РЯБЦЕВ Г. Л.

Сортировать по умолчанию названию
  • ШЛЯХИ УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОЦЕСІВ ПЕРЕРОБКИ ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

    Важливе місце в переробці полімерних композиційних матеріалів займає одержання профільних довгомірних гумотехнічних виробів, наприклад транспортерних стрічок, ременів, ущільнень складного і суцільного перерізів, масове виробництво яких характеризується підвищеними вимогами до якості профільних заготовок. Технологія отримання довгомірних заготовок [1] складається з: приготування суміші в гумозмішувачах, подальше вальцювання для надання їй відповідної форми, екструзію профільних заготовок. Існують проблеми нераціонального використання обладнання з точки зору значних енерговитрат (до 20% собівартості сировини) на пластифікацію перероблюваного матеріалу при вальцюванні, погіршення фізико- механічних показників продукції внаслідок термодеструкції і зміні розмірів поперечного перерізу при зміні режимних параметрів процесу. Перспективним напрямом удосконалення виробничих процесів [2] є забезпечення можливості узгодженої роботи обладнання в технологічному ланцюзі за неперервною схемою (головним чином, валкового та екструзійного) з оптимізацією режимних змінних і конструктивних параметрів при мінімізації корисної потужності та отриманні якісного продукту. Крім того, зростаючий обсяг номенклатури продукції робить необхідним проектування екструзійного обладнання з можливою заміною робочих органів для конкретних полімерних матеріалів, забезпечуючи гнучкість виробничих процесів. Проте, дотепер не розроблено достатньо надійних критеріїв, однозначно пов’язаних з якістю сумішей та екструдату, які розраховують із використанням режимних змінних і конструктивних параметрів обладнання, що дозволяє здійснювати його оптимальне проектування. Існуючі математичні моделі процесів безперервного вальцювання та екструзії дозволяють ефективно використовувати в них інтегральні критерії якості кожного з цих процесів окремо і в сукупності, і здійснити постановку і розв’язання задачі оптимального проектування неперервного технологічного ланцюга виробництва довгомірного профілю, забезпечуючи мінімальні енерговитрати при заданій якості готового продукту. Крім того, промислове виробництво екструзією характеризується високою металоємністю, що ставить невід’ємною задачею розробку методів, алгоритмів та програм, які дозволяють максимально знизити масу і вартість вказаного обладнання. Тому поставлені завдання з оптимального проектування технології ланцюга екструзійного і валкового обладнання для безперервного процесу виробництва заданої якості є дуже актуальним в науковому та технічному плані.

    Переглянути
  • Процес первапораційного змінення фракційного складу легких дистилятів

    Легкі дистиляти, одержані в результаті первинного перероблення нафти, містять велику кількість невуглеводневих сполук, які негативно впливають на їхню якість, зокрема знижують детонаційну стійкість бензинів [1]. Наявність механічних домішок призводить до засмічення паливних фільтрів, паливопроводів, жиклерів, спрацювання деталей циліндро-поршневої групи двигунів. Вода при температурі нижче 0 ºC утворює кристали, які можуть припинити доступ бензину в камеру згоряння, сприяє окисленню бензину і є основною причиною корозії. А такі вторинні процеси, як алкілування, полімеризація, ізомеризація потребують використання дорогих каталізаторів і складного обладнання. Для швидкого підвищення якості легких дистилятів, зокрема бензинів та нанесення меншої шкоди навколишньому середовищу можна успішно використовувати процес первапорації Для реалізації процесу первапорації запропоновано технологію, яка дозволяє розділяти легкі дистиляти на молекулярному рівні, використовуючи весь потенціал початкової сировини, а також забезпечити отримання готового продукту високої якості, що не вимагає його подальшого очищення. Процес простий, ефективний і легко піддається автоматизації. Оскільки первапораційне розділення не передбачає застосування високих температур і тиску, забезпечити безпеку персоналу й навколишнього середовища набагато простіше, ніж у разі застосування традиційних технологій. Первапорація – це процес мембранного розділення гомогенних рідких систем, зокрема легких нафтових дистилятів, що об’єднує розчинення та молекулярну дифузію легких компонентів системи в селективній непористій мемрані з їхнім випаровуванням на протилежному боці мембрани [2]. Метод первапорації для розділення легких нафтовіх дистилятів має такі переваги: - ця технологія є екологічно чистою, - простота, компактність і модульна конструкція первапораційних установок дають можливість легко адаптувати їх до існуючих об’ємів виробництва; - температура процесу не перевищує 60...80 °С, що надає можливість використання низько потенціальної теплоти; - висока селективність процесу дозволяє здійснювати розділення при одноразовому випаровуванні (без флегми або з мінімальною кількістю рециклів). Оскільки цей процес є досить молодим, перші впровадження з’явилися у 1982 році, і не має чіткої математичної моделі, тому розроблення її є дуже актуальним. Схему процесу первапорації показано на рисунку 1. Вихідна система, що підлягає розділенню, приводиться в контакт з непоруватою мембраною. Завдяки роздільним властивостям мембрани різні компоненти системи сорбуватимуться її поверхнею, дифундуватимуть крізь неї й десорбуватимуть на її протилежному боці з різною швидкістю. Внаслідок цього потік, що пройшов крізь мембрану, збагачується певними компонентами системи, що розділяється. У результаті математичного моделювання виведено нерівність, яка залежно від конструктивної схеми й технологічного режиму можне бути основою вибору довжини трубчастих мембранних елементів у первапо- раційному модулі або визначення кількості циклів прокачування рідкої суміші, що підлягає розділенню, через мембранний апарат.

