Бірюк Д. О.

Сортировать по умолчанию названию
  • СУЧАСНІ МЕТОДИ РІЗАННЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ У ХІМІЧНОМУ МАШИНОБУДУВАННІ

    Лазерний, гідро-абразивний та плазмовий методи різання швидкими темпами впроваджуються у сучасне виробництво, знаходячи нові й нові області застосування, зокрема, у хімічному машинобудуванні. Але в ніякому разі не можна принижувати важливість й можливості інших більш традиційних методів різання, таких як різання фрезами, пилами, газокисневе, ацетиленове тощо. Ці методи в багатьох випадках є більш конкурентоздатними та економічно обґрунтованими. Великі переваги нових методів різання пов’язані з їх можливостями та особливостями використання. Одна з головних переваг – легка автоматизація виробництва. Саме ці технології на даному етапі дозволяють зробити безлюдні виробництва або такі, на яких за усім технологічним процесом спостерігають один чи декілька працівників. Це дуже важливо у той час, коли весь цивілізований світ відчуває значні проблеми з висококваліфікованими трудовими ресурсами. Використання цих методів різання на підприємстві дозволить підвищити гнучкість виробництва та незначними зусиллями переходити до виготовлення модернізованих або зовсім нових виробів. Для забезпечення роботи сучасного устаткування виникає потреба з підготовкою кадрів відповідної кваліфікації. З одного боку сучасний інженер, який опікується роботою верстату, що обов’язково оздоблений числовим програмним керуванням, повинен володіти додатковими уміннями в галузі обчислювальної техніки, працювати зі спеціальними пакетами програм. З іншого боку, саме величезні можливості сучасного обладнання як технологічного, так і електронного, програмного забезпечення призводять до зменшення тягаря знань на плечі інженера тому, що всі величезні обсяги інформації з технологічних режимів обробки та інші рутинні обов’язки перекладено на верстат. Кожен з наведених методів різання має свою область використання і не пересікається з іншим. Так лазерний промінь та його можливості можна порівняти з медичним скальпелем, який точно та ювелірно виконує свою роботу. Тоді потік плазми, що народжується у плазмотроні, можна порівняти із сокирою, яка швидко (висока продуктивність) але не дуже акуратно (відносно низька точність), зробить доручену роботу. Ці методи основані на термічному впливі на матеріал, тому вони відбуваються на жорстко визначених оптимальних режимах різання. Будь-які, навіть незначні, відхилення від оптимальності призводять до погіршення результатів обробки. Саме тоді, коли необхідно гнучко змінювати якість обробки, її продуктивність, відповідно й собівартість, необхідно застосовувати гідро-абразивне різання, величезним позитивним моментом якої являється широкий діапазон оброблюваних матеріалів та їх товщини. Гідро-абразивне різання відбувається за рахунок одночасної дії струменя рідини, зазвичай води, та абразивних зерен. Жоден матеріал будь-якої "розумної" товщини (до 200 мм й більше) не може встояти під тиском (до 6000 бар), який створюють сучасні верстати для здійснення цієї обробки. Підводячи підсумок можна зазначити, що правильне застосування новітніх і традиційних методів різання ґрунтується на точному знанні їх переваг, недоліків та меж використання. Саме ці знання дозволять досягти необхідні результати обробки при потрібній продуктивності й меншій собівартості продукції.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО КОЖУХОТРУБЧАСТОГО КОНДЕНСАТОРА В ДВОСТУПІНЧАСТІЙ ХОЛОДИЛЬНІЙ МАШИНІ

    Процеси штучного охолодження широко застосовують у різних галузях промисловості, наприклад, у хімічній – під час виробництва штучних волокон і пластмас, для розділення газових сумішей і складних розчинів у виробництві синтетичного аміаку, барвників, азотної кислоти [3]. Для досягнення температур 248 К і нижче, необхідних за умовами холодильної технології, потрібно знизити температуру кипіння холодильного агента. При використанні одноступінчастої холодильної машини порушується робота компресора: тиск конденсації і температура пари в кінці стиснення досягають неприпустимих значень, знижується в'язкість мастила, збільшуються втрати на тертя [2]. Із пониженням температури кипіння і підвищенням температури конденсації зменшуються об'ємний і індикаторний К.К.Д., а, також, ефективність підігріву. Щоб уникнути перерахованих втрат застосовують 2-х або 3-х ступеневе стиснення з проміжним охолодженням пари холодильного агента. Спочатку пара стискається і нагнітається ступенем низького тиску, потім вона змішується з холодною парою, що надходять із проміжного теплообмінника, і охолоджуються. Після чого суміш відсмоктується, стискується і нагнітається в конденсатор. На рисунку 1 показана схема двохступінчастої холодильної машини зі змійовиком в проміжній посудині [4]. Двоступінчате стиснення рекомендується застосовувати при відношенні тисків РК / Р0 більше 9. Конденсатор – це теплообмінний апарат, у якому охолоджується і конденсується пара холодильного агента за рахунок нагрівання теплоносія – охолоджуючої води або повітря [1]. Горизонтальний кожухотрубний конденсатор – це циліндричний кожух зі сталевими трубними решітками по торцях (рисунок 2). У решітках развальцовані труби діаметром 38х4 або 25x2,5 мм. За трубними решітками кожух з обох сторін закривається кришками з перегородками для забезпечення багатоходового руху води по трубах. Холодильний агент поступає в кожух зверху і, перебуваючи в міжтрубному просторі, конденсується. Потім, збираючись в нижній частині кожуха, відводиться звідси в ресивер і далі до регулюючого вентиля. Вода проходить по трубах знизу вгору. Горизонтальні кожухотрубні конденсатори встановлюють у приміщенні машинного відділення. Вони порівняно не металоємні і досить компактні. Коефіцієнт теплопередачі порядку 2500 Вт/(м2 ·К). Недоліком його є неможливість спостереження за станом водяних трубок і складність ремонту, зв‘язана з заміною деяких окремих труб.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛООБМІНУ У РОТОРНО–ПЛІВКОВОМУ АПАРАТІ

