Корінчук Д. М.

Сортировать по умолчанию названию
  • ОБҐРУНТУВАННЯ СКЛАДУ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ АДСОРБЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ТЕПЛОАКУМУЛЮЮЧИХ ТЕХНОЛОГІЙ

    Останніми роками, у зв’язку з підвищеними екологічними вимогами до робочих речовин теплових насосів і холодильних машин, а також з метою залучення в енергетичний обіг низькопотенційних джерел енергії, в розвинених країнах значну увагу стали приділяти адсорбційним термотрансформаторам і дослідженням, спрямованим на вдосконалення їхніх конструкцій та пошук нових ефективних сорбційних пар. Адсорбційні теплові насоси розглядаються як реальна альтернатива компресійним — за їх допомогою можна виробляти холод, здійснювати теплопостачання, а також комбіноване вироблення холоду і теплоти. Адсорбційні термотрансформатори мають високі теплоакумулюючі властивості завдяки можливості накопичення теплової енергії у вигляді термохімічного потенціалу сорбенту, а також здатні перетворювати низькопотенційну теплоту навколишнього середовища в теплоту підвищеного потенціалу без одночасної витрати енергії шляхом реалізації теплонасосного циклу [1]. Важливою умовою широкого використання адсорбційних термотрансформаторів є підвищення їхньої енергетичної ефективності шляхом впровадження в практику нових енергоефективних робочих тіл, всебічне вивчення теоретичного і дійсного адсорбційно-десорбційного циклів і отримання кількісних даних, необхідних для розрахунку і проектування таких систем. Основними показниками ефективності робочої пари є вологоємність сорбенту, температура його регенерації і теплота десорбції сорбату [2]. З якісного боку можна сказати, що чим сильніша енергія зв’язку між твердим тілом і адсорбованою молекулою, тим нижча температура, при якій зможе працювати випарник, але тим нижчим буде тепловий коефіцієнт і вищою температура регенерації сорбенту. Окрім перерахованих показників сорбент повинен зберігати стабільну структуру при багатократних циклах сорбції-десорбції, а також володіти достатньо високою ефективною теплопровідністю для відведення з шару сорбенту теплоти сорбції, а також рівномірного підведення теплоти десорбції в умовах його регенерації. Дослідження направлені на створення композитного сорбенту з високою вологоємністю, стійкою структурою та високою теплопровідністю і вивчення його енергетичних показників в діапазоні робочих температур термохімічного акумулятора теплової енергії. Традиційні сорбенти (цеоліти, силікагелі, активоване вугілля) мають невелику вологоємність, близько 10 % від маси. Вища сорбційна ємність може бути досягнута при застосуванні як сорбенту солей лужних і лужноземельних металів, сорбційна дія яких заснована на ефекті оборотних термохімічних реакцій [3]. Проте використання цих солей в чистому вигляді пов’язане з проблемою збереження стабільності гранульованої структури шару сорбенту, оскільки при багатократних циклах сорбції-десорбції відбувається руйнування або розчинення гранул. Для підвищення стабільності сольових сорбентів запропоновано використовувати інертний носій з розвиненою пористою структурою, який при перенасиченні міг би утримувати рідкий сольовий розчин в гранулі. Застосування пористого носія сприяє розширенню зони робочих концентрацій сольового сорбенту за рахунок забезпечення його працездатності як в зоні рідкого, так і твердого сольового розчину. Тобто сорбент такого типу охоплює робочий діапазон концентрацій як твердо-, так і рідкотільних сорбційних термотрансформаторів. В якості пористого носія передбачається використовувати спучений перліт, пористість якого може досягати 70 %. Оскільки як чисті сорбенти, так і композитні мають низьку теплопровідність для забезпечення ефективного теплообміну в усьому об’ємі сорбенту в процесі одержання пористого носія вводяться дрібнодисперсні металеві частки. Металеві включення, володіючи теплопровідністю, що на порядок вища, ніж сорбенту і носія, визначають ефективну теплопровідність усього шару. Висновки й напрямки подальших досліджень 1. Розробка нових композитних сорбентів «сіль - пористий носій з металевими включеннями», що працюють із застосуванням термохімічних реакцій, перспективна для застосування як робочих тіл адсорбційних термотрансформаторів. 2. Вивчення енергетичних показників композитних сорбентів в діапазоні робочих температур дозволить оптимізувати робочі характеристики термохімічного теплового акумулятора. Дослідження проводяться за грантом НАН України для молодих учених (Договір ғ 2773).

    Переглянути
  • ТЕПЛОНАСОСНІ ТЕХНОЛОГІЇ В ПРОЦЕСАХ СУШІННЯ ТЕРМОЛАБІЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