    Переглянути
  • Процес одержання біоетанолу

    Обмежена кількість власної нафти на Україні й досить висока вартість її імпорту роблять актуальною задачею пошук нетрадиційних палив, які змогли б частково замінити вуглеводневе паливо нафтового походження при його використанні в існуючих двигунах. Біоетанолом називається зневоднений етанол, вироблений з біологічно поновлюваної сировини головним чином для використання як моторне паливо. Метою даної роботи є розроблення наукових основ та експериментальне дослідження процесу одержання біоетанолу, зокрема первапораційного розділення суміші етанол – вода, створення методики розрахунку мембранного апарата для зневоднення етанолу- сирця, надання рекомендацій щодо її практичного впровадження. Для досягнення цієї мети сформульовано такі задачі: − здійснити моделювання процесу одержання біоетанолу, а саме добір і розв’язання фізико-математичної моделі первапораційного зневоднення суміші етанол – вода; − провести експериментальні дослідження процесу одержання біоетанолу, а саме розробити методику проведення експериментів, визначити похибки вимірювань, одержати та проаналізувати результати експериментальних досліджень; − перевірити адекватність математичної моделі і зробити висновки стосовно можливості її застосування для опису процесу одержання біоетанолу; − на основі запропонованої фізико-математичної моделі розрахувати та розробити конструкцію мембранного апарата первапораційного зневоднення суміші етанол – вода з масовою часткою етанолу 95 %; − запропонувати технологічну схему виробництва біоетанолу з використанням первапорації та розробити рекомендації щодо її впровадження. На попередньому етапі роботи було: − визначено об’єкт і предмет дослідження – процес одержання біоетанолу на прикладі дослідження первапораційного зневоднення суміші етанол – вода з масовою часткою етанолу 95 % і технологічні параметри процесу одержання біоетанолу в первапораційному апараті за умов атмосферного тиску на вході в апарат і температури суміші 50...70 °С, що впливають на його реалізацію; − сформульовано науково-технічну проблему, що полягає у недостатньому вивченні процесу зневоднення суміші етанол – вода з масовою часткою етанолу 95 %, що не дозволяє здійснювати ефективне і без втрат продукту одержання біоетанолу; − здійснено первинне моделювання процесу одержання біоетанолу, зокрема встановлено, що перенесення речовини в первапораційній мембрані можна якісно подати як рух молекул у невпорядкованій масі полімерних ланцюгів і «дірок» і розглядати як послідовність: сорбції речовини поверхнею мембрани, що розглядається як сумарний процес, зумовлений кількома видами взаємодії, кожен з яких може бути визначальним на різних стадіях сорбції залежно від хімічної природи компонентів та умов експерименту; дифузії речовини крізь мембрану, що може розглядатись або як неактивований процес, у якому виникнення «дірки» поблизу дифундуючої молекули не потребує енергетичних затрат, або як активований, який зумовлено випадковим збільшенням кінетичної енергії дифундуючої молекули; десорбції речовини з протилежного боку мембрани; − розроблено конструкції мембранних пристроїв для експериментального визначення коефіцієнтів дифузії і констант проникності компонентів суміші етанол – вода; − підібрано методику перевірки адекватності математичної моделі результатами експериментальних досліджень. Подальші дослідження буде спрямовано на: − адаптування фізико-математичної моделі первапораційного розділення для умов зневоднення суміші етанол – вода, що дозволить застосовувати запропоновану математичну модель для опису процесу одержання біоетанолу; − добір найприйнятнішої для реалізації процесу матеріалу первапораційної мембрани і вдосконалення мембранних елементів; − розроблення технологічну схему виробництва біоетанолу мокрим способом. − апробацію основних результатів роботи на двох науково- практичних конференціях.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ КОЛЕКТОРНОГО ХОЛОДИЛЬНИКА

    Процеси теплообміну широко застосовують у технологічних процесах нафтогазопереробної галузі. Інтенсивністю та ефективністю функціонування нагрівників і холодильників, їхньої економічністю та надійністю визначається енергоємність одержуваної продукції. На сьогодні цей показник становить 0,89 кг умовного палива на $1 валового внутрішнього продукту, що приблизно в 2,5…3,0 раза вище світового рівня й не забезпечує конкурентоспроможності вітчизняної продукції. Це пояснюється експлуатацією застарілого устаткування, яке системно не оновлюється, і відсутністю цілеспрямованої побудови та реалізації сучасних концепцій інтенсифікації та оптимізації процесів теплообміну. Враховуючи внесок нафтогазоперероблення в економіку, проектування та впровадження сучасного енергоефективного теплового устаткування в цій галузі є актуальною проблемою. Метою роботи є вдосконалення теплообмінника установки для переробки газових конденсатів на фракції моторного палива шляхом підвищення інтенсивності теплообміну в ньому завдяки розвиненню теплообмінної поверхні з боку меншого коефіцієнта тепловіддачі. Результатом є зниження вартості переробки газового конденсату. Удосконалений теплообмінник є елементом малогабаритної стаціонарної установки для переробки газових конденсатів у фракції моторного палива і використовується для охолодження 0,082 кг/с бензинової фракції, що надходить із ректифікаційної колони первинної перегонки в трубний простір теплообмінника від 120° до 45 °С. У міжтрубному просторі при цьому рухається повітря, що нагнітають розташованими під трубами вентиляторами високого тиску. Раніше як холодоагент у таких теплообмінниках використовували воду. Проте очищена технічна вода є дорогим ресурсом, а використання сирої води суттєво зменшує міжремонтний термін служби холодильника внаслідок утворення на теплообмінній поверхні шару нерозчинного осаду з низькою теплопровідністю. Тому для охолодження бензинової фракції було запропоновано застосувати апарат повітряного охолодження. Проте при цьому інтенсивність тепловіддачі від стінки теплообмінного елемента до холодоагенту суттєво зменшилася, оскільки коефіцієнт тепловіддачі від води до стінки виявився щонайменше на порядок більшим, аніж від повітря до стінки. Щоб інтенсифікувати тепловіддачу з боку меншого (обмежувального) коефіцієнта тепловіддачі теплообмінник було вдосконалено шляхом розвинення теплообмінної поверхні за рахунок гвинтового оребрення (рис. 1). Оребрення дозволило утворити максимально розвинену поверхню теплообміну, а виконання його гвинтовим – краще спрямувати потік холодоагенту, уникнути застійних зон, підвищити швидкість потоку повітря і збільшити його турбулізацію. За літературними даними встановлено, що форма поперечного перерізу ребра не відіграє визначальної ролі в підвищенні енергетичної ефективності оребрених труб, а коефіцієнти тепловіддачі за різних перерізів ребра суттєво не відрізняються. Тому форму ребра було обрано виходячи з технологічних умов оребрення. Поверхню теплообмінника виконано біметалевою. Враховуючи вартість матеріалу, корозійну стійкість, пластичні властивості, як матеріал ребер обрано дюралюміній. Оскільки надто високі й тонкі ребра в умовах експлуатації заминаються, обрано найприйнятніші розміри оребреної поверхні: діаметр оребреної труби – 58 мм; діаметр труби біля основи ребра – 25 мм; висота ребра –16,5 мм; крок ребер – 2,5 мм; товщина ребра – 0,5 мм. Спосіб кріплення ребер – гаряче цинкування. Таке виконання оребрення дозволило також зменшити теплові втрати завдяки максимальному поглинанню теплової енергії за тривалого впливу високої температури. Проведено відповідні розрахунки на забезпечення працездатності, міцності, надійності й довговічності апарата. Після аналізу процесу теплопередачі та проведення попередніх досліджень виконано ескізний проект і виконано попередні розрахунки апарата повітряного охолодження колекторного типу. Проведено аналіз патентних і науково-технічних документів із метою встановлення основних напрямів модернізації існуючих і створення нових апаратів повітряного охолодження Надалі робота буде спрямована на підбір вентилятора для забезпечення циркулювання холодоагенту в міжтрубному просторі, а також іншого допоміжного обладнання. Будуть розроблені необхідні рекомендації з монтажу та експлуатації проектованого апарата, правила безпеки для обслуговуючого персоналу.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ОЧИЩЕННЯ ПИТНОЇ ВОДИ

