WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 22 |

Разработка и исследование установки приготовления композитного котельного биотоплива из отходов животноводческих ферм и нефтехозяйств

-- [ Страница 14 ] --

б) – эпюра деформации: резонансная частота 14929 Гц меньше резонансной частоты преобразователя, условия экстремумов деформаций в общем выполнены, но тип колебаний – поперечный;

в) – эпюра деформации: резонансная частота 18856 Гц больше резонансной частоты преобразователя, тип колебаний – поперечный;

г) – эпюра деформации: резонансная частота 17154 Гц близка к резонансной частоты преобразователя, тип колебаний – продольный, условия экстремумов деформаций в общем соответствуют.

Рис. 26, а) - Волновод для установки УЗС-5П, верх, уточненная конфигурация б) верхняя частота 14929 Гц. в) верхняя частота 18856 Гц.

Рисунок 26 (а-г) - Эпюры деформации волновода для УЗС-5П На рисунке 27 (а-б) приведены окончательная конфигурация верхней части волновода для УЗС-5П и соответствующая этим размерам эпюра деформации для собственной резонансной частоты.

а) – окончательное уточнение размеров верхней части – удлинение хвостовика на 5,0 мм;

б) – эпюра деформации: резонансная частота 17384 Гц очень близка к резонансной частоте преобразователя, тип колебаний – продольный; амплитуда максимальна на торце и минимальна в зоне фланца для крепления.

Рис. 27: а). Волновод для установки УЗС-5П, верх, окончательная конфигурация.

б). Эпюра деформации волновода для УЗС-5П, верхняя частота 17384 Гц.

На рис. 28 приведена эпюра деформации для собственной резонансной частоты всего волновода для УЗС-5П.

Рисунок 28 - Эпюра деформации волновода для УЗС-5П. Частота 17388 Гц Выбранные конфигурации и размеры акустических волноводов теоретически подтверждают работоспособность УЗКС установок. Практически после изготовления и сборки все УЗКС проходят стадию настройки на резонансную частоту, которая происходит путем изменения геометрических размеров волновода в пределах долей мм.

Рисунок 29 - Фото кавитационного процесса при правильно рассчитанном Рабочее окончание УЗКС помещается в проточный смеситель, где собственно и происходит ультразвуковая кавитационная обработка жидких веществ.

Проточные смесители или реакторы изготовлены из нержавеющей стали.

Конструкция проточной части аппарата обеспечивает обтекаемость и отсутствие застойных зон, что предупреждает эффект торможения и запрессовки обрабатываемой композиции. Гидравлическое сопротивление реактора не более 0,1 атм.

Проточный реактор с излучателем предназначен для врезки в участок Рисунок 30 - Фото проточного смесителя для ОПУ.

Слева находится центральная цилиндрическая часть смесителя, справа – коническое дно, заканчивающееся заливным патрубком 3.4.2. Краткое описание ультразвуковой генератор УЗГМ 5А В составе установки применен ультразвуковой генератор УЗГМ 5А (рис. 31), предназначенный для работы с магнитострикционными преобразователями ПМС 15А-18, ПМС 22, ПМС 6-22. Потребляемая мощность генератора - не более 6, кВт, рабочая частота автоматически регулируется в пределах от 17 кГц. до 22. кГц, регулировка выходной мощности – плавная, в диапазоне от 100 до 20% мощности Встроенная в генератор система управления может самостоятельно без компьютера поддерживать работу генератора с заданными параметрами, но при этом изменение своих параметров на элементах памяти не фиксируется.

Дополнительно предусмотрена вынесенная на компьютер система управления, которая позволяет дистанционно управлять настройками генератора, включать и выключать его и фиксировать в памяти изменение параметров во времени и строить графики для дальнейшего анализа (поставляется по отдельному заказу).

Генератор может быть размещен в корпусе с вертикальной либо горизонтальной ориентацией (по желанию Заказчика).

На переднюю панель генератора выведена кнопка включения питания, клавиатура и дисплей блока управления (см. рис. 31).