    Споживання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) в процесах сушіння досягає 10 % від загальної витрати ПЕР в промисловості, тому роботи спрямовані на раціональне використання енергоресурсів в процесах сушіння є актуальними. Найбільш широко в промисловості застосовується конвективний спосіб сушіння. Він передбачає обдування висушуваного матеріалу потоком гарячого повітря з подальшим викидом зволоженого повітря в атмосферу. Основні недоліки традиційних конвективних сушильних установок — низька інтенсивність видалення вологи, значні втрати теплоти з відпрацьованим повітрям, залежність ефективності роботи сушарки від погодних умов (вологовмісту атмосферного повітря), а також недостатня захищеність продукції від пошкодження мікроорганізмами, які знаходяться в атмосферному повітрі. Традиційні підходи передбачають інтенсифікацію процесу конвективного сушіння шляхом підвищення температури теплоносія, однак, при сушінні термолабільних матеріалів це призводить до погіршення якості висушеної продукції. Природа термолабільних матеріалів така, що їхня якість після сушіння тим вища, чим нижчий температурний рівень процесу зневоднення і менша його тривалість. Одним з перспективних напрямків конвективного сушіння термолабільних матеріалів є застосування теплових насосів, що дозволяє за рахунок примусового осушення повітря незалежно від умов навколишнього середовища підтримувати необхідні тепловологісні параметри сушильного агенту та створювати керовані умови технологічного процесу зневоднення, що гарантує високу якість готового продукту, а також значно (в 1,5-2 рази) скоротити витрати енергії на вилучення вологи. При теплонасосному сушінні волога, що видаляється, не виноситься сушильним агентом в навколишнє середовище, а конденсується на холодній поверхні випарника і відводиться в рідкому стані. Сприйнята випарником теплота конденсації водяної пари за допомогою теплового насоса трансформується на більш високий температурний рівень і повертається в процес сушіння, що забезпечує значне зменшення величини питомих енерговитрат у порівнянні з традиційними системами і сприяє зниженню теплового «забруднення» навколишнього середовища. Дослідження спрямовані на обґрунтування та розробку енергозберігаючих режимів конвективного сушіння, заснованих на інтенсифікації процесу низькотемпературного зневоднення шляхом підвищення масообмінного напору між теплоносієм і матеріалом, а також оптимізації енерговитрат шляхом керованого осушення теплоносія за допомогою парокомпресійних теплових насосів. Основним недоліком традиційних конденсаційних теплонасосних сушарок є неузгодженість процесів примусового осушення теплоносія в тепловому насосі і десорбції вологи з матеріалу в сушильній камері. Температурні параметри теплонасосного циклу і, відповідно, ступінь зневоднення сушильного агента, протягом усього періоду сушіння підтримуються незмінними, у той час як тепловологісні характеристики висушуваного матеріалу змінюються. При такому режимі роботи не забезпечується достатня швидкість процесу і оптимальні енерговитрати протягом усього періоду сушіння, що призводить до зайвих енерговитрат [1]. У теплонасосних сушарках величина поточних енерговитрат залежить від вологовмісту сушильного агента і температурного режиму його зневоднення [2]. З підвищенням вологовмісту сушильного агента енерговитрати на видалення вологи зменшуються, разом з тим, залежність інтенсивності десорбції вологи з матеріалу від вологовмісту сушильного агента носить зворотній характер, і з підвищенням вологовмісту cушіння сповільнюється. На основі експериментальних досліджень кінетики низькотемпературного зневоднення термолабільних матеріалів та гігротермічної рівноваги між матеріалом та вологим повітрям планується розробити режими процесу конвективного сушіння з змінюваною глибиною осушення теплоносія на протязі процесу сушіння. В початковий період, коли матеріал має найбільшу вологість, і з нього легко видаляється вільна волога, немає необхідності підтримувати високий ступінь осушення сушильного агента, а наприкінці процесу, коли в матеріалі залишається лише зв’язана волога, необхідно проводити більш глибоке осушення агента, тому що при невеликому ступені осушення тривалість останнього періоду сушіння значно збільшується. Розрахунок поточних енерговитрат і енергетичних показників теплонасосного циклу на різних стадіях процесу сушіння дозволить провести вибір оптимальних за енерговитратами режимів технологічного процесу. Висновки і напрямки подальших досліджень: 1). Можливість за допомогою теплового насоса знижувати вологовміст сушильного агента сприяє інтенсифікації вологовидалення під час конвективного низькотемпературного сушіння термолабільних матеріалів. Крім того в порівнянні з традиційними конвективними сушарками технологія сушіння з тепловим насосом забезпечує зниження питомих енерговитрат. 2). Розробка режимів зневоднення термолабільних матеріалів з перемінним режимом роботи теплонасосного агрегату дозволить створити оптимальні умови для сушіння термолабільних матеріалів і мінімізувати енерговитрати шляхом регулювання ступеня осушення агента протягом усього періоду сушіння.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РЕГЕНЕРАЦІЇ ШАРУ СОРБЕНТУ АДСОРБЦІЙНОГО ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРА

    Теплопостачання в Україні здійснюється здебільшого за рахунок спалювання органічного палива, ціни на яке невпинно зростають. Крім того, продукти його згоряння дуже забруднюють атмосферу. Одним із напрямків вирішення цієї проблеми є виробництво і акумулювання теплової енергії за допомогою адсорбційних термотрансформаторів, які дозволяють накопичувати теплову енергію в нічний час, коли діє пільговий тариф на електроенергію, і здійснювати опалення приміщення протягом доби [1]. З 2300 до 600 відбувається нагрівання та регенерація сорбенту з одночасною конденсацією пари холодоагенту при температурі 40-45 С. Теплота конденсації використовується з метою опалення. Актуальним є визначення залежності часу регенерації сорбенту з метою моделювання апаратів різної продуктивності. Ставляться такі задачі: 6) сформулювати фізичну модель процесу регенерації; 7) обґрунтувати припущення; 8) на основі фізичної моделі створити математичну модель; 9) сформулювати умови однозначності і граничні умови; 10) визначити шлях розв’язання математичної моделі. Регенерація в адсорбційних установках нерухомого шару адсорбенту протікає при постійному тиску [2]. Підведення теплового потоку до нижньої частини шару сорбенту призводить до підвищення температури вище рівноважної. Відбувається процес десорбції з одночасним розповсюдженням фронту температури в шарі сорбенту. Математична модель процесу десорбцій включає: 4) рівняння теплопровідності шару сорбенту із врахуванням внутрішніх джерел енергії. 5) рівняння масообміну в шарі сорбенту. 6) рівняння рівноважного стану. Для спрощення розв’язання математичної моделі використовується плоска фізична модель: розглядається зміна температури лише по висоті шару сорбенту. Теплопровідність шару визначається теплопровідністю матеріалу сорбенту. Тому перспективним є використання композиційного сорбенту на основі кераміки із включеннями металу. В такому випадку теплопровідність сорбенту буде визначатися теплопровідністю металу. Оскільки P const , то рівновага системи зміщується за рахунок підведення теплоти.

    Переглянути
  • ОБГРУНТУВАННЯ СПРОЩЕНОЇ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ АДСОРБЦІЙНОГО НАСИЧЕННЯ ШАРУ СОРБЕНТУ В ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРІ

    Завдання створення ефективних систем акумулювання теплової енергії є важливою складовою частиною проблеми вирівнювання нерівномірності споживання електроенергії та стабілізації робочого режиму електричних мереж. Перспективним напрямком рішення даної проблеми є створення матеріалів і систем акумулювання, які працюють з використанням оборотних термохімічних реакцій. Саме такий принцип покладено в основу роботи адсорбційного термотрансформатора[1]. У нічний час, використовуючи електроенергію по зниженому тарифу, відбувається накопичення енергії за рахунок нагрівання та регенерація сорбенту з одночасною конденсацією пари холодоагенту, після чого, з 600 до 2300 години, термотрансформатор працює віддаючи закумульовану енергію у вигляді теплоти сорбції, яка подається до споживача. Актуальним є визначення залежності товщини шару засипки від часу поглинання пари сорбентом з метою моделювання апаратів різної продуктивності. Тому для вирішення питання ставляться наступні задачі: 1) сформулювати фізичну модель процесу адсорбції; 2) обґрунтувати припущення; 3) на основі фізичної моделі створити математичну модель; 4) сформулювати умови однозначності і граничні умови; 5) визначити шлях розв’язання математичної моделі. Процес в апараті проходить в умовах ізобарної адсорбції[2]. Математична модель процесу адсорбції складається із: 1) рівняння теплопровідності шару сорбенту із врахуванням внутрішніх джерел енергії. 2) рівняння масообміну в шарі сорбенту. 3) рівняння рівноважного стану. Для спрощення розв’язання математичної моделі використовуємо плоску фізичну модель: враховується зміна температури лише по висоті шару сорбенту. Зернистий шар сорбенту розглядаємо як однорідне ізотропне середовище. Теплопровідність шару визначається теплопровідністю матеріалу сорбенту. Тому перспективним є використання композиційного сорбенту на основі кераміки із включеннями металу. В такому випадку теплопровідність сорбенту буде визначатися теплопровідністю металевих включень. Зернистість матеріалу засипки дає змогу парі сорбату миттєво проникати в зону адсорбції. Кількість пари, що поглинається сорбентом пропорційна кількості тепла, що відводиться. Оскільки P const , то рівновага системи зміщується за рахунок зміни температури.

