ГЕРИЧ О. С.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПУЛЬСАЦІЙНИЙ АПАРАТ ДЛЯ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ПРОЦЕСІВ ЕКСТРАКЦІЇ

    Рідинну екстракцію широко застосовують у хімічній, нафтохімічній, фармацевтичній та інших галузях промисловості, щоб видобути цінні або шкідливі речовини, одержати концентровані розчини цих речовин, а також очистити промислові й побутові стічні води. Разом з дистиляцією вона є одним з основних методів розділення однорідних рідких сумішей. Оскільки при екстракції немає потреби випаровувати всю суміш, то рідинна екстракція є набагато доцільнішим процесом порівняно з дистиляцією, особливо при малих концентраціях розподілюваної речовини. На відміну від інших механічних диференційно-контактних екстракторів [1] приведений апарат (рис. 1) значно простіший у виготовленні, експлуатації, та завдяки відсутності рухомих частин має довший термін роботи. Принцип роботи апарата наступний: у реактор 1 завантажується оброблюване середовище (суміш екстракту та подібної рослинної сиро- вини) вище рівня труби 2. На керуючому приладі встановлюється режим подачі команд для управління роботою клапана 5. Клапан по черзі відкриває доступ газового тракту до ресиверів низького і високого тиску 10. Рівень тиску в ресиверах задають вакуум-насос 8 та компресор 9 відповідно. При подачі тиску в камеру пульсатора 3, гнучкі мембрани 6 спрямовуються назустріч одна одній. Об'єм ємності 3 стає мінімальним. При цьому з труби 2 у реактор 1 з прискоренням виштовхується середовище. Коли клапан 5 з'єднує камеру 3 з ресивером вакууму, вони звільняються від повітря. Гнучкі мембрани 6 спрямовуються до бокових конічних поверхонь камери 3 до повного контакту з ними. Об'єм камери стає мінімальним. При цьому з реактора 1 рідке середовище з прискорен- ням всмоктується в трубу 2 і середню ємність камери пульсатора 3. Такий цикл багаторазово повторюється. Незважаючи на різке зіткнення мембран, суцільність середовища не порушується. Далі під впливом розрідження мембрани починають відтягуватися до стінок камери. Напрямок руху рідини змінюється і вона примусово починає повертатися в камеру. Швидкість рідини зростає до величин, що є достатніми для виникнення гідродинамічної каверни на місцевих опорах потоку. Процес відбувається практично миттєво, фронт кавітації рухається в напрямку, зворотному руху рідини [2]. Апарати цього класу звичайно використовуються як ефективні перемішуючі пристрої або в якості високопродуктивних масообмінних апаратів при проведенні екстракції, коли вирівнювання концентраційних полів у системі шляхом перемішування грає головну роль.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ГІДРОДИНАМІКИ В РІДИННОМУ ЕКСТРАКТЕРІ

    Особливості сукупного протікання гідродинамічних процесів в гетерогенних рідинних середовищах при здійсненні технологічних операцій перемішування, диспергування, емульгування, екстракції тощо привертають постійну увагу вчених і спеціалістів в галузі теплофізики. В першу чергу це пояснюється поширенням таких операцій в багатьох технологіях в різних галузях промисловості. Вивчення цих процесів є необхідним і важливим для подальшого розвитку і удосконалення теорії тепло- і масообміну та гідродинаміки в дисперсних системах для вирішення конкретних прикладних задач, а також для з’ясування природи фізичних механізмів, які керують цими процесами, і створення на цих основах відповідних теоретичних моделей. Як правило екстракція потребує великих енерговитрат, тривалого часу протікання, а обладнання, в якому він реалізується, має досить значну питому енерго- та металоємність. Підвищення ефективності процесу традиційно досягають шляхом збільшення поверхні контакту фаз; питомої потужності, що витрачається на змішування; підвищення температури та використання токсичних розчинників. Інший підхід базується на принципі дискретно- імпульсного введення та трансформації енергії в рідинних дисперсних системах. Концентрація енергії, що виникає при цьому, викликає на поверхні розподілу фаз великі зсувні напруження, які спричиняють турбулізацію, а також деформацію і руйнування поверхні контакту фаз. При цьому відбувається значна інтенсифікація міжфазного тепломасопереносу, а також масопереносу в капілярно-пористих тілах, з яких екстрагується цільовий компонент. Мета роботи полягає в проведенні комплексних досліджень гідродинамічних процесів у пневмо-пульсаційних апаратах камерного типу і розробці на цій основі ефективної енергозберігаючої технології та устаткування для екстракції. Для досягнення поставленої мети будуть вирішуватись наступні задачі: - вибір для проведення лабораторних досліджень найбільш раціональної схеми апарата для екстракції із застосуванням потужних динамічних ефектів дискретно-імпульсного введення та трансформації енергії в рідинних дисперсних системах; виготовлення експериментального лабораторного стенда, розробка і обґрунтування методики проведення комплексних досліджень; - проведення на модельних рідинах експериментальних досліджень особливостей протікання гідродинамічних процесів в рідинному і газовому трактах пульсаційного диспергатора при різних режимах роботи[2]; - проведення досліджень руху рідини окремо в корпусі апарата, в трубі, та між мембранами; - розробка на основі проведених досліджень рекомендації з оптимізації пневмо-пульсаційного екстрактора камерного типу; - створення математичної моделі роботи пульсаційного диспергатора з метою вибору раціональної конструкції апарата, дослідження різних режимів його роботи, а також для розробки методики масштабного переходу від лабораторного стенда до дослідно-промислового зразка[1]; - відпрацювання на лабораторному стенді оптимальних режимів; - розробка методики розрахунку дослідно-промислового зразка апарата на основі лабораторного стенда[3]; - створення дослідно-промислового зразка рідинного екстрактера, випробування апарата в умовах виробництва і оцінка ефективності його роботи; - оцінка енергетичної та економічної ефективності використання пневмо-пульсаційного устаткування при екстракції. Об'єкт дослідження – процеси гідродинаміки та тепломасообміну в пневмо-пульсаційному апараті камерного типу. Предмет дослідження – пневмо-пульсаційний апарат камерного типу.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛОМАСООБМІНУ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ ПОРИСТИХ ЗАПОВНЮВАЧІВ