На задней панели генератора расположены:

- ввод электропровода сетевого питания;

- универсальный разъем для магнитострикционного преобразователя;

- разъём датчика протока воды;

- клемма для провода заземления генератора.

«Автоматический (Automatic)» генератора и настройка доступных для пользователя. Четвертая вкладка доступна Внешний вид клавиатуры генератора представлен на рис. 32.

Для определения мощности УЗ-излучения, которая передается различными установками УЗ-диспергирования в жидкую среду – воду– использовалась следующая методика. В сосуд из стекла или пластика наливалось некоторое количество жидкости комнатной температуры и в него опускался излучатель ультразвука. Объем жидкости подбирался в предварительных экспериментах так, чтобы жидкость нагревалась на Т ~ 10 °С за несколько минут t ~ 5-10 минут, что позволяет достаточно точно измерить температуру нагретой жидкости при условии ее тщательного перемешивания в течение УЗ-обработки и по ее окончании. Если УЗ-излучатель не обеспечивает хорошего турбулентного перемешивания жидкости при ее обработке, необходимо дополнительно перемешивать жидкость для ее однородного по объему нагрева, например, перемещая время от времени излучатель по объему. Предварительные эксперименты показали, что кривая зависимости температуры жидкости от времени при УЗ-обработке с выбранными значениями исходной температуры и объема жидкости близка к линейной. Мощность УЗ-энергии, передаваемая жидкости, рассчитывалась по формуле:

Wus – мощность УЗ-энергии, Вт, передаваемая УЗ-излучателем в жидкую среду;

Vliq – объем жидкости, л;

cliq – теплоемкость жидкости, Дж/л °С;



Т – увеличение температуры жидкости в °С за время t;

t – время УЗ-обработки, сек.

При расчете переданной мощности пренебрегалось теплоемкостью сосуда и теплопотерями во внешнюю среду. Теплоемкость воды - cH2O = 4,18 кДж/л °С. За счет этих приближений рассчитанное значение мощности будет слегка заниженным сравнительно с действительным значением.

Пример. Результаты испытаний.

Объем жидкости для испытаний – 1 л. Жидкость – вода.

База по времени t = 5 мин.

Таблица 15. Характеристики гантельных излучателей.

Тип и площадь излучателя, см2 Т, °С мощность,Wus, Гантельный с одной проточкой и закругленным торцем, 7 см Гантельный с тремя проточками, Измеряя мощность, передаваемую в жидкость и мощность, потребляемую УЗ-генератором от сети, калибруется шкала мощности генератора. Самый простой и быстрый метод проверки работоспособности ультразвуковой системы – это проверка наличия кавитации. При подаче достаточной мощности на акустический волновод в окружающей его жидкости появляются кавитационные пузырьки. Также достаточно наглядно кавитация обнаруживается косвенным методом: при погружении небольшого кусочка бытовой алюминиевой фольги в рабочую зону волновода блестящая сторона ее мутнеет и даже перфорируется.

3.4.3.Система циркуляции рабочей жидкости Система циркуляции рабочей жидкости состоит из: накопителя с рубашкой охлаждения, воронки ввода компонентов, насоса-дозатора, вентилей и соединительных шлангов, а также проточной части комбинированного проточного сосуда [49].

Накопитель оснащен съемной металлической герметичной крышкой с ручкой. Крышка в рабочем состоянии фиксируется болтами. В крышку встроен мано-вакуумметр (-15 атм). Предусмотрено регулирование давления над поверхностью среды через патрубок диаметром G1/4 для подачи/отсоса воздуха компрессором или вакуум-насосом. Накопительная емкость рассчитана на рабочее давление в аппарате от минус 0,9 до плюс 3 атм.

В нижнюю часть накопителя встроен прибор контроля температуры (от 0 до 100С). Предполагаемые границы рабочего температурного диапазона от 16 до 60С. Для поддержания рабочей жидкости в необходимом температурном диапазоне накопитель имеет рубашку охлаждения, которую подключают к системе охлаждения (проточная вода или замкнутая система термостатирования).