    Переглянути
  • ІНТЕНСИФІКАЦІЯ РОБОТИ ГЕНЕРАТОРА ВИСОКОГО ТИСКУ У АБСОРБЦІЙНОМУ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРІ ІЗ СТУПЕНЕВОЮ РЕГЕНЕРАЦІЄЮ РОЗЧИНУ

    Актуальність вирішення проблем економічного і раціонального використання наявних ресурсів з одночасним зниженням затрат – це невідкладна вимога сьогодення. Періодичність економічних і енергетичних криз зумовлює необхідність зосередження науково технічного потенціалу над вирішенням зазначеної проблеми. Аналітичні дослідження показали [4], що широке впровадження теплонасосних, когенераційних і тригенераційних установок для одночасного виробництва теплоти і холоду дозволить підвищити коефіцієнт використання палива до 95% і вище та знизити собівартість виробництва на теплових електростанціях у 2-2,5 рази. Показники ефективності роботи абсорбційних термотрансформаторів (АТТ) в значній мірі залежать від інтенсивності процесу, який відбувається у випарнику – регенерація розчину LiBr. Відомо [1-3], що схеми із ступеневими процесами в абсорбері та генераторі дозволяють зменшити незворотність процесів тепло масообміну і розширити зону дегазації розчину, а отже підвіщити термодинамічну ефективність АТТ. Цикл АТТ із ступеневою регенерацією розчину характеризується значно вищими енергетичними показниками. Теоретичний тепловий коефіцієнт циклу з двоступеневою регенерацією в 2,5 рази вищий за аналогічний показник одноступеневого циклу. При цьому на 20-30 % скорочується кількість теплоти, що відводиться в навколишнє середовище. Проте реалізація ступеневого процесу пов’язана із значним підвищенням температурного рівня, що приводить до підвищення корозійної активності сорбентів. Частково зменшити здатність до корозії теплообмінних труб дозволяє використання шару напиленого пористого покриття з корозостійкого матеріалу. Підвищується корозійна стійкість теплообмінних труб, а пориста структура підвищує кількість активних центрів пароутворення та за рахунок капілярних сил дозволяє рівномірно розподілити по поверхні рідину, що підвищує поверхню теплообміну. Недоліком випарника є недостатня корозійна стійкість труби з шаром напиленого покриття через підвищену щілинну та міжкристалічну корозію в місцях контакту напиленого корозійностійкого шару з стальною основою труби випарника. Задачу підвищення корозійної стійкості труби можно вирішити за рахунок нанесення на труби двошарового покриття з зовнішнім шаром із корозостійкого матеріалу (наприклад – корозостійка сталь) під шар напиленого пористого покриття. Випарник абсорбційної холодильної машини, що складається з корпусу, в середині якого розташовані піддони з патрубками переливу холодоагенту та частково затоплені теплообмінні труби, виконані двошаровими і мають зовнішній шар із корозостійкого матеріалу під шаром напиленого пористого покриття має вищі показники по інтенсивності тепломасообміну. Оптимальна висота шару становити - h= 200±25мкм. У найкращому виконанні зовнішній шар виконано з корозійностійкого матеріалу тієї ж марки, що і шар напиленого пористого покриття. В той же час завдяки застосуванню теплообмінних труб з додатковим шаром із корозостійкого матеріалу підвищується корозійна стійкість теплообмінних труб, що збільшує термін експлуатаційних можливостей апарата.

    Переглянути
  • ВИБІР СОРБЕНТУ ДЛЯ АДСОРБЦІЙНИХ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРІВ

    Питання економії паливно-енергетичних ресурсів і захисту довкілля в деякій мірі можуть бути вирішені шляхом розширення масштабів використання джерел енергії, які відновлюються, в тому числі і енергії оточуючого середовища. Одним із найбільш ефективних способів перетворення цієї енергії є отримання штучного холоду. Перспективними для цього є невеликі холодильні установки індивідуального використання. Але до таких установок висувається ряд специфічних вимог: простота обслуговування, повна автономність, доступність для широкого споживача. Найбільш повно даним вимогам відповідають тепловикористовуючі сорбційні холодильні установки із твердим сорбентом. Адсорбційні термотрансформатори використовують тверді речовини, наприклад, силікагель, вугілля або цеоліт. У фазі десорбції до теплообмінника, покритого шаром силікагелю або цеоліту, підводиться тепло. Рідка частина твердого матеріалу перетворюється у пару і поступає у другий теплообмінник. Цей теплообмінник у першій фазі віддає тепло, яке виділяється при конденсації пари (теплота конденсації), в систему опалення. Коли цеоліт зневоднюється і вода конденсується у другому теплообміннику, перша фаза закінчується. У другій фазі теплообмінник виконує роль випарника. Вода в ньому кипить за рахунок тепла оточуючого середовища, оскільки в цій фазі велике співвідношення тисків. Водяна пара поступає у теплообмінник, де адсорбується силікагелем або цеолітом. Тепло, яке при цьому віддає адсорбент, поступає в систему опалення (теплота адсорбції). По закінченні процесу адсорбції цикл припиняється. Основною задачею у розробці ефективної адсорбційної системи охолодження є вибір робочих речовин, а саме, адсорбенту, оскільки від інтенсивності процесів адсорбції та десорбції залежить ефективність роботи всього апарата. Адсорбент повинен мати високу вологоємність і володіти здатністю достатньо повної регенерації при нагріванні. Одним із основних недоліків існуючих адсорбційних холодильників є значна маса адсорбційного обладнання. Робочі речовини можна поділити на такі групи: 1) адсорбенти на основі ефекту фізичної адсорбції – цеоліти, силікагелі, активоване вугілля; 2) адсорбенти на основі ефекту хемосорбції – солі лужних і лужноземельних металів. Сорбційна ємність адсорбентів першої групи невелика, але завдяки сталості властивостей, довговічності гранул та невисокій температурі регенерації ці сорбенти отримали найбільш широке практичне використання. Більш високою вологоємністю володіють органічні солі, які утворюють із парами холодоагенту тверді хімічні сполуки типу кристалогідратів. Однак практичне використання цих робочих речовин має технічні труднощі, пов’язані із проблемою збереження стабільності гранульованої структури адсорбенту, оскільки при багатократних циклах сорбції-десорбції можливе часткове розчинення солі при місцевому насиченні холодоагентом. Експлуатаційні властивості апарата визначаються різницею температур при рівних тисках насичення води та сорбенту. Для вибору сорбенту для адсорбційного термотрансформатора в залежності від температур теплоносіїв, що визначають вказану різницю температур, розроблена узагальнена діаграма (рисунок 1) потрібного користуються графіком, наведеним на.

