказателей растительных масел включаетисследования:

– технологическиххарактеристик растительных масел ицеолитовых фильтровальных перегородок;

– влияния параметровфильтровальной перегородки на процессочистки растительных масел,

– показателейкачества от параметрического комплекса илабораторный анализ качественныхпоказателей.

Проведеныисследования зависимости плотности икинематической вязкости соевого масла оттемпературы.

Рисунок 5. Зависимостьплотности соевого масла (кг/м3) очищенного притемпературе 200Сгидростатическим фильтрованием через слойцеолита высотой h = 1,4 м и эквивалентном диаметречастиц цеолита 0,01 м от температурыt 0С

Рисунок 6.Зависимость плотности соевого масла(кг/м3),очищенного при температуре 200С гидростатическимфильтрованием через слой цеолита высотойh = 1,4 м иэквивалентном диаметре частиц цеолита 0,002м от температуры

Рисунок 7.Методологический комплекс исследованийкачественных показателейрастительных масел

Припроведении исследований соевого маслаиспользовали масло, полученноепрессовым способом с последующейгидростатической очисткой при высоте слояфильтрующего материала Н=1,4 м, температуремасла 20оС впроцессе очистки и диаметре частицфильтрующего материала (цеолита) 0,002 м и 0,01м.

Врезультате обработки экспериментальныхданных по программе «Excel» полученыэмпирические уравнения, характеризующиевлияние температуры на плотностьочищенного масла (кг/см3), полученного:

а) приэквивалентном диаметре частиццеолита d= 0,01 м (рисунок 5)

=968,14 t -0,0121,(28)

б) приэквивалентном диаметре частиц цеолитаd = 0,002 м (рисунок6)

= 1015,6t -0,03,(29)

где – плотностьсоевого масла, кг/м3, t – температура соевого масла впроцессе эксперимента, 0С.

Теснота связи междуэкспериментальными значениями иэмпирическим уравнением (28)характеризуется коэффициентамикорреляции R= 0,957 и детерминации R2=0,9158, ауравнения (29) – R =0,999 R2=0,998.

Припринятом уровне значимостиp<0,05 расчетный критерийФишера FR= 5,44 больше табличного Fт= 4,8уравнение (28) значимо.

Уравнение (29) значимо, так как при принятомуровне значимости p<0,05 расчетный критерий Фишера FR= 249,5больше табличного Fт= 4,8.

Врезультате исследований (рисунок 5) и(рисунок 6) установлено, что плотностьмасла, полученного фильтрованием черезцеолит с эквивалентным диаметромчастиц d = 0,01 м, с повышениемтемпературы уменьшается с 934,4кг/м3 (20оС) до 924,5 кг/м3 (50оС), а при d = 0,002 м с 928,1кг/м3 (20оС) до 902,8кг/м3 (50оС).

Приисследовании кинематической вязкости, врезультате обработки экспериментальныхданных, получены эмпирические уравнения:

а) приэквивалентном диаметре частицфильтрующего элемента (цеолита) d = 0,01 м

= (–0,0084t + 0,6872)10-4,(30)

где – вязкость соевогомасла, м2/с;

б)при эквивалентном диаметре частицфильтрующего элемента (цеолита) d = 0,002 м

= (56,554 t -1,3832)10-4.(31)

Теснота связи междуэкспериментальными значениями иэмпирическим уравнением (30)характеризуется коэффициентомкорреляции R= 0,993 и детерминации R2=0,9866, ауравнения (31) – R =0,981 R2=0,962.

Припринятом уровне значимостиp<0,05 расчетный критерийФишера FR= 36,8 больше табличного Fт= 4,8уравнение (30) значимо.

Уравнение (31) значимо, так как при принятомуровне значимости p<0,05 расчетный критерий Фишера FR= 12,66больше табличного Fт= 4,8.

