甘蔗汁過濾設(shè)備的研究與開發(fā).pdf

1、甘蔗是我國重要的糖料作物，甘蔗制糖在我國有悠久的歷史，然而目前我國大部分糖廠所采用的過濾工藝和過濾設(shè)備還比較落后，帶來的能耗和浪費巨大。因此，改變現(xiàn)有落后的工藝，提高糖業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和綜合效益具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　本文針對應(yīng)用膜設(shè)備制糖的新型工藝，設(shè)計了甘蔗汁過濾設(shè)備，并圍繞設(shè)備使用過程中的零件振動情況，設(shè)備的過濾流量、過濾效率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系等問題進(jìn)行了一系列研究，得到了過濾設(shè)備螺旋攪拌軸振幅估算公式和甘蔗汁過濾設(shè)備過濾流量估

2、算公式。對過濾樣機(jī)進(jìn)行了實際工況下的生產(chǎn)實驗，結(jié)果表明甘蔗汁過濾設(shè)備可以簡化蔗糖生產(chǎn)流程，改變現(xiàn)有落后的工藝，提高糖業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和綜合效益。
　　本文主要成果及結(jié)論如下:
　　1、研究分析了目前工業(yè)上使用的固液分離機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、性能差異和應(yīng)用的場合，比較了濾餅過濾、澄清過濾和動態(tài)過濾在原理上的差異和優(yōu)缺點。明確了甘蔗汁過濾設(shè)備的工作原理，對甘蔗汁過濾設(shè)備的主要零部件的結(jié)構(gòu)方案、功能、尺寸大小進(jìn)行了設(shè)計和詳細(xì)闡述。

3、>　　2、采用有限元仿真的方法，計算了甘蔗汁過濾設(shè)備上的螺旋攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速;分析了螺旋攪拌軸在工作狀況下的振動狀況，結(jié)果表明隨轉(zhuǎn)速提升，攪拌軸振幅增大，振動的隨機(jī)性增強(qiáng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速從200r/min上升到800r/min時，平均振幅上升70％;波動強(qiáng)度上升了3倍。根據(jù)動力學(xué)方程和攪拌軸所受流體力的計算公式，得出了螺旋攪拌軸的振幅估算公式，該公式在模擬工作狀態(tài)攪拌軸振動情況時，相比于傳統(tǒng)公式要更加精確。
　　3、采用計算流體力學(xué)的方法

4、對過濾設(shè)備的工作過程進(jìn)行仿真。分析了過濾過程中，攪拌腔內(nèi)流體的流速、流態(tài)、壓力和固含量隨攪拌軸轉(zhuǎn)速的影響，討論了流場內(nèi)截面的切向流速大小隨工作轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律、各截面渦流的形成和對過濾效率的提高作用，以及工作轉(zhuǎn)速對分離效率的影響。結(jié)果表明，隨工作轉(zhuǎn)速從200r/min增加到800r/min過濾腔內(nèi)切向流速上升近4倍，邊界壓力上升15％，分離效率提升5.3％;域內(nèi)各截面渦流數(shù)目增加、渦流直徑變大，對混合液的過濾效果增強(qiáng)。給出了螺旋攪拌過濾設(shè)