    Переглянути
  • ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ ЦИКЛ АДСОРБЦІЙНИХ АКУМУЛЯТОРІВ ТЕПЛОТИ

    Завдання створення ефективних систем акумулювання теплової енергії є важливою складовою частиною проблеми вирівнювання нерівномірності споживання електроенергії. У теперішній час відоме велике різноманіття видів і конструкцій теплових акумуляторів: теплові акумулятори з твердим теплоакумулюючим матеріалом, теплові акумулятори з фазоперехідним теплоакумулюючим матеріалом, рідинні акумулятори тепла, парові акумулятори тепла. Основним недоліком цих систем акумулювання тепла є мала густина накопичення енергії, і, відповідно, великі габарити та матеріалоємність, що перешкоджає їх широкому розповсюдженню [1]. Основною задачею у розробці ефективних адсорбційних акумуляторів теплоти є вибір адсорбенту, оскільки від інтенсивності процесів адсорбції та десорбції залежить ефективність роботи всього апарата.[2] На сьогоднішній час розроблено нове сімейство композитних сорбентів «сіль в пористій матриці», так званих Селективних Сорбентів Води (ССВ). Вони вирізняються тим, що за рахунок проникнення різних солей в пори звичайних сорбентів вдається: - істотно збільшити їх сорбційну здатність; - здійснити обмін великої кількості води у вузькому температурному інтервалі; - «підігнати» температуру термохімічної реакції до потрібної для даного циклу акумулятора. Для прикладу, розглянемо стабільність властивостей сорбенту, що має як активну складову сіль - CaCl2, рис 1.1.[3] Діаграма LnP-1/T зручна для побудови адсорбційного циклу і дозволяє оцінити ступінь відхилення дійсних процесів від рівноважних. Діаграма LnP-1/T у вказаних координатах і теоретичний цикл адсорбційного термохімічного акумулятора (при температурі гріючого джерела 40 °С і низькопотенційного 10 °С) показані на рис. 1.2.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ПРЯМОТОЧНОЇ БАРАБАННОЇ СУШАРКИ ДЛЯ ТЕРМООБРОБКИ ДЕРЕВИНИ

    Тирса та стружка – це сировина, з якої виготовляються пелети. Мова тут йде виключно про відходи деревообробної промисловості, наприклад лісопилень, стругальних цехів. Без додавання хімічних зв’язувальних елементів сухі та необроблені стружки пресуються під високим тиском. Якість застосовуваної стружки відіграє велику роль для високоякісного кінцевого продукту. Тому виробництво пелет проходить під постійним контролем, від стружки та, через весь виробничий процес, до готових пелет. Сировиною для виробництва пелет є відходи деревини хвойних і листяних порід. Для виробництва використовують дрібні (тирса, стружка, деревне борошно та ін.) і кускові відходи (обрізки, відходи лісопиляння) [1]. На рисунку 1 зображено технологічну схему сушіння деревини [2]. У бункер 3 топки 2 засипається тирса вологістю не більше 20%. Далі, через шнековий транспортер 1, вона надходить в камеру згоряння топки де, власне, і згоряє. Гарячі пари і недогорівшої тирси потрапляють через циклон 8 до теплогенератора 4, де відбувається власне догорання та іскрогасіння. У цей час волога тирса, призначена для сушіння, подається по траснпортеру через завантажувальне вікно потрапляє в теплогенератор 4 де змішується з потоком гарячого газу та потрапляє у барабан 6. Потрапляючи в нього, тирса втрачає вологу і далі разом з гарячою парою рухається на вихід з барабана, проходить уловлювач важких частинок 7, де відокремлюються важкі предмети і метал та потрапляє в циклон 8. У циклоні 8 відбувається відділення гарячого вологого газу від підсушеної тирси шляхом осадження в конусну частини циклону. Живильник-дозатор 9, який кріпиться фланцевим з'єднанням до циклону, дозує висушену тирсу, яка подається для подальшого користування або переробки [3]. Метою роботи є модернізація лінії сушіння деревини шляхом модернізації конструкції барабанної сушарки.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ БАРАБАННОЇ СУШАРКИ ДЛЯ ТЕРМООБРОБКИ ДЕРЕВИНИ

    Тирса та стружка – це сировина, з якої виготовляють пелети. Мова тут йде виключно про відходи деревообробної промисловості, наприклад лісопилень, стругальних цехів. Без додавання хімічних зв’язувальних елементів сухі та необроблені стружки пресуються під великим тиском. Якість застосовуваної стружки відіграє велику роль для високоякісного кінцевого продукту. Однією з найважливіших стадій є процес сушіння тирси в барабанних сушарках [1]. Традиційними перевагами барабанних сушарок є універсальність, рівномірність нагріву і сушіння частинок за рахунок інтенсивного перемішування матеріалу, можливість сушити високо вологий і засмічений матеріал; простота монтажу, висока продуктивність (сушка відбувається в кілька разів швидше, ніж в шахтних сушарках), надійність роботи, прийнятна ціна; низьке споживання електроенергії [2]. Недоліком барабанної сушарки є нерівномірність перемішування матеріалу, що висушується. Для забезпечення оптимального перемішування була модернізована барабанна сушарка (Рисунок 1). Барабанна сушарка має циліндричний барабан 1, установлений на опорах 2 і 3 з нахилом під кутом α у бік розвантажувальної камери 4, патрубки підведення 6 і відведення 5 теплоносія, а також патрубки підведення 7 вихідного матеріалу й відведення висушеного продукту 8. Циліндричний барабан 1 з боку, протилежного розвантажувальній камері 4, споряджено днищем 9, а всередині нього із зазором 10 змонтовано відкритий з обох торців конічний барабан 11, менша основа якого розташована зі сторони розвантажувальної камери 4. Всередині барабана новим є те, що розвантажувальна камера містять підйомно-спіральну насадку [3].