    Із безлічі проблем, що постали перед людством в останні десятиліття, однією з найважливіших є його забезпечення чистою водою, що загострилася в XXI столітті. У загальному солевмісті природних вод різко зросла концентрація йонів важких металів, пестицидів, добрив, миючих засобів, нафтопродуктів. Усе більше зусиль слід витрачати, щоб отримати воду, придатну для пиття. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, майже 80 % усіх захворювань спричинені сьогодні неякісною питною водою, що містить, зокрема, домішки важких металів і бактерії більшості інфекційних хвороб. При цьому вживання такої води може мати негативні наслідки як негайно, так і через декілька років. Через це забезпечення населення якісною водою є одним із найважливіших завдань держави. Одержання питної води високої якості базується на застосуванні сучасних технологій, розроблення та вдосконалення яких потребує наукового обґрунтування. Метою роботи є розроблення наукових основ та експериментальне дослідження процесу очищення питної води, створення методики розрахунку очищення водних систем зворотним осмосом, надання рекомендацій щодо її практичного впровадження. Для досягнення цієї мети розв’язано такі задачі: – визначено предмет і об’єкт дослідження – процес очищення питної води на прикладі розділення водних систем із застосуванням зворотного осмосу й технологічні параметри цього процесу, що визначають інтенсивність та ефективність його реалізації; – сформульовано науково-технічну проблему, що полягає у складності прогнозування роботи зворотно-осмотичних систем; – розроблено фізичну модель процесу очищення води, аналіз якої дозволив установити: на поверхні і в порах ліофільної мембрани, зануреної в розчин, утворюється поверхневий шар зв’язаної води; матеріал мембрани підвищує селективну сорбцію проникного компонента; присутність в порах шару зв’язаної води є причиною того, що йони, для яких зв’язана вода не є розчинником, не проходять крізь мембрану; для функціонування мембрани необхідно, щоб діаметр пор в ній не перевищував суму подвійної товщини шару зв’язаної води й діаметра гідратованого іона; селективність мембрани тим вища, чим більша товщина шару зв’язаної води й чим більша гідратуюча здатність іона, що визначається енергією або теплотою гідратації; для збільшення проникності мембран і зменшення їхнього гідравлічного опору доцільно виготовляти мембрани з анізотропною структурою за товщиною чи композиційними з мінімально можливою товщиною активного шару; – до розглянутого процесу застосовано та розв’язано математичну модель визначальної апроксимації з використанням варіації методу Бубнова-Гальоркіна; – на основі моделі розроблено алгоритм і методику розрахунку очищення водних систем зворотним осмосом, що дозволяє визначити такі розрахункові параметри установки зворотного осмосу: масову витрату (вихід) ретанту й пермеату, масову концентрацію розчинених речовин у пермеаті й ретанті, площу робочої поверхні мембран, мембранних елементів і мембранного апарата в цілому, гідравлічний опір мембранних елементів і мембранного апарата в цілому; – для відпрацювання найприйнятніших режимів комплексного очищення питної води розроблено експериментальну установку, що складається з блоку механічного очищення; блоку адсорбції хлору та інших летких речовин; блоку зворотно-осмотичного очищення в рулонному мембранному модулі. На основі одержаних на цій установці експериментальних даних перевірено адекватність математичної моделі і зроблено висновки стосовно можливості її застосування; – визначено, що для досягнення нормативно встановленої якості питної води, слід дотримуватися таких рекомендацій: вести розділення за нормальної температури; за високої вихідної концентрації забруднень у воді очищення здійснювати у декілька стадій; за наявності механічних домішок, летких сполук передбачити попереднє очищення води, щоб збільшити ресурс зворотноосмотичного модуля; підтримувати в модулі турбулентний режим руху очищуваної води; через виникнення концентраційної поляризації передбачити конструктивні та/чи технологічні заходи, що руйнуватимуть примембранний шар; не застосовувати зависокі (понад 0,6 МПа) й занизькі (до 0,2 МПа) робочі тиски (особливо за великого вмісту забруднень) оскільки вони погіршують якість кінцевого продукту через наявність мінімумів на кривих залежностей концентрації солей у пермеаті від тиску; – установлено, що одержані дані дозволяють аналізувати зміни будь якого параметра процесу розподілу, що входить в математичну модель, визначати поверхню мембран, необхідну для досягнення заданої концентрації розчину, прогнозувати роботу зворотно-осмотичних систем в цілому. Основні результати роботи апробовано на чотирьох науково- практичних конференціях та опубліковано в трьох статтях [1-3]. Отримано патент на корисну модель [4].

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ОДЕРЖАННЯ ПАЛИВА ВИСОКОЇ ЯКОСТІ НА НАФТОПЕРЕРОБНОМУ ЗАВОДІ МАЛОЇ ПОТУЖНОСТІ

    Будівництво та використання міні-НПЗ в Україні є актуальним лише за умов належного вибору технології переробки. Для повноцінного використання виробництв цього типу слід розробити технології та обладнання, що забезпечуватимуть глибоке перероблення східноукраїнської нафти, а також чорноморського, харківського та полтавського газового конденсату. Метою цієї роботи є розроблення наукових основ та експериментальне дослідження процесів переносу у виробництві якісного палива на міні-НПЗ, створення методик розрахунку апаратів для одержання кінцевого продукту, надання рекомендацій щодо їх практичного впровадження. Для досягнення цієї мети сформульовано такі задачі: – визначено предмет і об’єкт дослідження – процеси переносу при одержанні високооктанового бензину на міні-НПЗ, зокрема кавітаційна обробка нафтової сировини з метою збільшення виходу легких фракцій та первапораційна обробка прямогінного бензину для вилучення високооктанової компоненти, а також технологічні параметри кавітації нафтової сировини і первапорації прямогінного бензину, що впливають на реалізацію процесу; – сформульовано дві науково-технічні проблеми: нафтова сировина, яку переробляють на вітчизняних міні-НПЗ, містить велику частку важких вуглеводнів, що зменшує вихід легких бензинових фракцій. Щоб збільшити останній, слід застосувати процес, що зруйнує С–С-зв’язки важких вуглеводневих молекул. товарний бензин, що виробляють вітчизняні міні-НПЗ, має невисокі експлуатаційні характеристики, що не дозволяють використовувати його як паливо для сучасної сільськогосподарської техніки. Щоб забезпечити потрібні показники якості бензинів, необхідно застосовувати процеси, які дозволяють належним чином змінити фракційний склад прямогінного бензину і не належать до традиційних деструктивних методів, застосування яких у схемах міні-НПЗ є економічно недоцільним. – установлено, що першу проблему можна вирішити, застосувавши для руйнування С–С-зв’язків один з ефективних методів інтенсифікації хіміко-технологічних процесів в рідинах – гідравлічну кавітацію. Кавітація є засобом локальної концентрації енергії низької густини у високу густину енергії, пов’язану з пульсаціями і закриттям бульбашок кавітації. Тому її можна застосувати як альтернативу деструктивним процесам під час одержання палива на міні-НПЗ; – установлено, що другу проблему можна вирішити, застосувавши первапорацію на силоксанових мембранах для змінення фракційного складу прямогінного бензину, зокрема для збільшення його октанового числа і зменшення вмісту важких вуглеводнів, що погіршують експлуатаційні та екологічні характеристики товарного продукту; – проведено експериментальні дослідження, що засвідчили корисний вплив кавітації та первапорації на оброблюване середовище; на основі одержаних експериментальних даних перевірено адекватність математичних моделей і зроблено висновки стосовно можливості їх застосування для опису процесів кавітації та первапорації; – установлено, що найприйнятнішою сировиною для вітчизняних міні-НПЗ є східноукраїнська нафта, а також чорноморський, харківський та полтавський газовий конденсат; – удосконалено методики розрахунку гідравлічного кавітатора для оброблення нафтової сировини та первапораційного модуля з трубчастими силоксановими мембранами для фракціонування прямогінного бензину; – запропоновано технологічну схему виробництва палива на міні- НПЗ та розроблено рекомендації щодо її впровадження. Наукова новизна роботи полягає в отриманні енергії активації, достатньої для руйнування С–С-зв’язків у важких вуглеводнях нафти східноукраїнського родовища, а також коефіцієнтів проникності, дифузії та сорбції для системи прямогінний бензин – силоксанова мембрана. Основні результати роботи опубліковано в двох статтях [1-2] та апробовано на чотирьох науково-практичних конференціях. Отримано п’ять патентів на корисну модель, зокрема [3].

