КОРНІЄНКО Б. Я.

Сортировать по умолчанию названию
  • Дослідження гідродинаміки псевдозрідженого шару

    Застосування техніки псевдозрідження для проведення інтенсифікації тепло-масообміну при зневодненні гетерогенних розчинів дозволяє отримати гуміно-мінеральні багатошарові тверді композити з рівномірним розподіленням компонентів по всьому об’єму. Ефективність тепло-масообміну при проведенні зневоднення і грануляції рідких розчинів визначається ефективною поверхнею частинок у псевдозрідженому шарі. Це досягається шляхом усунення застійних зон. Для досягнення поставленої мети було запропоновано зробити вставки з центральним каналом рисунок 1. Досліди проводились на лабораторній установці псевдозрідженого шару з розмірами АхВхН=0,28х0,11х0,72м, яка має вертикальний канал. Перепад тиску визначався на дифманометрах з точність ± 10Па. Графічна інтерпретація результатів експериментів наведена на рисунок 2 а, б. Крива псевдозрідження представлена у вигляді залежності ΔРш=f(KW) (рисунок 2а) для різних значень еквівалентного діаметра показує, що суттєвих відмінностей від звичайних умов немає. Збільшення загальної поверхні шару Σfш від 10,51 до 16,41м2 супроводжується адекватним збільшенням висоти шару, що зумовлює збільшення ΔРш від 1450Па до 2400Па. Залежність відношення гідравлічного опору шару ΔРш до гідравлічного опору газорозподільної решітки ΔРр від числа псевдозрідження KW наведена на рисунку 2б. Наявність локального мінімуму в діапазоні 1,0<КW<2,5 свідчить про суттєве збільшення гідравлічного опору газорозподільного пристрою, що пояснюється наявністю матеріалу в його щілинах. При значеннях КW≥2,5 спостерігається майже двократне зменшення гідравлічного опору газорозподільного пристрою. Таким чином для зменшення енергозатрат на створення псевдозрідженого шару і запобігання оплавлення твердих частинок, які утримуються в елементах конструкції газорозподільної решітки, проведення процесу грануляції доцільно при пуску досягати значень КW>3,5 з наступним зменшенням та роботі при значеннях КW=1,5. Отже в подальшому необхідно перевірити умови протікання процесу при значенні КW>3,25, та визначити втрати в апараті за умови забезпечення стабільного інтенсивного протікання процесів зневоднення та грануляції гетерогенних розчинів.

    Переглянути
  • ЯВИЩА ОСАДЖЕННЯ НА ПОВЕРХНІ МЕМБРАН ТА ЇХ ВПЛИВ НА БАРОМЕМБРАННІ ПРОЦЕСИ

    Експлуатаційна ефективність мембранних систем очищення обмежується, в основному, забрудненням мембран. Зниження продуктивності мембранних установок на 95–97% визначається поверхневим забрудненням мембран та на 3–5% ущільненням капілярно- пористої структури [1]. Однією з головних причин забруднення є формування осаду різного типу. Найбільш поширені типи забруднень – мінеральний осад, гідроксид металів, колоїдні плівки органічного і біологічного походження. Причини забруднення мембран визначаються фізико-хімічними та поверхневими властивостями самої мембрани. Також властивостями частинок забруднюючої фази, які знаходяться в вихідній речовині. Ці особливості впливають на величину потоку крізь мембрану, що продемонстровано на рисунку 1. Основним типом осаду, що впливає на роботу мембранної системи є карбонатний осад. При підвищенні температури і pH вихідної води рівноважне співвідношення між бікарбонатами і карбонатами зсувається в бік карбонатів, які разом з сульфатами ( CaSO , BaSO , SrSO 4 4 4 ), фосфатами Ca (PO ) 3 4 2 і фторидами CaF2 , а також боратами, силікатами, гідроксидами заліза, марганцю та алюмінію, відрізняються низькою розчинністю, утворюють мінеральний осад. Існує багато способів для зменшення швидкості утворення осаду: підготовка вихідного розчину, зміна властивостей мембрани, вибір оптимальних режимів роботи установки [2]. Усі ці методи спрямовані на зменшення швидкості утворення осаду. Вони потребують ретельного вивчення вихідної сировини та самого баромембранного процесу. Для кожного типу сировини та установки треба обирати індивідуальний та унікальний спосіб. Незважаючи на їх ефективність на певному етапі свого функціонування будь-яка установка потребуватиме очищення. З цих причин дослідження та вдосконалення способів відновлення очисних властивостей мембран є перспективним, та доцільним методом підвищення продуктивності установки, економії ресурсів та коштів на придбання нового обладнання. Найбільш поширеними методами відновлення мембран є гідравлічна механічна та хімічна очистка. Вище зазначені методи мають як недоліки так і переваги, але найперспективнішим методом є гідравлічний метод який не потребує ні хімічних компонентів які в подальшому повинні бути утилізовані, ні механічного втручання яке може зруйнувати поверхню мембрани. Але цей метод має невелику інтенсивність, що і є основним недоліком, покращити ефективність цього способу очищення можна використавши вакуумування та явище гідродинамічної кавітації [3].