10-410-4

Рисунок 8. Зависимостьот температуры t (°C) кинематической вязкости соевогомасла (м2/с),очищенного при температуре 200С и полученногогидростатической фильтрацией через слойцеолита h = 1,4 мпри d =0,01 м

Рисунок 9. Зависимостьот температуры t °C кинематической вязкости соевогомасла (м2/с),очищенного при температуре 200С и полученногогидростатической фильтрацией через слойцеолита h = 1,4 мпри d = 0,002 м

Приэквивалентном диаметре частиц цеолитаd = 0,01мкинематическая вязкостьмасла уменьшается при повышениитемпературы с 0,52710-4м2/с (20оС) до 0,27410-4 м2/с (50оС) (рисунок 8), а приd = 0,002 м с 0,52410-4 м2/с (20оС) до 0,24910-4 м2/с (50оС) (рисунок 9).

Изанализа полученных результатов следует,что плотность и кинематическая вязкостьсоевого маслауменьшаются с повышениемтемпературы.

Приисследовании технологическиххарактеристик подсолнечного маслаиспользованы

данные результатовисследования зависимости плотности«сырого» и очищенного подсолнечного маслаот температуры.

Очистка сырого масла, полученногохолодным прессованием, производиласьпутем отстоя в течение 24 часов ипоследующим центрифугированием при = 200 с-1 налабораторной конической фильтрующейцентрифуге ВФКЦ-3 с параметрами:минимальный радиус внутреннеговертикального ротора rmin = 0,04м, высота ротора H = 0,135 м, радиальное расстояние междувнутренней и внешней обечайками ротора2 = 0,028 м, угол наклона образующейконуса вертикальной оси равен 35o, площадь сеченияотверстий на выходе очищенного маслаFотв = 3,5310-6м2 иэквивалентный диаметр частиц фильтрующегоматериала (цеолита) d= 0,002 м.

Получены эмпирические уравнения,характеризующие влияние температуры наплотность «сырого» s (кг/см3) (ряд 1) и очищенногомасла f (кг/см3)(ряд 2):

s= 0,7038t +936,19, (32)

f = – 0,6975t +932,11.(33)

Рисунок 10.Зависимость плотностей «сырого»подсолнечного масла s (кг/м3) (ряд 1) иочищенного f (ряд 2) на центрифуге сэквивалентным диаметром частиццеолита

d = 0,002 м от температуры (оС)

Рисунок 11. Зависимостьразности плотностей очищенного масла идисперсионной среды (кг/м3), полученного причастоте вращения ротора =200 с-1 и эквивалентномдиаметре частиц цеолита 0,002 м, отпроизводительности W (кг/c) центрифуги ВФКЦ-3

Теснота связи между экспериментальнымизначениями и эмпирическим уравнением(32) характеризуется коэффициентомкорреляции R= 0,998 и детерминации R2=0,9969, ауравнения (33) – соответственноR =0,997 и R2=0,9951.

Припринятом уровне значимостиp<0,05 расчетный критерийФишера FR= 160,8 больше табличного Fт= 4,8,следовательно, уравнение (32) значимо.

Уравнение (33) значимо, так как при принятомуровне значимости p<0,05 расчетный критерий Фишера FR= 121,5больше табличного Fт= 4,8.

Изанализа экспериментальных данных (рисунок10) следует, что при температуре 20оС плотность «сырого»масла составляла 922,5 кг/м3, очищенного 918 кг/м3, а при температуре35оСсоответственно 912 кг/м3и 908 кг/м3.Плотность «сырого» подсолнечного маслапри всех исследованных значенияхтемператур выше, чем очищенного.

Этот эксперимент не позволяетколичественно оценить влияние размеровчастиц цеолита на качество очистки,необходимы дополнительныеисследования, результаты которыхприведены в главе 4.

По математической моделипроцесса очистки масел (16) выполненчисленный экспериментс целью оценки влиянияпроизводительностина разность плотностей очищенногомасла и дисперсионной среды (кг/м3).Расчеты разности плотностей очищенногомасла и дисперсионной среды произведены поразработанной новой программе DELTA RO. Прирасчете использованы конструктивныепараметры экспериментальной центрифугиВФКЦ-3, эквивалентный диаметр частиццеолита 0,002 м и частота вращенияротора = 200 с-1.

По расчетным данным построенграфик (рисунок 11). В результате обработкирасчетных данных по программе «Excel»получено эмпирическое уравнение

W = 0,121 + 0,0019,(34)

где W– производительность центрифуги,кг/с; – разностьплотности очищенного масла и дисперснойфазы, кг/м3.