    Переглянути
  • ПРОЦЕСИ ПЕРЕНОСУ У ВИРОБНИЦТВІ БІОДИЗЕЛЬНОГО ПАЛИВА

    На сучасному етапі розвитку продуктивних сил суспільства енерго- носії є стратегічним виробничим ресурсом. У структурі їх використання (споживання) найбільшу питому вагу займають невідновні енергетичні ресурси, а саме нафта, газ та вугілля. Упродовж останнього десятиріччя розвинені держави почали запроваджувати енергозберігаючі технології в економіці та шукати і використовувати нові, переважно нетрадиційні відновлювальні, джерела енергії. Таким джерелом енергії є олія(льону, сої,ріпаку та інших культур), яку використовують для виробництва біодизельного палива. Метою цієї роботи є розроблення наукових основ та експериментальне дослідження процесів переносу у виробництві біодизельного палива, створення методики розрахунку апарата для одержання кінцевого продукту, надання рекомендацій щодо її практичного впровадження. Для досягнення цієї мети сформульовано такі задачі: – визначено предмет і об’єкт дослідження – процеси переносу у виробництві біодизельного палива на прикладі дослідження змішування інгредієнтів для одержаня кінцевого продукту і технологічних параметрів процесів переносу що впливають на його реалізацію; – сформульовано науково-технічну проблему, що полягає у відсутності обґрунтування вибору і комбінування найефективніших методів виробництва біодизельного палива для досягнення цілей енерго й ресурсо збереження та збільшення виходу продукту; – установлено, що одним з ефективних методів інтенсифікації хіміко-технолгічних процесів в рідинах є дія кавітації(гідравлічної чи ультразвукової) на оброблюване середовище. Кавітація є засобом локальнох концентрації енергії низької густини у високу густину енергії, пов’язану з пульсаціями і закриттям бульбашок кавітації. Тому її широко застосовують для інтенсифікації хіміко-технологічних процесів, зокремо в процесах одержання біодизельного палива; – проведено експериментальні дослідження що засвідчили корисний вплив кавітації на оброблюване середовище; на основі одержаних експериментальних даних перевірено адекватність математичної моделі і зроблено висновки стосовно можливості її застосування для опису процесу кавітації; – запропоновано технологічну схему виробництва біодизельного палива та розроблено рекомендації щодо її впровадження. Основні результати роботи опубліковано в трьох статтях [4-6] та апробовано на трьох науково-практичних конференціях [1-3]. Отримано три патенти на корисну модель [7-9].

    Переглянути
  • МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ КОНТАКТНОЇ МЕМБРАННОЇ ДИСТИЛЯЦІЇ

    Мембранна дистиляція (МД) ґрунтується на транспорті пари води через пористу гідрофобну мембрану. Рушійною силою процесу є різниця парціальних тисків розчинника по обидва боки мембрани, що виникає за рахунок різниці температур у каналі мембранного апарата. Мембранна дистиляція – процес, в якому сама мембрана не впливає на рівновагу пара-рідина під час розділення. Термін може бути застосовано до процесів, що мають такі характеристики: 1) мембрана є пористою і незмочуваною; 2) у порах мембрани відсутня капілярна конденсація; 3) крізь пори мембрани переноситься лише пара; 4) мембрана не змінює рівноваги пара-рідина під час розділення; 5) щонайменше один бік мембрани безпосередньо контактує з рідиною; 6) рушійною силою масопереносу є градієнт парціального тиску в паровій фазі [1]. На сьогодні можна виділити такі галузі використання МД: опріснення морської води, отримання чистої і ультрачистої води, очищення промислових стічних вод та, як їхня складова, видалення з промислових стоків важких металів та ізотопів, розділення розбавлених водно-органічних сумішей, вилучення летких компонентів із розчинів, що містять нелеткі компоненти, концентрування розчинів нелетких речовин. Цей поділ є досить умовним, оскільки концентрування розчинів нелетких речовин є одночасно одержанням чистої води, а очищення стічних вод може полягати в концентруванні нелетких забрудників. Процес МД може здійснюватися в різних технологічних варіантах. Контактна мембранна дистиляція (КМД) – процес, за якого рідина безпосередньо контактує з обома боками мембрани. Рідина, що омиває приймаючий бік мембрани, є середовищем для конденсації пари, що транспортується. Математична модель КМД може бути використана для постановки і розв’язання задач, що пов’язані з покращенням техніко-економічних показників мембранно-дистиляційної установки, а також на етапі проектування нових установок КМД. У літературі досліджували математичні моделі, в яких описується механізм тепло- і масоперенесення. У цих моделях розглядають вплив на процес КМД перенесення пари в областях молекулярної й кнудсенівської дифузії і перехідній. Визначальним параметром режиму перенесення є співвідношення довжини середнього пробігу молекул і діаметра пор. Розроблено математичні моделі КМД, що враховують вплив гідродинаміки течії розчину і дистиляту, розмірів і характеристик мембран, температурних режимів на питомий масовий потік пари через мембрану [2], температурної поляризації на продуктивність процесу [3], зміни проникності мембрани. Механізм переносу тепла крізь мембрану з парою і в структурі мембрани задають межовими умовами для потоків розчину й дистиляту, без і з урахуванням зміни швидкості й температури пари в порах. Подальше удосконалення описання і розв’язку моделі (1) дасть змогу підвищити ефективність процесу, взявши до уваги якнайбільше факторів, що впливають на нього.

    Переглянути
  • МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ КОНТАКТНОЇ МЕМБРАННОЇ ДИСТИЛЯЦІЇ

    Мембранна дистиляція (МД) – це процес розділення розчинів, що ґрунтується на транспорті пари води через пористу гідрофобну мембрану. Рушійною силою процесу є різниця парціальних тисків розчинника по обидва боки мембрани, що виникає за рахунок різниці температур у каналі мембранного апарата. Опис масопереносу в мембрані під час мембранної дистиляції (МД), на перший погляд, має бути тривіальною задачею, і потік пари повинен бути пропорційний градієнту тиску пари з обох боків мембрани [1]. Однак, у загальному випадку, коефіцієнт проникності залежить від температури, тиску, складу парогазової суміші в мембрані та структури мембрани. Градієнт тиску пари також залежить від температури і складу суміші на поверхні і в об’ємі. Таким чином, розрахунок потоку можливий лише після спільного розв’язання системи рівнянь тепломасоперенесення методом послідовних наближень. З огляду на це, реалізовано два підходи до розрахунків апаратів для МД. Перший, емпіричний, який поширено найбільше, базується на використанні виразів для визначення продуктивності й селективності, отриманих після узагальнення масивів експериментальних даних. Недоліками цього підходу є вузька область застосування емпіричних виразів та їх недостатнє теоретичне обґрунтування. Другий, феноменологічний підхід, базується на наближених аналітичних розв’язках рівнянь тепломасопереносу, отриманих запевних припущень, що спрощують розрахунки. Однак часто ці припущення призводять до значних помилок і не дозволяють точно встановити фізико-хімічні основи МД. Для опису масопереносу вмембрани в процесі МД нами була використана модель «запиленого газу» (МЗГ) [2]. МЗГ є однією з найбільш повних напівемпіричних теорій течії газових сумішей крізь пористі матеріали, що досягла достатньої степені розвитку для застосування в інженерних і наукових розрахунках. МЗГ дозволяє врахувати такі механізми масоперенесення пари в мембрані: 1. Вільно-молекулярну (кнудсеновську) течію, яка реалізується занастільки малої густини пари, що частотою зіткнень між молекулами порівняно з частотою їх зіткнення з поверхнями каналів пористого тіла можна знехтувати. 2. В’язку течію (конвективне перенесення), за якого пара рухається як суцільне середовищепід дією градієнта тиску, і міжмолекулярні зіткнення переважають над зіткненнями молекул з поверхнею. 3. Дифузію в режимі суцільного середовища, коли окремі компоненти суміші переміщуються відносно один одного під дією градієнта концентрації (звичайна дифузія), градієнта температури (термодифузія) чи зовнішніх сил (силова дифузія) При цьому міжмолекулярні зіткнення відбуваються частіше, аніж зіткнення молекул з поверхнею. 4. Поверхневу дифузію, за якої молекули пари переміщуються вздовж поверхні твердого тіла, не залишаючи адсорбційного шару. ОскількиМД супроводжується фазовими переходами, він визначається не тільки масообміном, але й теплообміном у мембранній системі. Теплоперенесеннякрізь мембрану відбувається: – теплопровідністю крізь щільну матрицю мембрани і пароповітряну суміш у порах Q1; – із трансмембранним масовим потоком Q2.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ КАВІТАЦІЙНОГО ЗМІШУВАННЯ У ТРАДИЦІЙНІЙ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА БІОДИЗЕЛЬНОГО ПАЛИВА