    Переглянути
  • ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПСЕВДОЗРІДЖЕННЯ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ ГАЗОРОЗПОДІЛЬНОГО ПРИСТРОЮ ЩІЛИННОГО ТИПУ

    Метою експериментальних досліджень є визначення особливостей конструкції газорозподільного пристрою (ГРП) для підведення зріджуючого агента при реалізації струменево-пульсаційного режиму псевдозрідження в апаратах для зневоднення та грануляції. Підведення зріджувального агента із температурою tвх. 200 240 С до камери гранулятора дозволить підвищити ефективність процесу грануляції, проте може спричинити оплавлення зернистого матеріалу на елементах ГРП через наявність застійних зон. Для уникнення застійних зон розроблено ГРП щілинного типу [1] із коефіцієнтом живого перерізу φ 6% [2]. Моделювання гідродинамічного режиму в камері апарата із розмірами АхВхН 0,11×0,3×0,8м проводилося у програмному середовищі SolidWorks однофазної системи. За результатами моделювання процесу підведення зріджувального агента перпендикулярно (wг1) до вектора швидкості руху газу (wг2) у щілинах ГРП (тип 1) отримано епюру швидкостей газу, рисунок 1а. Це спричинило зменшення швидкості на верхній пластині ГРП від wг 15м/с до wг 11м/с на відстані від лівої щілини lmax1 54,9мм, зона А1. У випадку встановлення направляючих пластин 1, 2 (тип 2), рисунок 1б підведення зріджувального агента забезпечує однакове направлення векторів швидкостей руху газового потоку при підведенні (wг1) до щілин та у них (wг2). Епюра швидкостей характеризується більшою зоною розподілення швидкості wг 15м/с на верхній пластині, яка зменшується до wг 12м/с на відстані від лівої щілини lmax2 76,8мм, зона А2, що у 1,4 рази перевищує значення, отримані при моделюванні гідродинамічного режиму в камері з ГРП типу 1. Це унеможливлює появу великих застійних зон. Практична перевірка отриманих результатів моделювання гідродинамічного режиму в SolidWorks проводилася для двофазної системи газ-тверді частинки на пілотній установці з розмірами камери гранулятора АхВхН 0,11×0,3×0,8м [3]. Висота шару гранул із еквівалентним діаметром De 2,4 мм визначалась із умови ΔРш/(gDe) 80 100 [2]. Фотофіксації взаємодії зріджувального агента та зернистого матеріалу в апараті псевдозрідженого шару підтверджують результати, отримані при моделюванні процесу в SolidWorks, адже застійна зона В при застосуванні ГРП типу 2 значно менша, порівняно з ГРП типу 1, рисунок 2. Експериментально визначено значення коефіцієнтів гідравлічного опору ζ газорозподільних пристроїв із різними способами підведення зріджуючого агента, рисунок 3. Таким чином, застосування ГРП типу 2 при коефіцієнті гідравлічного опору ζ2≈2.15, що у 1,33 рази менший, ніж у ГРП типу 1, відповідно зменшує застійну зону на верхній пластині та витрати енергії на процес грануляції. У подальшому планується перевірка можливості застосування ГРП типу 2 при зневодненні рідких систем у псевдозрідженому шарі.

    Переглянути
  • Дослідження гідродинаміки псевдозрідженого шару

    Застосування техніки псевдозрідження для проведення інтенсифікації тепло-масообміну при зневодненні гетерогенних розчинів дозволяє отримати гуміно-мінеральні багатошарові тверді композити з рівномірним розподіленням компонентів по всьому об’єму. Ефективність тепло-масообміну при проведенні зневоднення і грануляції рідких розчинів визначається ефективною поверхнею частинок у псевдозрідженому шарі. Це досягається шляхом усунення застійних зон. Для досягнення поставленої мети було запропоновано зробити вставки з центральним каналом рисунок 1. За результатами попередніх досліджень встановлено, що при еквівалентних діаметрах dекв=1,8...2,7мм для забезпечення стійкої кінетики процесу значення питомої поверхні гранул у псевдозрідженому шарі в межах σ=1600÷1800 м2 /м3 , і визначатись.Досліди проводились на лабораторній установці псевдозрідженого шару з розмірами АхВхН=0,28х0,11х0,72м, яка має вертикальний канал. Перепад тиску визначався на дифманометрах з точність ± 10Па. Графічна інтерпретація результатів експериментів наведена на рисунок 2 а, б. Крива псевдозрідження представлена у вигляді залежності ΔРш=f(KW) (рисунок 2а) для різних значень еквівалентного діаметра показує, що суттєвих відмінностей від звичайних умов немає. Збільшення загальної поверхні шару Σfш від 10,51 до 16,41м2 супроводжується адекватним збільшенням висоти шару, що зумовлює збільшення ΔРш від 1450Па до 2400Па. Залежність відношення гідравлічного опору шару ΔРш до гідравлічного опору газорозподільної решітки ΔРр від числа псевдозрідження KW наведена на рисунку 2б. Наявність локального мінімуму в діапазоні 1,0<КW<2,5 свідчить про суттєве збільшення гідравлічного опору газорозподільного пристрою, що пояснюється наявністю матеріалу в його щілинах. При значеннях КW≥2,5 спостерігається майже двократне зменшення гідравлічного опору газорозподільного пристрою. Таким чином для зменшення енергозатрат на створення псевдозрідженого шару і запобігання оплавлення твердих частинок, які утримуються в елементах конструкції газорозподільної решітки, проведення процесу грануляції доцільно при пуску досягати значень КW>3,5 з наступним зменшенням та роботі при значеннях КW=1,5. Отже в подальшому необхідно перевірити умови протікання процесу при значенні КW>3,25, та визначити втрати в апараті за умови забезпечення стабільного інтенсивного протікання процесів зневоднення та грануляції гетерогенних розчинів.