Теснотасвязи между экспериментальнымизначениями и эмпирическим уравнением(34) характеризуется коэффициентомкорреляции R= 0,982 и детерминации R2=0,965.

Припринятом уровне значимостиp<0,05 расчетный критерийФишера FR= 13,8 больше табличного Fт= 4,8,следовательно, уравнение (34) значимо.

Анализрисунка 11 показывает, чем меньшеразность плотностей очищенного масла идисперсионной среды, тем с меньшейпроизводительностью необходимонастраивать работу центрифуги.

Методом численного моделирования полученыданные зависимости плотностимасла, очищенного на центрифуге сконструктивными параметрамиВФКЦ-3 при эквивалентномдиаметре частиц цеолита d= 0,004 ми частоте вращения ротора = 50с-1, 150 с-1, 250 с-1.

Из полученных данных (рисунок 12)следует, что лучшие качественныепоказатели имеет масло, очищенное вцентрифуге с площадью отверстий длявывода очищенного масла из центрифугиFотв=1,77·10-6м2 при частоте вращения роторацентрифуги =150 с-1. Вэтом случае плотность увеличивается сувеличением площади отверстий для выходаочищенного масла с 898,1кг/м3 при Fотв=1,77·10-6м2до 911,6 кг/м3при Fотв=5,3·10-6м2.

Рисунок 12. Зависимостьплотности

подсолнечного масла отплощади отверстий на выходе масла изцентрифуги ВФКЦ-3:

ряд 1– d= 0,004 м, =50 с-1;

ряд 2 – d= 0,004 м, =150 с-1;

ряд 3 – d= 0,004 м, =250 с-1

Вовсех анализируемых случаях увеличениеплощади отверстий для выхода очищенногомасла приводит к ухудшению очистки,плотность очищенного масла с увеличениемплощади отверстий на выходе очищенногомасла из центрифуги увеличивается.

Исследованы зависимоститехнологических характеристикфильтровальных цеолитовых перегородок отразмеров частиц цеолита.

.

Рисунок 13. Зависимостькоэффициента пористости фильтровальнойперегородки от диаметра частиц цеолитаd, м:

ряд 1 цеолит, пропитанныйсоевым маслом, ряд 2 цеолитсухой

Рисунок 14.Зависимость коэффициента порозностифильтровальной перегородки от диаметрачастиц цеолита d, м:

ряд 1 цеолит, пропитанныймаслом,

ряд 2 цеолит сухой

Экспериментальные данные использованыпри построении графиков (рисунок 13 ирисунок 14) зависимости коэффициентовпористости и порозности от диаметра частицфильтрующего материала, используемого дляочистки масел (цеолита).

Врезультате обработки расчетных данныхполучены следующие уравнения:

– зависимостькоэффициента порозности от эквивалентного диаметрачастиц цеолита, пропитанногомаслом = 8 d+ 0,4047;

– зависимостькоэффициента пористости от эквивалентного диаметрачастиц цеолита, пропитанногомаслом = 26,75 d+ 0,6715.

Изприведенных данных видно, что коэффициентыпористости и порозности цеолитовойфильтровальной перегородкиувеличиваются с ростом диаметра частиццеолита.

Этообстоятельство учтено при разработкетеории фильтрования в вертикальныхконических фильтрующих центрифугах.

Накачество очистки растительных маселсущественное влияние оказывают размерныехарактеристики фильтрующего материала,пористость и порозность, от которыхзависит коэффициент проницаемостифильтровальных перегородок kс.

10-710-7

Рисунок 15. Зависимостькоэффициента проницаемости kс(м2) сухой цеолитовойфильтровальной перегородкиот эквивалентного диаметрачастиц цеолита d (м)

Рисунок 16. Зависимостькоэффициента проницаемости kс(м2) цеолитовойфильтровальной перегородки пропитаннойсоевым маслом от эквивалентного диаметра частиццеолита d(м)

Порасчетным значениям получены графики(рисунки 15 и 16) теоретическойзависимости коэффициента проницаемости(kс) для фильтровальных перегородокиз сухого цеолита и пропитанных соевыммаслом.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»