    Переглянути
  • ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ СОРБЕНТУ ДЛЯ АДСОРБЦІЙНОГО АКУМУЛЯТОРА ТЕПЛОТИ

    В теперішній час у адсорбційних теплових насосах в якості робочих тіл застосовуються переважно адсорбенти, дія яких заснована на ефекті фізичної адсорбції (цеоліти, силікагелі, активоване вугілля). Широкому використанню обладнання на цих речовинах перешкоджає низька енергетична ефективність теплового насоса внаслідок малої сорбційної ємності вказаних адсорбційних матеріалів (менше 10 % за масою) і, як наслідок, великої матеріалоємності та теплової інерційності адсорбера. Перспективними для застосування в адсорбційних теплових насосах є вологопоглинаючі матеріали, сорбційна дія яких заснована на ефекті хемосорбції, а саме солі лужних і лужноземельних металів. Як сорбати в поєднанні з цими поглиначами можуть використовуватися вода, спирти або аміак. Застосування адсорбентів на основі ефекту хемосорбції дозволяє значно збільшити сорбційну ємність адсорбентів в циклі адсорбційного теплового насоса і поліпшити енергетичні показники адсорбційних агрегатів [1]. Таким чином, за типом сил, що спричиняють адсорбцію, робочі речовини адсорбційних термотрансформаторів можна розбити на дві основні групи: адсорбенти на основі ефекту фізичної адсорбції — синтетичні і природні цеоліти, активоване вугілля, силікагелі, — і адсорбенти на основі ефекту хемосорбції — солі лужних і лужноземельних металів, оксиди металів тощо. Для вибору сорбенту користуються графіком, наведеним на рисунку 1. Для кожного із сорбентів ізостери побудовані при його мінімальній вологості. Однак практичне використання цих робочих речовин має технічні труднощі, пов’язані із проблемою збереження стабільності гранульованої структури адсорбенту, оскільки при багатократних циклах сорбції-десорбції можливе часткове розчинення солі при місцевому насиченні холодоагентом. Для підвищення стабільності сольових сорбентів запропоновано використовувати інертний носій з розвиненою пористою структурою, який при перенасиченні міг би утримувати рідкий сольовий розчин в гранулі. Як пористий носій використовується спучений перліт, пористість якого може досягати 70 %. В якості активної речовини використовується сіль CaCl2, оскільки її можна легко нанести на пористу основу [2]. Діаграма LnP-1/T також зручна для побудови адсорбційного циклу і дозволяє оцінити ступінь відхилення дійсних процесів від рівноважних. Оскільки кожному значенню LnP відповідає певна температура конденсації парів води, то рисунок 2 можна представити у більш зручному вигляді (рисунок 3). На рисунку 3 показаний теоретичний процес регенерації сорбенту: ab – процес нагрівання сорбенту, bc – процес десорбції. Із діаграми видно, що процес десорбції пари сорбату починається при 88°С, і при 125°С відбувається повне осушення сорбенту. Процес протікає при тиску 7,4 кПа при температурі конденсації пари 40°С. Теоретичний розподіл вологості і температури сорбенту по висоті шару сорбенту і в часі отримується шляхом розв’язання математичної моделі процесу регенерації [3], що дає можливість оптимізувати роботу десорбера і розробляти десорбери із різними товщина ми шару засипки.

    Переглянути
  • ВИБІР СОРБЕНТУ ДЛЯ АДСОРБЦІЙНОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСУ

    В теперішній час в адсорбційних теплових насосах використовуються в основному такі адсорбенти: силікагель (аморфний діоксид кремнію SiO2 з мезопорами розміром 3-20 нм), цеоліти (кристалічні алюмосилікати з мікропорами розміром 0,3-0,8 нм), оксид алюмінію з мезопорами розміром 3-20 нм та пористе вугілля з широким набором мікро- і мезопор. Широкому використанню відомих сорбентів перешкоджає їх низька енергетична ефективність. Наприклад, одним з основних недоліків цеолітів є відносно невисока адсорбційна ємність (0,2-0,3 г/г). Висока температура, необхідна для регенерації цеолітів (більш ніж 200- 250 С), не дозволяє використовувати їх для роботи від джерела теплової енергії з температурним потенціалом 90-150 С. Силікагелі також мало підходять для цих цілей, оскільки десорбують досить мало води при змінюванні температури в діапазоні від 90 до 150 С, тобто питома ємність акумулювання тепла невелика. Перспективним є використання в адсорбційних теплових насосах у якості адсорбентів ряду неорганічних солей (хлористого літію, хлористого кальцію, хлористого магнію, бромистого літію та інших), які в кристалічному стані здатні адсорбувати пари різних холодоагентів, наприклад води, аміаку, спиртів, утворюючи з ними тверді хімічні зв’язки – кристалогідрати, аміакати, сольвати. Застосування таких адсорбентів на основі ефекту хемосорбції дозволяє значно збільшити сорбційну ємність адсорбентів в циклі адсорбційного теплового насоса і поліпшити енергетичні показники адсорбційних агрегатів[1]. Для вибору сорбенту, що має задовольняти певним поставленим вимогам користуються графіком, наведеним на рисунку 1, де зображені ізостери для кожного із сорбентів при його мінімальній вологості. Разом з тим, застосування сольових сорбентів утруднено на практиці тим, що при десорбції води (з гідрату або його розплаву) на поверхні утворюється шар нижчого гідрату або безводної солі, що призводить до істотного уповільнення процесу масопереносу і подальшого розкладання. В процесі абсорбції води гідрати, що утворюються, можуть розчинятися в надлишку води, в результаті чого виникають корозійні проблеми та погіршується стійка структура сорбентів. Для підвищення стабільності сольових сорбентів запропоновано використовувати інертний носій з розвиненою пористою структурою, який при перенасиченні міг би утримувати рідкий сольовий розчин в гранулі. Застосування пористого носія сприяє розширенню зони робочих концентрацій сольового сорбенту за рахунок забезпечення його працездатності як в зоні рідкого, так і твердого сольового розчину. Тобто сорбент такого типу охоплює робочий діапазон концентрацій як твердо-, так і рідкотільних сорбційних термотрансформаторів. В якості пористого носія передбачається використовувати спучений перліт, пористість якого може досягати 70 %. В якості активної речовини використовується сіль CaCl2, оскільки її можна легко нанести на пористу основу[2]. На основі ліній ізотер сорбції (рисунок 1) для кожної конкретної реакції гідратації, наприклад, для CaCl2∙2H2O ↔ CaCl2∙H2O +H2O (рисунок 2), можна розрахувати робочі температури циклу хімічного термотрансформатора для конкретного застосування, а саме гарячого водопостачання та опалення. інь відхилення дійсних процесів від рівноважних. Оскільки кожному значенню LnP відповідає певна температура випаровування парів води, то рисунок 2 можна представити у більш зручному вигляді (рисунок 3). На рисунку 3 показаний теоретичний процес насичення сорбенту: ab – процес охолодження сорбенту, bc – процес адсорбції. Із діаграми видно, що процес охолодження сорбенту починається при 125°С та продовжується до температури 84 °С. Після чого має місце процес адсорбції, який закінчується при температурі 40°С повним насиченням сорбенту. Процес протікає при тиску 1,23 кПа при температурі випаровування пари 10°С. Теоретичний розподіл температурних полів і вологості сорбенту по висоті шару сорбенту і в часі отримується шляхом розв’язання математичної моделі процесу адсорбції[3], що дає можливість оптимізувати роботу адсорбера і розробити апарати різної продуктивності.

