При создании новых теплообменных аппаратов стремятся добиться интенсификации теплообмена, сокращения затрат материалов, снижения эксплуатационных затрат на проведение технологического процесса.
Известно, что на интенсивность теплообмена оказывает влияние форма поверхности аппарата, размеры, скорости движения сред, средний температурный напор, присутствие устройств и элементов в аппарате, позволяющих повысить эффективность процесса.
Цель исследования: разработка конструкции охладителя сыпучих материалов. Охлаждение сыпучих материалов – процесс энергоемкий. При производстве, например сахарного песка, после центрифугирования его необходимо охлаждать. Охлаждение проводят в башнях (высота достигает до 10 м) [1], в которых используется хладоноситель (вода), для обеспечения холодной водой применяется система подготовки воды, насосы для ее циркуляции, холодильные машины для ее охлаждения, приводы мощных вентиляционных установок.
Известно, что воздух и вода не самые эффективные средства для охлаждения, именно поэтому предлагается непосредственное охлаждение, которое исключит затраты на подачу холодной воды или на работу вентиляционных установок [2]. С целью сокращения эксплуатационных затрат в качестве простого решения предлагается разработка охладителя с непосредственным охлаждением теплообменника и аккумулированием холода с помощью специального вещества, размещенного в межтрубном пространстве. Принцип работы охладителя заключается в поочередности подачи в теплообменный аппарат на первой стадии хладагента, на второй стадии – продукта или сыпучего материала для охлаждения.
Охладитель сыпучих материалов: 1 – корпус;2 – трубы; 3 – пружина;4 – теплоизоляция
Охладитель представляет собой вертикальный трубчатый аппарат, в трубы которого подается хладагент. Охладитель работает следующим образом: на первой стадии в теплообменный аппарат трубчатого типа подается хладагент, где он кипит при низком давлении охлаждая непосредственно теплообменник и размещенное в межтрубном пространстве аккумулирующее холод вещество. При достижении заданной температуры срабатывает реле температуры и прекращается подача хладагента в теплообменник. Компрессор холодильной машины отсасывает пары, образовавшиеся при кипении. Начинается вторая стадия, открывается подача сыпучего иатериала на охлаждение. С целью интенсификации теплообмена внутри каждой трубы размещены пружинно-винтовые рабочие органы для ворошения сыпучего материала с целью сокращения продолжительности процесса [3].
Заключение. Охладитель сыпучих материалов – простое решение в разработке инновационных продуктов. Охладитель отличается от существующих: экономичностью (не нужно подавать холодную воду, которую охладили на холодильной установке, или воздух), создавать виброкипящий слой с помощью специальных устройств; высоким качеством охлажденного материала (т.к. при охлаждении кристаллы сахара разрушаются), компактностью.