Охлаждающая жидкость поступает в нижний патрубок рубашки охлаждения и выходит из верхнего, исключая таким образом образование воздушных пузырей и неохлаждаемых зон в емкости.

Полный объём накопительной емкости составляет 12 дм3; рабочий - 9 дм3;

внутренний диаметр -200 мм; наружный диаметр рубашки - не более 230 мм;

высота - не более 450 мм. Входные\выходные патрубки с трубной резьбой имеют следующие размеры: для теплоносителя - G1/4, для обрабатываемой среды - G1/2.

дополнительных ингредиентов. Геометрически она повторяет размеры конусной части накопительной емкости.

Остальные элементы установок являются стандартными.

Рисунок 34 - Вариант накопительной емкости с крышкой:

а) схема накопительной емкости; б) изготовленные емкость с крышкой и воронка ввода компонентов Насос предназначен для прокачки рабочей жидкости по системе циркуляции.

Скорость прокачки регулируется с пульта блока управления.

Вентили служат для обеспечения залива жидких компонентов, слива рабочей жидкости и герметизации системы циркуляции при работе установки.

Соединительные шланги закреплены на патрубках элементов системы бандажами.

Конструкция проточной части аппарата обеспечивает отсутствие застойных зон, эффекта торможения и запрессовки обрабатываемой композиции.

3.5. Порядок приготовления композитного топлива Работа установки полностью независима от технологического оборудования котельной и его технического состояния. При запуске установки на входные трубопроводы, снабженные стандартными фланцами, подаются компоненты водосодержащей органической фракции (ВОФ): мазут, органические добавки в виде растительного сырья, (навоз, помет, микроводоросли и т.п.) и вода.

Процентное содержание водосодержащих компонентов задается с пульта управления. Смесь компонентов требуемого состава поступает на насосный Рисунок 35 - Алгоритм приготовления котельного композитного биотоплива агрегат, а затем в гидродинамический диспергатор модуля предварительной подготовки. Приготовленная таким образом смесь накапливается в буферной емкости, из которой насосным агрегатом перекачивается в модуль окончательной обработки и последовательно проходит тракты ультразвукового проточного реактора и гидродинамической системы. Через выходной патрубок готовая ультрадисперсное минерально-органическое биотопливо поступает в расходную емкость мазутного хозяйства котельной [56,60,61,72,73,70].

Технические характеристики ОПУ Производительность, м3/ч - 2, Температура мазута, С - 45… Температура воды, С - 10… Температура ВОФ, С - 45… Дисперсность капель воды, мкм - 3… Содержание воды в КТ, % - 10… Разработана принципиальная технологическая схема опытнопромышленной установки непрерывного получения композитного топлива на основе жидкого навоза и нефтешламов производительностью 10 м3/час.

Разработана и исследована работа первой гидродинамической ступени ОПУ на основе роторно-пульсационного аппарата (ОПУ).

Разработана и исследована работа второй ультразвуковой ступени ОПУ на основе магнитострикционного преобразователя.

Разработан и установлен порядок приготовления композитного топлива на ОПУ с различным содержанием мазута и водосодержащей органической фракции (навоза, помета, микроводорослей и т.п.).

Проведенные лабораторные огневые испытания композитного топлива показали его высокую эффективность.

композитного котельного биотоплива 4.1. Методика приготовления проб для микроисследований, использованные методы исследований качества композитного топлива и результаты этих исследований водомазутных эмульсий (ВМЭ) и композитного котельного биотоплива, а также объем и методы контроля физико-химических показателей качества композитных биотоплив устанавливаются в соответствии с действующими нормативнотехническими документами, независимо от содержания воды и типа используемых для производства суспензий устройств (табл. 16) [60].

Методы контроля качества ВМЭ и котельных композитных биотоплив приведены в табл. 16.

Таблица 16 - Методы контроля качества ВМЭ и котельных композитных Содержание, %:

Температура, °С:



Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 22 |
 




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.