    Переглянути
  • ФІЗИЧНА ТА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ ПРОГРІВУ ДЕРЕВИНИ

    Стадія пропарювання деревини в технологічній лінії виготовлення паливних брикетів безпосередньо супроводжується одним з фізичних явищ обробки матеріалу перед брикетуванням, а саме процесом прогріву часток деревини. Розглядаючи фізичну модель процесу пропарювання об’єму часток деревини можна виділити частинку матеріалу (трісочку) (рисунок 1а,б). Процес пропарювання супроводжується підводом пари до частинки деревини та прогрівом її до температури самої пари.Під час стадії пропарки частинка насичується вологою. За рахунок теплового потоку, що підводиться, відбувається прогрів частинки (рис.1в). З нагрітої частинки деревини виділяється конденсат, що збирається на її поверхні. При температурі 130-150 починається про цес виділення складової деревини лігніну [1,2]. Створення фізичної моделі процесу прогріву часток з врахуванням всіх його особливостей необхідне для того, щоб виникла можливість опису засобами математичного аналізу існуючих законів взаємодій фізичних явищ. Мета розрахунку визначення розподілу температур в шарі частинки деревини під час її прогріву та визначення часу прогріву частинки деревини. Умови однозначності: Геометричні частинка деревини плоска і нескінченна у просторі та часі, ширина і висота частинки набагато перевищують її товщину. Товщина частинки деревини 1  , товщина конденсату 2  . Задача є осесиметричною. Фізичні теплопровідності частинки деревини та конденсату сталі, внутрішніх джерел енергії немає( 0 Vq  ). Відомі коефіцієнти тепловіддачі 1 2    , , , теплопровідності шарів 1 2. Для удосконалення даної математичної моделі в подальшому плануються дослідження, що будуть проводитись в ІТТФ НАН України. Вони дадуть змогу включити деякі коефіцієнти, що враховують ступінь пропарювання деревини та насичення її вологою.

    Переглянути
  • ОБГРУНТУВАННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ІНФРАЧЕРВОНОЇ СУШАРКИ З ПЕРІОДИЧНОЮ РЕЦИРКУЛЯЦІЄЮ ВІДПРАЦЬОВАНОГО ПОВІТРЯ

    Сушіння інфрачервоним (ІЧ) випромінюванням сільськогосподарської продукції є одним зі способів, які забезпечують довготривале зберігання продуктів харчування. Перевагами ІЧ - сушіння можна вважати забезпечення збереження якості вихідної продукції, можливість регулювання процесу, конструктивна і технологічна економічність, екологічна чистота. Наявність таких особливостей обумовлено реалізованим в ІЧ-сушарці принципом розділення способу передачі продукту сушіння енергії, необхідної для реалізації процессу сушіння. Якщо в конвективному способі сушіння транспортування енергії і вологи здійснюється одним носієм – повітрям, то при інфрачервоному сушінні енергія передається випромінюванням, а волога виноситься повітрям. Це дозволяє здіснити процес сушіння при значеннях температури, які не перевищують температуру розпаду біологічно активних компонентів вихідного продукту сушіння. Використання в якості джерел енергії інфрачервоних випромінювачів забезпечує високий ступінь керування процесом сушіння, як просторовий (керування розподіленням потоків енергії всередині об’єму), так і тимчасовий (динамічне керування енергетичним навантаженням в процесі сушіння). Низькі температури в робочих об’ємах дозволяють суттєво спростити конструктивні рішення ІЧ сушильних пристроїв, так як вони не потребують герметизації об’єму та його теплоізоляції. Енергія випромінення використовується переважно на забезпечення процесу випаровування вологи з продукту, завдяки чому повітря в робочому об’ємі сушильного пристрою нагрівається несуттєво. Для проведення процесу сушіння використовуються інфрачервоні елементи індуктор – індіго, та джерела випромінювання, оснащенні профільованими відзеркалювачами які зображені на рисунок 1. При використанні інфрачервоних випромінювачів та технології інфрачервоного сушіння ми отримуємо ряд переваг перед традиційним конвективним сушінням: - температура продукту під час сушіння знаходиться в межах, які забезпечують збереження цінних біологічно активних компонентів; - швидкість сушіння вище на 34 – 44%; - енергетичні витрати менші на 20 – 25%; - реалізуються режими імпульсного сушіння.

    Переглянути
  • ОГЛЯД СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ СУШІННЯ ТОРФУ ТА БІОМАСИ

    Забезпечення енергетичної незалежності України в значній мірі визначається використанням власних джерел енергії. Заміна дорогих імпортованих палив на вітчизняні альтернативні дозволяє підвищити рівень енергетичної незалежності країни. До таких палив, можна віднести торф, солому, лушпиння соняшника, гречки, деревину, відходи деревини: тирсу, стружку, обрізки, тріски. Одним з напрямів для підвищення ефективності виробництва палива є вдосконалення технологічних процесів і обладнання. Використання підготовленого, висушеного до нормованої вологості палива, спрощує технології його спалювання, підвищує ефективність енергетичних установок. Типова схема виробництва твердого палива з торфу та рослинної біомаси включає наступні стадії: приймання сировини, подрібнення сировини, сушіння подрібненої сировини, гранулювання, охолодження, просіювання, після просіювання некондиційні гранули відправляються на повторне гранулювання, фасування на склад. Штучне сушіння є найбільш енерговитратною ланкою виробництва альтеративного палива. Питомі затрати на цій стадії складають в середньому €27,3/т кінцевого продукту, що є в два рази більше витрат на пресування, та в 10 разів більше ніж на витрати на подрібнення. Вологість торфових брикетів не повинна перевищувати 20-25%. Такі значення досягнути шляхом польового сушіння неможливо. В даний час, на торфобрикетних заводах України, експлуатується декілька велика кількість сушарок. Найбільш перспективними і ефективними є пневмогазові сушарки, які застосовуються і в технологіях сушіння деревини і рослинних біомас. вони. Ці сушарки використовують в якості теплоносія переважно димові гази, вони прості в виготовленні, і не потребують складного енергетичного обладнання, але мають порівняно невисоку інтенсивність тепло- і масообмінних процесів. Щоб отримати максимальну економічну віддачу, необхідно забезпечити підвищення теплотворної здатності твердого біопалива та зручність транспортування до теплових установок. Тому переробку рослинної біомаси здійснюють шляхом брикетування, або гранулювання. Але біомасу складно брикетувати, через неоднорідність її властивостей, тому доцільно застосовувати методи з використанням торфу, як в’яжучого компонента, це дозволяє отримати тверде біопаливо підвищеної енергоємності. Розрахунки показали, що підвищення теплоти згоряння пропорційне вмісту наповнювача. При вмісті наповнювача 40 – 50% теплоти згоряння композиційного торфопалива збільшуються на 6 – 13 % в порівнянні з торфом і одночасно відбувається зменшення зольності композиційного торфопалива в 1,5 – 1,8 рази.