    Основним апаратом, який забезпечує проходження реакції переетерифікації в традиційній технології виробництва біодизельного палива, є реактор з механічним та кавітаційним перемішуванням [1]. Від того, наскільки повно відбулася реакція, залежить наповненість технологічної лінії іншими додатковими апаратами, які забезпечують очищення одержаного продукту. Метою досліджень є математичне обґрунтування устаткування, в якому відбувається процес, а саме виявлення та опис основних залежностей, що дадуть змогу знайти оптимальні вхідні параметри (швидкість, тиск тощо) для подальшого проведення дослідів із метою отримання якісного продукту в потрібній кількості. Параметри змішування двох рідин у соплі реактора визначатимуться, виходячи з теореми імпульсів, що дозволяє визначити кінцеві значення параметрів суміші. Також буде використано рівняння імпульсів і рівняння збереження маси. Втрата швидкості в тракті сопла враховують експериментально визначеними коефіцієнтами φ1, φ2, φ3 і φ4 у соплі, на вході основного потоку, у камері змішування та дифузорі відповідно. Якщо різниця швидкостей двох потоків є достатньо великою, то на межі їх змішування виникає місцева кавітація. Таке явище особливо сильно проявляється на початку змішування потоків. Рухаючись трактом потоки змішуються, їх швидкості вирівнюються, місцева кавітація зникає. Якщо місцева кавітація захоплює вхідну частину циліндричної камери, відбувається зрив роботи змішувача. Небезпека появи цього явища виникає, якщо сопло й циліндрична камера розташовані надто близько. Тому, проектуючи змішувач, слід розташовувати їх якомога далі. Експериментальним шляхом визначено, що для досягнення високих енергетичних і кавітаційних якостей змішувача слід прийняти відстань від початку перерізу сопла до початку циліндричної камери змішування Lc = L – 1,5D0, де D0 – діаметр циліндричної камери. Вихідну частину змішувача слід закінчити дифузором із кутом розкриття 8…10 градусів.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ КОЛЕКТОРНОГО ХОЛОДИЛЬНИКА

    Процеси теплообміну широко застосовують у технологічних процесах нафтогазопереробної галузі. Інтенсивністю та ефективністю функціонування нагрівників і холодильників, їхньої економічністю та надійністю визначається енергоємність одержуваної продукції. На сьогодні цей показник становить 0,89 кг умовного палива на $1 валового внутрішнього продукту, що приблизно в 2,5…3,0 раза вище світового рівня й не забезпечує конкурентоспроможності вітчизняної продукції. Це пояснюється експлуатацією застарілого устаткування, яке системно не оновлюється, і відсутністю цілеспрямованої побудови та реалізації сучасних концепцій інтенсифікації та оптимізації процесів теплообміну. Враховуючи внесок нафтогазоперероблення в економіку, проектування та впровадження сучасного енергоефективного теплового устаткування в цій галузі є актуальною проблемою. Метою роботи є вдосконалення теплообмінника установки для переробки газових конденсатів на фракції моторного палива шляхом підвищення інтенсивності теплообміну в ньому завдяки розвиненню теплообмінної поверхні з боку меншого коефіцієнта тепловіддачі. Результатом є зниження вартості переробки газового конденсату. Удосконалений теплообмінник є елементом малогабаритної стаціонарної установки для переробки газових конденсатів у фракції моторного палива і використовується для охолодження 0,082 кг/с бензинової фракції, що надходить із ректифікаційної колони первинної перегонки в трубний простір теплообмінника від 120° до 45 °С. У міжтрубному просторі при цьому рухається повітря, що нагнітають розташованими під трубами вентиляторами високого тиску. Раніше як холодоагент у таких теплообмінниках використовували воду. Проте очищена технічна вода є дорогим ресурсом, а використання сирої води суттєво зменшує міжремонтний термін служби холодильника внаслідок утворення на теплообмінній поверхні шару нерозчинного осаду з низькою теплопровідністю. Тому для охолодження бензинової фракції було запропоновано застосувати апарат повітряного охолодження. Проте при цьому інтенсивність тепловіддачі від стінки теплообмінного елемента до холодоагенту суттєво зменшилася, оскільки коефіцієнт тепловіддачі від води до стінки виявився щонайменше на порядок більшим, аніж від повітря до стінки. Щоб інтенсифікувати тепловіддачу з боку меншого (обмежувального) коефіцієнта тепловіддачі теплообмінник було вдосконалено шляхом розвинення теплообмінної поверхні за рахунок гвинтового оребрення (рис. 1).

    Переглянути
  • ПРОЦЕС МЕМБРАННОГО КОНЦЕНТРУВАННЯ ПЛОДОВО-ЯГІДНИХ СОКІВ З РОЗРОБКОЮ ВІДПОВІДНОГО ОБЛАДНАННЯ

    На сьогодні у світі існує проблема ефективного концентрування плодово-ягідних соків, оскі- льки до технологій їхнього оброблення висувається ряд додаткових вимог: невисока температура, сталий перепад тисків, поступова зміна рівня рН тощо. Цю проблему вивчено лише для традиційних процесів концентрування, хоча існує клас про- цесів, який дозволяє здійснювати концентрування швидше та якісніше. Мова йде про мембранні процеси, які попри їхню ефективність, досліджуються, в основному, за кордоном, хоча Україна за обсягами виробництва концентрованих соків посідає одне з чільних місць у Європі, що поясню- ється значними запасами власної сировини, яка потребує ефективного перероблення. Виходячи з вищесказаного, можна зробити висновок, що вивчення процесу мембранного концентрування пло- дово-ягідних соків є актуальним. Метою роботи є теоретичне і експериментальне дослідження процесу комплексного мем- бранного оброблення, який складається з ультрафільтрації та мембранної дистиляції. Для вирішення існуючої проблеми треба розв’язати такі задачі: – здійснити моделювання процесів мембранного концентрування плодово-ягідних соків, а саме розробити і розв’язати фізико-математичну модель процесів мембранного концентрування; – провести експериментальні дослідження процесів мембранного концентрування плодово- ягідних соків, а саме на основі аналізу роботу мембранно-дистиляційного апарата розробити мето- дику проведення експериментів, визначити похибки вимірювань, одержати результати експериме- нтальних досліджень; – перевірити адекватність математичної моделі і зробити висновки стосовно можливості її застосування для опису процесу мембранного концентрування плодово-ягідних соків. Для процесу ультрафільтрації плодово-ягідних соків актуальним залишається визначення оп- тимального способу їхнього оброблення перед освітленням. А для мембранної дистиляції актуаль- ним є визначення усіх технологічних аспектів процесу концентрування соків. Отже, з метою розв’язання вище поставлених задач: - обрано мембрани, які мають високі показники продуктивності та дозволяють одержувати соки з тривалим терміном прозорої стабільності; - розроблено спосіб попереднього оброблення соків перед їхнім концентруванням мембран- ною дистиляцією; - розроблено оптимальні параметри і режими процесу ультрафільтрації яблучного соку на установці плоскокамерного типу; - розроблено оптимальні параметри і режими концентрування яблучного соку мембранною дистиляцією на установці плоскокамерного типу.