    Переглянути
  • Моделювання процесів переносу в дисперсних системах

    Розглянуто підходи до моделювання апаратів для зневоднення та гранулювання у псевдозрідженому шарі. Моделі класифіковано за типами міжфазної взаємодії з урахуванням стохастичної й хаотичної гідродинаміки. Процеси в апараті з псевдозрідженим шаром класифіковано за їхніми властивостями для гідродинамічних моделей.

    Переглянути
  • Динаміка зневоднення та гранулювання у псевдозрідженому шарі

    За допомогою двохфазної моделі Ейлера-Ейлера досліджено процеси зневоднення та гранулювання у псевдозрідженому шарі. Одержано перехідні характеристики тиску гранул, температури гранул та аксіальні швидкості теплоносія у центральній і периферійних точках апарата псевдозрідженого шару.


    With two phase Euler-Euler model of the processes of dehydration and granulation in fluidized bed. Obtained pressure transient characteristics of granules, pellets temperature and axial velocity of coolant in the central and peripheral locations fluidized bed apparatus.

    Переглянути
  • Одержання гуміново-мінеральних твердих композитів із домішками екстракту торфу

    Наведено результати експериментальних досліджень процесу одержання з рідких систем гуміново-азотно-кальцієво-сірковмісних добрив із домішками гумату калію, екстрагованого з торфу.


    The results of experimental studies of the process of obtaining liquid systems humic-nitrogenous calcium-sulfur fertilizer with potassium humate impurities extracted from peat.

    Переглянути
  • Двофазна модель процесу зневоднення та гранулювання у псевдозрідженому шарі

    Розглядається математична модель динаміки зміни температурних полів при проведенні тепломасообмін-них процесів у псевдозрідженому шарі. Одержані результати розподілу температури емульсії та теплоносія по висоті шару можуть бути використані для створення ефективної системи керування.

    Переглянути
  • Підвищення потужності внутрішнього джерела центрів грануляції при одержанні гуміново-мінеральних твердих композитів

    Наведено результати експериментальних досліджень процесу одержання з рідких систем гуміново-мінеральних добрив.

    Переглянути
  • ЗАДАЧІ ОПТИМІЗАЦІЇ ЗНЕВОДНЕННЯ ТА ГРАНУЛЮВАННЯ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ У ПСЕВДОЗРІДЖЕНОМУ ШАРІ

    Розглянуто задачу статичної оптимізації зневоднення та гранулювання мінеральних добрив у псевдозрідженому шарі за квадратичним критерієм якості. Одержано оптимальні значення витрат вихідного розчину й теплоносія – повітря.


    Commercial operation of pellet fluidized bed shows that the reliable operation of such a technological system affects a large number of factors. Their impact on the stability of a technological system for the production of fertilizers with desired properties is still not investigated in full. Despite the fact that some production work for over 25 years, the optimal regime of granulation and drying processes to be found.

    The aim of the paper is to investigate the process of obtaining continuous granulated product of a given dispersion composition. The results of static optimization of the process of dehydration and granulation with water solutions of ammonium sulfate using fluid bed granulator are considered.

    There are many approaches to the optimization problem. Given the nature of the process optimization is feasible by changing the air flow and discharge of the product from the apparatus to maintain a given pressure drop in the reservoir. Chance of a different formulation of the optimization problem is show. It is proposed to consider air flow control actions and the cost of the initial solution.

    In the analysis of processes involving phase transition, in terms of optimization, a material effect on the kinetics of the process with energy performance. Minimizing temperature deviation layer and spending power to carry out the process, was chosen as a quadratic criterion.

    The application of static optimization by quadratic quality criterion to determine the effect of temperature on energy efficient process parameters is considered. To ensure the sustainability of the load for a working solution must adequately increase the temperature of the coolant at the inlet to the machine. Increasing the mass flow of liquid agent – coolant spending limit at which the rate of coolant in the machine is equal to the minimum rate of removal of particles.

    Solution of the problem connected static optimization by quadratic quality criterion. Temperature dependence of the layer of control actions showed the presence of pronounced local minima. Optimum values of the original cost of the solution and coolant – air.


    Переглянути