    Переглянути
  • СИСТЕМА ЗБОРУ ТА ОБРОБКИ ДАНИХ В ПРОЦЕСІ ІНФРАЧЕРВОНОГО СУШІННЯ ТЕРМОЛАБІЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

    На сьогоднішній день при проведенні досліджень намагаються використовувати технічні засоби з метою звільнення людини від участі в процесах отримання, перетворення, передачі та використання інформації або суттєвого зменшення ступіні цієї участі чи трудоємності виконуємих операцій. Для проведення дослідів був побудований стенд, а для зменшення впливу людини на технологічний процес була створена віртуальна платформа для збору та обробки даних, що суттєво зменшила появу похибок та збільшила точність результату. При дослідженні кінетики інфрачервоного сушіння постає необхідність контролювати такі параметри: - температура в середині сушильної камери (термопара типу ХК); - температура в середині матеріалу (термопара типу ХК); - відносна вологість середовища (волога та суха термопари типу ХК); - маса матеріалу (ваги аналогові). Принципова схема збору параметрів показана на рисунку 1.Після отримання аналогових сигналів, останні необхідно за допомогою аналого-цифрового перетворювача перетворити на цифрові для подальшої обробки. Останнім етапом збору даних є їх перетворення в числове значення, яке виводиться та зберігається у вигляді графіків (рисунок 2,3,4).

    Переглянути
  • РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ В ТЕХНОЛОГІЯХ ВИРОБНИЦТВА КОМПОЗИЦІЙНОГО ТОРФОПАЛИВА

    Торф – це значний енергетичний і агрохімічний потенціал України, який використовується як комунально-побутове місцеве паливо, як сировина для виробництва парникових та поживних ґрунтів та інших видів продукції. Торфові палива є найдешевшими і ефективними при перевезеннях в межах торфовидобувних областей. Понад 80 % видобутку торфу в Україні використовують як паливо, в той час як у світі більше 80 % торфу використовують у сільському господарстві як джерело гумусу. В Україні 96 % всіх запасів торфу становить торф низинного типу, багатий на гумінові речовини (ГР) (до 52% на суху речовину) та придатний для виробництва різних видів продукції на їх основі, в тому числі біостимуляторів росту і добрив. Потреба аграрного сектору в постійному відновленні гумусового шару та продукування тваринницької сировини для внутрішнього споживача робить найактуальнішим для сьогодення напрямок виробництва з торфу гумінових добрив та стимуляторів росту рослин та тварин. Проведені дослідження можливості поєднання в межах існуючого торфобрикетного заводу (ТБЗ) технологій вилучення гуматів та виробництво композиційного торфопалива. В межах виробничого циклу ТБЗ торф’яна сировина для виготовлення торф’яних брикетів проходить попереднє подрібнення, підсушку в польових умовах, сепарацію, глибоке зневоднення та тонке подрібнення і може з певним припущенням бути використана для вилучення та виробництва гуматів натрію та калію. Диверсифікація виробництва на ТБЗ дозволяє зменшити залежність заводу від попиту на торф’яний брикет. Проведений цикл досліджень властивостей залишку після екстракції підтвердив можливість використання його як сировини для виробництва палива та поєднання технологій виробництва гуматів та паливних брикетів на одному підприємстві. Встановлено, що залишок після екстракційної обробки фрезерного торфу розчином NaOH у кавітаційному екстракторі може виступати як сировина для виготовлення композиційних брикетів, оскільки він мав на 2-3 % підвищену теплоту згоряння на суху масу та зольність на рівні 10 %, що пояснюється сегрегацією зольних часток в процесі інтенсивної гідродинамічної обробки. Високий вміст вологи в твердому залишку після центрифугування пульпи може бути зменшено до 50% за рахунок польового сушіння в межах технологічного циклу видобутку фрезерного торфу. Дослідження термічного розкладання твердого залишку виявило декілька екзотермічних піки розкладання при температурах до 900 оС, що нехарактерно для торфу. Рентгенофазовий аналіз твердого залишку екстракції різних торфів показав, що в процесі нагрівання в інтервалі 800…900оС в ньому утворюється нова фаза силікату кальцію за рахунок взаємодії присутніх в торфі карбонату кальцію та діоксиду кремнію (кварцу) яка і проявляє екзотермічний ефект. Наявність силікатів може привести до спікання золи, відповідно залишок самостійно використовувати на паливо не можна. При термічному розкладанні композиційних торфосумішей форма кривих термічного розкладання схожа з кривими розкладання торфу, лише подовжується температурний інтервал розкладання на 10-30С. В композиціях з фрезерним торфом лужне середовище залишку після екстракції нейтралізується кислим середовищем фрезерного торфу і силікати не утворюються. Собівартість виробництва гумінових речовин за комплексною технологією переробки торфу буде в 4,5 рази нижче за собівартість виробництва на окремому підприємстві, а собівартість виробництва брикетів не змінюється в порівнянні з класичною технологією виробництва паливних брикетів. Для ТБЗ річне виробництво при 4-х місячному річному циклі за 30%-м розчином гумінових речовин становить 4890 т., При ринковій вартості близько 40 грн/л. укрупнений річний прибуток підприємства становитиме 182 млн. грн.

    Переглянути
  • СУМІЩЕННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ПОДРІБНЕННЯ ТА СУШІННЯ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ БІОПАЛИВА

    Для виробництва гранульованого біопалива найчастіше використовуються деревні відходи (кора, тирса, тріска, відходи лісозаготівлі), торф, а також відходи сільського господарства: солома, лушпиння соняшнику, відходи кукурудзи, круп'яного виробництва і т.д. Основними енергозатратними процесами виробничих ліній попередньої підготовки сировини перед пресуванням є сушіння та подрібнення. Основними критеріями вибору подрібнюючого обладнання є спосіб подрібнення, який враховує фізико-механічні властивості матеріалу, початковий розмір сировини та необхідний за технологією її кінцевий розмір. При руйнуванні крихких матеріалів енергія витрачається на пружну деформацію, виділення тепла і в значній степені на подолання сил зчеплення в самому матеріалі. При подрібненні пластичних матеріалів більшу частину енергії поглинає пластична деформація матеріалу. Серед способів руйнування розрізняють роздавлювання, розколювання, стирання та руйнування шляхом удару [2] або комбінуванням цих способів. Для подрібнення сировини для виробництва біопалива, як для крихких матеріалів середньої твердості найчастіше застосовують руйнування ударом, розколюванням, стиранням та їх комбінаціями на машинах для середнього та дрібного подрібнення (дробарки молоткового типу). Проведені розрахунки затраченої роботи на подрібнення вологої сировини молотковою дробаркою [1] за законом Бонда (1.1) виявили, що найбільш ефективною схемою подрібнення сировини з розміром часток від 10мм до х<2мм є схема двостадійного подрібнення з проміжною стадією сушіння. Формула Бонда враховує вологість, початкові та кінцеві розміри часток. Виявлено, що при зменшенні вологості сировини зменшуються енерговитрати на її подрібнення. Наявність вологості в значній мірі підвищує пружні та пластичні властивості сировини, схильність до комкування, волокнистого розпушування, а відповідно і енерговитрати при подрібненні. Сушіння сировини для виробництва біопалива зазвичай проводиться конвективним шляхом з використанням в якості сушильного агента нагрітого повітря або топкових газів. Найчастіше на лініях виробництва біопалива використовують конвективні сушарки з пневмомеханічним переміщенням матеріалу і конвективні сушарки з пневматичним переміщенням матеріалу. В обертових сушильних барабанах швидкості повітря, як правило не перевищують 20 м/с, що пояснює високу тривалість сушіння. Сушарки з пневматичним переміщенням матеріалу працюють за принципом сушіння часток в підвішеному стані і працюють з дрібною сировиною (до 5мм), частки якої мають однакові розміри. Одними з найперспективніших сушарок з пневмопереміщенням сировини є агрегати, що поєднують процеси сушіння і кінцеву стадію подрібнення (рис.1). Агрегат одночасно подрібнює, вибиває поверхневу вологу, механічно перемішує та підсушує сировину теплоагентом, що дозволяє ефективно зневоднювати торф, різні види біомаси та працювати з сировиною підвищеної вологості.