    Переглянути
  • Процес первапораційного змінення фракційного складу легких дистилятів

    Легкі дистиляти, одержані в результаті первинного перероблення нафти, містять велику кількість невуглеводневих сполук, які негативно впливають на їхню якість, зокрема знижують детонаційну стійкість бензинів [1]. Наявність механічних домішок призводить до засмічення паливних фільтрів, паливопроводів, жиклерів, спрацювання деталей циліндро-поршневої групи двигунів. Вода при температурі нижче 0 ºC утворює кристали, які можуть припинити доступ бензину в камеру згоряння, сприяє окисленню бензину і є основною причиною корозії. А такі вторинні процеси, як алкілування, полімеризація, ізомеризація потребують використання дорогих каталізаторів і складного обладнання. Для швидкого підвищення якості легких дистилятів, зокрема бензинів та нанесення меншої шкоди навколишньому середовищу можна успішно використовувати процес первапорації Для реалізації процесу первапорації запропоновано технологію, яка дозволяє розділяти легкі дистиляти на молекулярному рівні, використовуючи весь потенціал початкової сировини, а також забезпечити отримання готового продукту високої якості, що не вимагає його подальшого очищення. Процес простий, ефективний і легко піддається автоматизації. Оскільки первапораційне розділення не передбачає застосування високих температур і тиску, забезпечити безпеку персоналу й навколишнього середовища набагато простіше, ніж у разі застосування традиційних технологій. Первапорація – це процес мембранного розділення гомогенних рідких систем, зокрема легких нафтових дистилятів, що об’єднує розчинення та молекулярну дифузію легких компонентів системи в селективній непористій мемрані з їхнім випаровуванням на протилежному боці мембрани [2]. Метод первапорації для розділення легких нафтовіх дистилятів має такі переваги: - ця технологія є екологічно чистою, - простота, компактність і модульна конструкція первапораційних установок дають можливість легко адаптувати їх до існуючих об’ємів виробництва; - температура процесу не перевищує 60...80 °С, що надає можливість використання низько потенціальної теплоти; - висока селективність процесу дозволяє здійснювати розділення при одноразовому випаровуванні (без флегми або з мінімальною кількістю рециклів). Оскільки цей процес є досить молодим, перші впровадження з’явилися у 1982 році, і не має чіткої математичної моделі, тому розроблення її є дуже актуальним. Схему процесу первапорації показано на рисунку 1. Вихідна система, що підлягає розділенню, приводиться в контакт з непоруватою мембраною. Завдяки роздільним властивостям мембрани різні компоненти системи сорбуватимуться її поверхнею, дифундуватимуть крізь неї й десорбуватимуть на її протилежному боці з різною швидкістю. Внаслідок цього потік, що пройшов крізь мембрану, збагачується певними компонентами системи, що розділяється. У результаті математичного моделювання виведено нерівність, яка залежно від конструктивної схеми й технологічного режиму можне бути основою вибору довжини трубчастих мембранних елементів у первапо- раційному модулі або визначення кількості циклів прокачування рідкої суміші, що підлягає розділенню, через мембранний апарат.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ КАЛАНДРА МАШИННОГО З РОЗРОБЛЕННЯМ НОВОЇ КОНСТРУКЦІЇ СТАНИНИ

    Метою роботи є підвищення продуктивності і спрощення конструкції папероробної машини, а також збільшення гладкості одержуваного паперу шляхом розроблення каландра машинного з модернізацією станини. Поставлена мета досягається вирішенням ряду завдань, а саме: - аналізу сучасних конструкцій каландрів та його конструктивних елементів, визначення їх переваг і недоліків і вибору найкращої для заданих технічних умов; - проведення розрахунків, що підтверджують працездатність і надійність конструкції; - визначення економічного ефекту від модернізації; - розроблення технологічного процесу виготовлення кришки каландра; - визначення умов безпечної експлуатації розроблюваної конструкції. Пропонований каландр машинний дозволить здійснювати каландрування паперового полотна з кращими показниками якості і меншою кількістю обривів. В проекті розроблено каландр машинний, вал плаваючий, вал приводний, шабер, станину каландра. Виконано параметричний розрахунок каландра, розрахунок на міцність і жорсткість приводного і плаваючого валів , розрахунки тягових зусиль. Обґрунтовано необхідність розроблення нової конструкції каландра машинного з розробленою новою конструкцією станини. Вона дозволяє спростити конструкцію каландра, завдяки можливості відмовитися від вилегчувальних діафрагм. Розрахунковий сукупний економічний ефект у виробника і споживача становить майже ЗО тис. грн. Здійснено патентний пошук і встановлено, що конструкція каландра є непатентоздатною, але патентночистою. Проведено аналіз шкідливих і небезпечних виробничих факторів, які можуть виникнути при роботі каландра. Розроблено та обґрунтовано схему автоматизованого керування конструкцією. Розроблено технологію виготовлення кришки та кондуктор для свердління отворів у ній. Виконано креслення каландра, вала плаваючого, вала приводного, шабера, привода, станини, кондуктора, а також функціональної схеми автоматизації.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ХОЛОДИЛЬНОЇ ЧАСТИНИ КАРТОНОРОБНОЇ МАШИНИ З РОЗРОБЛЕННЯМ ХОЛОДИЛЬНОГО ЦИЛІНДРА ТА ШАБЕРА

    Мета проекту - модернізація холодильної частини з розробленням холодильного циліндра та шабера. Запропонована модернізація дозволить знизити металоємність конструкції, витрати води на охолодження картону, позбутися додаткових витрат пару на сушіння картоноведучого полотна, а, отже, підвищити продуктивність картоноробної машини. В проекті проаналізовано існуючі конструкції холодильних циліндрів, шаберів та інших складових елементів холодильної частини та обрано такі, що задовольняють вимогам сучасної промисловості. ' Визначено основні параметри та характеристики проектованої машини, а саме: продуктивність за абсолютно сухим волокном, швидкість машини, ступінь сухості паперового полотна до і після охолодження. Перевірено надійність та працездатність конструкції холодильної частини та її конструктивних елементів, а саме: елементів холодильного циліндра й шабера, привода холодильної групи, механізму правки сітки, пневмоциліндра механізму натяжки сітки. Розроблено схему автоматизації роботи машини, яка дозволяє підтримувати необхідну температуру зовнішньої поверхні холодильного циліндра і тиск в ньому. Перевірено відповідність проектованої машини вимогам охорони праці. Розроблено технологію виготовлення деталі «вставка» і конструкцію кондуктора для свердлення отворів. Розроблені складальні креслення сушильної групи з інтегрованою до неї холодильною частиною, креслення холодильного циліндра, водовпускної головки, автоматичної сіткоправки, сітконатяжки та шабера. Результати проектування можуть бути використані з навчальною метою на кафедрі машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв і під час проведення дослідно- конструкторських робіт на ВАТ «Київський картонно-паперовий комбінат».