    Проблеми підвищення якості продукції та екологічні проблеми найбільш повно і економічно реалізуються в плівковій апаратурі, які проходять в тонких шарах рідини. Основною вимогою для підвищення якості термолабільних речовин є забезпечення нерозривності плівки по всій поверхні нагріву та малий час перебування. В роторних апаратах з падаючою плівкою є проблемою забезпечення нерозривної плівки, особливо при високій інтенсивності випаровування. Організація висхідного потоку в роторно-плівковому апараті (РПА) дозволяє створити більш сприятливі умови для обробки термолабільних речовин [1]. На даний час через складності гідродинаміки як висхідного так і низхідного потоку відсутні точні аналітичні залежності, які його описують. Тому теоретичне та експериментальне дослідження роторно-плівкових апаратів є актуальним. Теплообмін в роторно-плівковому апараті відбувається при ламінарному режимі за лопаттю [2], було зроблено розрахунок за вибраного режиму та при витратах рідини G=16 мл/с. Були проведені експерименти по теплообміну. В результаті була виведена залежність коефіцієнта тепловіддачі від кількості обертів ротора. Залежність показана на рисунку 1. Побудувавши відповідні залежності дослідного та розрахункового коефіцієнта тепловіддачі від швидкості обертання ротора (рисунок 1), було зроблено висновок, що експерименти були проведені доцільно. Для удосконалення отриманих експерементальних даних та залежностей, доцільно провести подальші дослідження, для зменшення відхилення дослідного коефіцієнту тепловіддачі від розрахункового.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ РОТОРНО-ПЛІВКОВОГО АПАРАТА З ВИСХІДНИМ ПОТОКОМ

    Проведено експериментальне дослідження середньої товщини плівки, гальмівного впливу стінки на рідину в роторно-плівковому апараті з висхідним потоком. 


    Intensification of heat and mass transfer processes in liquids most simply solved by using thin-film equipment. Organization processes in thin layers of liquid widely used in chemical, biotechnology, food and other industries. The basic requirement for improving the quality of thermally labile substances is to ensure continuity of the film and a small residence time of the product on the heating surface. In rotary apparatus with falling film problem is to ensure continuity of the film, especially in the case of high intensity of evaporation. Organization upward flow in rotor-film devices allows you to create favorable conditions for the processing of thermally labile compounds.

    Due to the complexity of studying hydrodynamics upward flow in a rotor-tape machine can not only describe the process of theoretical functional dependencies. Experimental studies provide an opportunity to present their results in the form of empirical equations that reflect the real picture of the process.

    One of the main parameters characterizing the hydrodynamics of rising film flow is pumping and the average thickness of the film. The results of experimental studies for the height dependence of the number of revolutions of the rotor and the volume of fluid in the apparatus are based on the inhibitory influence of the wall. Also, the average film thickness is depending on the number of revolutions of the rotor and the fluid flow.

     The study was carried out on a glass model of rotary-film device with a transparent wall , the height of discharge (235 mm) rotor with rigid blades, adjustable blade number (2 to 6) and the gap between the blades and the wall (0.75…2.00 mm). Experiments were carried out during isothermal upward flow of water at a temperature of 18 °C. Number of blades was 6, the distance between the blade and the wall – 2 mm. Rotor speed was changed from 30 to 100 rad/s.

    It was established that the ratio of inhibitory effect increases with the amount of fluid that is in the machine, and decreases with increasing angular velocity. The thickness of the film increased with the flow and decreases with increasing angular velocity. The results are summarized relevant equations. Calculated values differ from the experimental values of less than 5 %. Reliability approximations made 0.96, indicating a sufficient reproducibility.

    The results can be used for design calculations and further research rotary-film devices with a rising film.


    Переглянути