    Переглянути
  • МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ СИРОВИНИ РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ.

    Дослідження сушіння торфу та біомаси як будь якого пористого тіла пов’язане з вирішенням досить складної задачі руху двофазної газорідинної суміші при наявності фазового переходу[1, 2]. Задача ускладнюється через залежність коефіцієнтів в рівнянні руху від температуриі вологості торфу, також необхідно враховувати кінетику фазового перетворення, і міжфазового теплообміну, капілярних явищ, які викликають перетікання рідини із великих пор в малі, а також переходу хімічно зв’язаної рідини в вільний стан. Узагальнена теорія сушіння для такої системи відсутня,а вирішення складної системи диференціальних рівнянь математичної моделі, можна отримати лише в деяких випадках. Для розробки спрощеної математичної моделі прийнято вважати частинки торфу сферичної форми, а біомаси – циліндричної, або пластинчастої форми.Остаточно фактор форми частинок буде визначеноекспериментально шляхом порівнянняпроцесів сушіння сферичних, циліндричних та пластинчастих частинок і частинок в натуральному стані. Порівняння кінетичних кривих сушіння дозволить розробити адекватну математичну модель. На рисунку 1 зображена наближена модель процесу сушіння сферичних частинок торфу, зміна температури і вологи по радіусу гранули, а також потоки тепла і вологи. Основні припущення що лягли в основу моделі сушіння: – кількість випареної вологи пропорційна кількості теплоти підведеній до частинки;– в процесі сушіння спостерігається переміщення фронту випаровування причому вологовміст вологої частини зразка не змінюється. Розподіл температури в межах фронту випаровування 0  r k описується рівнянням нестаціонарної теплопровідності:Для удосконалення даної математичної моделі в подальшому плануються дослідження, що будуть проводитись в ІТТФ НАН України.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ТЕПЛОМАСООБМІНУ НА СТАДІІ ПРОГРІВУ З ВИКОРИСТАННЯМ ІНФРАЧЕРВОНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

    Процес сушіння (зневоднення) полягає у видаленні вологи з продуктів, таким чином перешкоджаючи розвитку мікроорганізмів і бактерій, руйнуючих продукти. Видалення вологи з продуктів найпростіший, найдешевший і найцінніший метод збереження продуктів, тому тема дослідження актуальна. Для дослідження процесу тепломасообміну на стадіі прогріву була підібрана фізична модель процесу.Для проведення дослідів був побудований стенд, а для зменшення впливу людини на технологічний процес була створена віртуальна платформа для збору та обробки даних [2], що суттєво зменшила появу похибок та збільшила точність результату. За результатами дослідів була досліджена кінетика процесу сушіння.Аналіз отриманих кінетичних кривих сушіння і швидкості сушіння показує, що зі збільшенням висоти шару матеріалу та відстані від поверхні матеріалу до випромінювача, швидкість сушіння з

    Переглянути
  • ІНТЕНСИФІКАЦІЯ РОБОТИ ГЕНЕРАТОРА ВИСОКОГО ТИСКУ У АБСОРБЦІЙНОМУ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРІ ІЗ СТУПЕНЕВОЮ РЕГЕНЕРАЦІЄЮ РОЗЧИНУ

    Актуальність вирішення проблем економічного і раціонального використання наявних ресурсів з одночасним зниженням затрат – це невідкладна вимога сьогодення. Періодичність економічних і енергетичних криз зумовлює необхідність зосередження науково технічного потенціалу над вирішенням зазначеної проблеми. Аналітичні дослідження показали [4], що широке впровадження теплонасосних, когенераційних і тригенераційних установок для одночасного виробництва теплоти і холоду дозволить підвищити коефіцієнт використання палива до 95% і вище та знизити собівартість виробництва на теплових електростанціях у 2-2,5 рази. Показники ефективності роботи абсорбційних термотрансформаторів (АТТ) в значній мірі залежать від інтенсивності процесу, який відбувається у випарнику – регенерація розчину LiBr. Відомо [1-3], що схеми із ступеневими процесами в абсорбері та генераторі дозволяють зменшити незворотність процесів тепло масообміну і розширити зону дегазації розчину, а отже підвіщити термодинамічну ефективність АТТ. Цикл АТТ із ступеневою регенерацією розчину характеризується значно вищими енергетичними показниками. Теоретичний тепловий коефіцієнт циклу з двоступеневою регенерацією в 2,5 рази вищий за аналогічний показник одноступеневого циклу. При цьому на 20-30 % скорочується кількість теплоти, що відводиться в навколишнє середовище. Проте реалізація ступеневого процесу пов’язана із значним підвищенням температурного рівня, що приводить до підвищення корозійної активності сорбентів. Частково зменшити здатність до корозії теплообмінних труб дозволяє використання шару напиленого пористого покриття з корозостійкого матеріалу. Підвищується корозійна стійкість теплообмінних труб, а пориста структура підвищує кількість активних центрів пароутворення та за рахунок капілярних сил дозволяє рівномірно розподілити по поверхні рідину, що підвищує поверхню теплообміну. Недоліком випарника є недостатня корозійна стійкість труби з шаром напиленого покриття через підвищену щілинну та міжкристалічну корозію в місцях контакту напиленого корозійностійкого шару з стальною основою труби випарника.

    Переглянути
  • Моделювання регенерації сорбенту в адсорбційному термотрансформаторі

    Розроблено математичну модель регенерації сорбенту в адсорбційному термотрансформаторі. Це дозволяє розробити перше наближення розрахунку теплоакумулюючого сорбційного апарата, що працює за заданим режимом роботи.

    Переглянути
  • Обгрунтування спрощеної математичної моделі адсорбційного насичення шару сорбенту в термотрансформаторі

    Розроблено математичну модель адсорбційного насичення шару сорбенту в адсорбері. Це дозволяє розробити перше наближення конструктивного розрахунку теплоакумулюючого сорбційного апарата, що працює за заданим режимом роботи.

    Переглянути