    Переглянути
  • ПРЕСОВА ЧАСТИНА КАРТОНОРОБНОЇ МАШИНИ З МОДЕРНІЗАЦІЄЮ ТРЕТЬОГО ПРЕСА

    Метою роботи є модернізація пресової частини КРМ для виробництва картону. Запропонована пресова частина дозволить збільшити швидкість картоноробної машини і відповідно підвищити продуктивність. В проекті розроблено пресову частину, прес жолобчатий, нижній та верхній пресові вали, сукноправку та сукнонатяжку. Виконано розрахунки сухості пресової частини КРМ, розрахунки зусилля притискання в захваті преса, розрахунки на міцність і жорсткість валів преса, механізму правки сукон та сукнонатяжки, для даних валів підібрано підшипники та розраховано їх термін служби, розраховано потужність приводу преса. Обґрунтовано модернізацію третього преса. В наслідок цього збільшилося витіснення вільної вологи з картоного полотна, збільшилась продуктивність картоноробної машини, зменшились витрати електроенергії. Розрахунковий економічний ефект становить 153843грн. нарік. Проведено аналіз шкідливих та небезпечних виробничих факторів, що можуть виникнути при роботі пресової частини. Розроблено та обґрунтовано схему автоматизованого керування пресовою частиною. Розроблено технологію виготовлення штуцера та пристрій для його обробки. Виконано креслення загального вигляду пресової частини, преса жолобчатого, нижнього та верхнього пресових валів, автоматичної сукноправки, сукнонатяжки, шабера, штуцера, пристосування для точіння штуцера, схеми автоматичного регулювання.

    Переглянути
  • Процес одержання біоетанолу

    Обмежена кількість власної нафти на Україні й досить висока вартість її імпорту роблять актуальною задачею пошук нетрадиційних палив, які змогли б частково замінити вуглеводневе паливо нафтового походження при його використанні в існуючих двигунах. Біоетанолом називається зневоднений етанол, вироблений з біологічно поновлюваної сировини головним чином для використання як моторне паливо. Метою даної роботи є розроблення наукових основ та експериментальне дослідження процесу одержання біоетанолу, зокрема первапораційного розділення суміші етанол – вода, створення методики розрахунку мембранного апарата для зневоднення етанолу- сирця, надання рекомендацій щодо її практичного впровадження. Для досягнення цієї мети сформульовано такі задачі: − здійснити моделювання процесу одержання біоетанолу, а саме добір і розв’язання фізико-математичної моделі первапораційного зневоднення суміші етанол – вода; − провести експериментальні дослідження процесу одержання біоетанолу, а саме розробити методику проведення експериментів, визначити похибки вимірювань, одержати та проаналізувати результати експериментальних досліджень; − перевірити адекватність математичної моделі і зробити висновки стосовно можливості її застосування для опису процесу одержання біоетанолу; − на основі запропонованої фізико-математичної моделі розрахувати та розробити конструкцію мембранного апарата первапораційного зневоднення суміші етанол – вода з масовою часткою етанолу 95 %; − запропонувати технологічну схему виробництва біоетанолу з використанням первапорації та розробити рекомендації щодо її впровадження. На попередньому етапі роботи було: − визначено об’єкт і предмет дослідження – процес одержання біоетанолу на прикладі дослідження первапораційного зневоднення суміші етанол – вода з масовою часткою етанолу 95 % і технологічні параметри процесу одержання біоетанолу в первапораційному апараті за умов атмосферного тиску на вході в апарат і температури суміші 50...70 °С, що впливають на його реалізацію; − сформульовано науково-технічну проблему, що полягає у недостатньому вивченні процесу зневоднення суміші етанол – вода з масовою часткою етанолу 95 %, що не дозволяє здійснювати ефективне і без втрат продукту одержання біоетанолу; − здійснено первинне моделювання процесу одержання біоетанолу, зокрема встановлено, що перенесення речовини в первапораційній мембрані можна якісно подати як рух молекул у невпорядкованій масі полімерних ланцюгів і «дірок» і розглядати як послідовність: сорбції речовини поверхнею мембрани, що розглядається як сумарний процес, зумовлений кількома видами взаємодії, кожен з яких може бути визначальним на різних стадіях сорбції залежно від хімічної природи компонентів та умов експерименту; дифузії речовини крізь мембрану, що може розглядатись або як неактивований процес, у якому виникнення «дірки» поблизу дифундуючої молекули не потребує енергетичних затрат, або як активований, який зумовлено випадковим збільшенням кінетичної енергії дифундуючої молекули; десорбції речовини з протилежного боку мембрани; − розроблено конструкції мембранних пристроїв для експериментального визначення коефіцієнтів дифузії і констант проникності компонентів суміші етанол – вода; − підібрано методику перевірки адекватності математичної моделі результатами експериментальних досліджень. Подальші дослідження буде спрямовано на: − адаптування фізико-математичної моделі первапораційного розділення для умов зневоднення суміші етанол – вода, що дозволить застосовувати запропоновану математичну модель для опису процесу одержання біоетанолу; − добір найприйнятнішої для реалізації процесу матеріалу первапораційної мембрани і вдосконалення мембранних елементів; − розроблення технологічну схему виробництва біоетанолу мокрим способом. − апробацію основних результатів роботи на двох науково- практичних конференціях.

    Переглянути
  • УСТАНОВКА ДЛЯ ОДЕРЖАННЯ ДРІЖДЖОВОЇ СУСПЕНЗІЇ З РОЗРОБЛЕННЯМ ГОЛОВНОГО ФІЛЬТРА

    Метою роботи є проектування установки для одержання дріжджової суспензії з розробленням головного фільтра. В проекті розроблено фільтр головний, теплообмінник для охолодження повітря та апарат посівний. Виконано параметричні розрахунки фільтра головного теплообмінника для охолодження повітря та апарата посівного. Розраховано на міцність корпус фільтра головного, обичайку теплообмінника для охолодження повітря, обичайку рубашки апарата посівного, кришку фільтра головного і теплообмінника для охолодження повітря, штуцерів теплообмінника, підібрано та обґрунтовано фланцеве з'єднання фільтра головного і теплообмінника, вибрано опори фільтра, розрахунок вала апарата посівного. Обґрунтовано модернізацію установки. Збільшення продуктивності в модернізованій установці досягається завдяки заміні паперової набивки фільтра на скловолоконну, а також плоскої решітки фільтра — на випуклу, що дозволяє одержати чистіше повітря , а отже меншу кількість побічних продуктів і більшу — цільових. Покращення якості продукції в модернізованій установці досягається завдяки заміні ручного управління установкою автоматизованим, за допомогою контрольно-вимірювальних приладів зі спеціального пульта. Розрахунковий економічний ефект становить 62,9 тис. грн. на рік. Проведено патентний пошук та встановлено, що конструкція фільтра головного є патентноздатною. Проведено аналіз шкідливих та небезпечних виробничих факторів, що можуть виникнути при роботі установки. Розроблено та обґрунтовано схему автоматизованого керування теплообмінником. Розроблено технологію виготовлення плити трубної та пристрій для свердління отворів (кондуктор). Виконано креслення принципової схеми установки, схеми автоматичного регулювання, фільтра, апарата посівного, корпуса, теплообмінника, решітки, плити трубної, кондуктора.