    Необхідністю будівельної індустрії є застосування високоякісних теплоізоляційних матеріалів. При виробництві бетонів такими є штучні пористі заповнювачі. Одним з перспективних є сиопор. Він одержується з сиоліту, технологічна початкова вологість якого складає 40 %. Дослідженнями [1] в Інституті газу НАН України доведено, що для одержання сиопору з високими якісними показниками необхідна початкова вологість перед спучуванням 18 %. Тож дослідження тепломасообміну при виробництві сиопору є актуальним. Дослідження сушіння сиоліту проводились таким наступним чином. Попередньо подрібнений сиоліт з вологістю 40% розсіювали на ситах з одержанням 5 фракцій від 0,9 до 4 мм. Для аналізу досліджень приймали еквівалентний діаметр частинок , який визначали як добуток коефіцієнта сферичності на середньоарифметичну величину розміру частинок фракції. В якості матеріалу для досліджень використовували наступні фракції: - 0,9…1,6 мм (dе=1 мм); - 2…3 мм (dе=2 мм); - 3,5…4 мм (dе=3 мм). В якості матеріалу для основного шару використовували наступні фракції: - 1,6…2 мм для дослідження фракцій: 0,9…1,6 мм та 2…3 мм; - 3…3,5 мм для дослідження фракції 3,5…4 мм. Фракції відсіювали на лабораторних ситах ГОСТ 3306-88, ТУ 14-4- 507-99. Подавши на установку КС-02 повітря, виставляли, користуючись показами ротаметра та регулюючи вентилем, витрати повітря, які відповідали швидкості псевдозріджуючого агенту для приведення частинок сиоліту в псевдозріджений стан. Включали електронагрівачі і доводили температуру псевдозріджуючого агенту до необхідної. Завантажували фракцію сиоліту для основного шару та сушили повного до висихання. У псевдозріджений шар сухого сиоліту одної з фракцій при встановленій температурі Tвс вносили пробу фракції, що вагомо відрізняється за розміром, та масою значно менше маси матеріалу шару. Після витримки в проміжку певного часу з підтриманням постійної температури шару весь матеріал швидко вивантажувався, розсіювався на ситі, відділяючи пробу, що досліджується. Для визначення залишкового вмісту вологи проба зважувалась, потім проводили її прожарювання при T=120 °C протягом 4 годин та знову зважували. Таким чином проводили дослідження для трьох різних фракцій при 5 температурах (80, 85, 90, 95, 100 °С). Діапазон температур обирався при умовах, що при температурі більше 100 °С починається процес спучення частинок сиоліту, а при температурі менше 80 °С процес сушіння проходить занадто довго. Час витримки для різних фракцій та температур – 5…85 хв. Результати експериментальних досліджень були використані для перевірки адекватності математичної моделі (рисунки 1, 2). Таким чином за допомогою проведених досліджень було встановлено необхідний час перебування частинок сиоліту при різних технологічних параметрах для досягнення вологості 18 %.

    Переглянути
  • Застосування пористих заповнювачів для бетону

    Проаналізовано властивості та сфери застосування пористих заповнювачів для бетону. Визначено заповнювач, що доцільно використовувати в малоповерховому будівництві.

    Переглянути