    Переглянути
  • ЛІНІЯ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА СОЄВОГО ПОРОШКУ З РОЗРОБКОЮ СУШИЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ

    Метою роботи є підвищення продуктивності лінії для виробництва соєвого порошку шляхом модернізації сушильного обладнання. В проекті розроблено сушарку псевдозрідженого шару, котел харчеварочний, роторно- пульсаційний апарат та виконано такі розрахунки: розрахунки сушарки (матеріальний, тепловий, гідродинамічний та конструктивний), розрахунки товщини стінок сушарки та котла, тепловий розрахунок котла, розрахунок потужності гомогенізатора, розрахунок вала та ротора гомогенізатора, розрахунок пневмотранспорта, розрахунок калориферів, гідравлічний розрахунок сушарки, розрахунок навантажень та переміщень диску, що обертається, а також розрахунки теплоізоляції для котла та сушарки. Проведено модернізацію сушарки псевдозрідженого шару. Модернізація полягала в тому, що газорозподільну решітку сітчастого типу було замінено на безпровальну решітку з колосниками у формі трикутних призм, що дозволило зменшити втрати продукту та збільшити продуктивність до 200 кг/год. Економічний ефект від проведеної модернізації склав 133 тис. грн. У результаті проведених патентних досліджень встановлено, що запропонований апарат, його складові частини відповідають умовам патентоспроможності по відношенню до розглянутих конструкцій. Встановлено, що спроектована лінія відповідає вимогам охорони праці та навколишнього середовища. Здійснені рекомендації щодо монтажу та експлуатації апаратів лінії. Для забезпечення заданих параметрів технології розроблено схему автоматичного керування котла харчеварочного, що передбачає регулювання процесу варіння. Також розроблено технологію виготовлення деталі типу вставка. Виконано креслення технологічної схеми виробництва; схеми автоматизації роботи харчеварочного котла; загального виду котла, гомогенізатора та сушильної установки, а також креслення головних складальних одиниць.

    Переглянути
  • УСТАНОВКА ДЛЯ МЕМБРАННОГО КОНЦЕНТРУВАННЯ ПЛОДОВО-ЯГІДНИХ СОКІВ З РОЗРОБКОЮ МЕМБРАННОГО МОДУЛЯ

    Метою дипломної роботи є проектування установки для мембранного концентрування плодово-ягідних соків з розробленням мембранного модуля, встановлюваного замість випарного апарата, а також нагрівника соку та холодильника дистиляту. Ця установка дозволить збільшити обсяг і підвищити якість одержуваної продукції. Модернізація дозволила збільшити продуктивність установки за вихідним продуктом і запобігти його термічному розкладенню. Розрахунковий економічний ефект модернізації склав близько 195 тис. грн. на рік. У роботі проаналізовано сучасні конструкції мембранно-дистиляційних апаратів із плоскими мембранами. Визначено, що розроблений модуль не поступається ним за основними технічними характеристиками і відповідає світовому рівню. Здійснено технологічний розрахунок мембранного модуля, розрахунок на міцність і жорсткість, гідравлічний розрахунок, а також розраховано нагрівник вихідного соку і холодильник дистиляту. Розроблено та обґрунтовано схему автоматизації установки, в якій передбачено регулювання витрати гріючої пари з коригуванням за температурою соку, а також перепаду тисків з обох боків мембрани з коригуванням за витратою дистиляту і блокуванням за верхнім рівнем рідини. Розроблено технологію виготовлення кришки мембранного модуля і пристрій для свердління отворів. У роботі також наведено алгоритм і програму розрахунку температур середовищ на виході з мембранного модуля, виконану мовою QBasic. Здійснено аналіз результатів та зроблено висновки. Виконано принципову схему установки, схему автоматичного регулювання, складальні креслення модуля мембранного, ємкостей та їхніх складальних одиниць. Результати проекту можуть бути використані з навчальною метою на кафедрі машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ТЕПЛООБМІНУ В ЩІЛЬОВОМУ ТЕПЛООБМІННИКУ З РОЗРОБЛЕННЯМ ВІДПОВІДНОГО ОБЛАДНАННЯ

    У багатьох сучасних технологічних процесах виділяється значна кількість теплоти низького потенціалу. Її утилізація є економічно доцільною лише в разі застосування теплообмінників, що дозволяють за невеликих гідравлічних втрат досягти коефіцієнтів тепловіддачі 10…50 кВт/(м 2 · К). Перспективним, а може і єдиним шляхом досягнення таких коефіцієнтів тепловіддачі без фазових перетворень є перехід на канали для руху теплоносія, товщина яких є меншою, ніж товщина ламі- нарного підшару за технічно доцільних швидкостей. Оскільки в літературі відсутнє теоретичне та експериментальне обґрунтування механізму теплообміну під час руху теплоносія в таких каналах, вивчення його закономірностей є актуальним. Об’єкт дослідження – плоскі щілинні канали з товщинами 59...300 мкм. Предмет дослідження – процес теплообміну при русі рідини у плоских щілинних каналах. Метою роботи є теоретичне і експериментальне обґрунтування механізму і закономірностей теплообміну при русі рідини у мікроканалах зі створенням високоефективного теплотехнічного обладнання. Для досягнення цієї мети розв’язано такі задачі: – розроблено розрахунково-експериментальну методику досліджень теплообміну в щілин- них мікроканалах; – здійснено експериментальні дослідження механізму руху недогрітої рідини в щілинних мі- кроканалах із гладкими стінками; – проведено експериментальні дослідження процесу теплообміну рідини при одно- та дво- сторонньому підведенні теплоти та вимушеному русі; – складено методику розрахунку теплотехнічного обладнання, яке використовує в своїй конструкції щілинні мікроканали; – запропоновано дослідно-промислові зразки обладнання (рис. 1).

    Переглянути
  • Ефективність виробництва біодизельного палива з використанням ультразвуку

    Наведено аналіз ефективності, досліджено економічні та екологічні аспекти виробництва біодизельного палива з використанням ультразвукової кавітаційної технології.

    Efficiency analyses, economic and ecological aspects of production of biodiesel with the use of ultrasonic cavity technology are developed.

    Переглянути
  • Екобезпечні способи перероблення вологого осаду стічних вод целюлозно-паперового виробництва

    Установлено доцільність одержання біогазу як найефективнішого з економічної та екологічної точок зору способу перероблення вологого осаду стічних вод целюлозно-паперового виробництва.

    The biogas production is determined as eco- and cost-beneficial process of sediment treatment of cellulose-paper industry.

    Переглянути
  • Те­х­но­ло­гічні засади виробництва біодизельного палива з використанням рі­па­ко­вої олії

    Проаналізовано сучасні засоби виробництва паливних сумішей із використанням ріпакової олії. Установлено доцільність застосування гідродинамічної кавітації для інтенсифікації виробництва біопаливної суміші.

    The analysis of modern capital goods is resulted biodiesel fuel mixtures. Expedience of application of hydrodynamic and ultrasonic cavity for intensification of production for biodiesel fuel mixtures is set.

    Переглянути