СЕРЕБРЯНСЬКИЙ Д. О.

Сортировать по умолчанию названию
  • Визначення коефіцієнту вловлювання часток за допомогою матриці перехідних імовірностей

    Класифікатори широко використовуються в якості апаратів для розділення та класифікації вихідного порошку на фракції. Зі зміною характерного розміру часток порошку, їх поведінка виявляє якісно нові сторони. Надзвичайно розвинена питома поверхня особливо тонких порошків призводить до появи різних форм її активності, зокрема до утворення агломератів частинок, які з'являються завдяки поверхневим силам. Це призводить до зниження продуктивності установки і погіршення роботи апаратів класифікації, оскільки відбувається залипання частинок на внутрішній поверхні корпусу апарату. У той же час великий вміст крупних часток у готовому продукті, наприклад, у хімічній промисловості при виробництві фосфорних добрив - погіршує умови грануляції, в цементній промисловості - знижує марку цементу, в теплоенергетиці, що використовує тверде паливо - знижує к.к.д. парогенератора і т.д.[1]. Класифікатори з замкнутими контурами розраховуються з урахуванням з'єднання з бункером послідовно двох його каналів і змінного винесення з нього пилу при нестаціонарних умовах. Виконавши розрахунок матриці, маємо значення загального коефіцієнта вловлення часток для восьми каналів, що сполучені з бункерами [2]. Отримане значення загального коефіцієнта вловлення за допомогою матриці перехідних ймовірностей потребує уточнення експериментальним шляхом та підтвердження чисельним моделюванням за допомогою спеціалізованих розрахункових CFD пакетів.

    Переглянути
  • ОЧИСТКА НЕОДНОРІДНИХ ГАЗОВИХ СИСТЕМ В ЦИКЛОФІЛЬТРІ

    Димові і технологічні гази вугільної теплоенергетики, чорної металургії і будівельної індустрії разом викидають в атмосферу більше 90% від загальної маси викидів золи і пилу. Тверді частки здатні впливати на екологічну обстановку в локальному і глобальному масштабах, про що свідчать наслідки аварії ЧАЕС. Існуючий парк золоулавлюючого устаткування, що знаходиться на українських ТЕС, що працюють на вугіллі, недостатньо ефективний, економічний і не задовольняє сучасні санітарні вимоги. Вирішення цієї проблеми може бути досягнуто створенням нових високоефективних апаратів для комплексного очищення газів від твердих часток згідно з вимогами санітарних норм на викиди в атмосферу [1-6]. Метою даної роботи є аналіз сучасних способів пиловловлювання, вибір апарату з подальшою розробкою фізичної та математичної моделей вдосконаленого апарату та підтвердження стендовими випробуваннями їх адекватності. У лабораторії «Очищення газових викидів в промисловій енергетиці» Інституту технічної теплофізики НАН України проводяться роботи по вдосконаленню систем і апаратів очищення газів від твердих часток різних галузей промисловості. Твердопаливні котли малої потужності, як правило, обладнані одноступінчатою системою золовловлювання, яка представлена типовими циклонами НДІОГАЗ, не здатними в даний час задовольняти вимоги до залишкової запиленості димових газів відповідно до директиви ЕС 2001/80/ЕС, а залишкова запиленість за газоочистками котлів ТЕС перевищує в рази нормативи, встановлені відповідно до наказу Мінприроди від 22.10.2008 ғ541. За основу розробки магістерської дисертації прийнято типовий циклон ЦН з доробкою внутрішніх елементів, що здатні значно покращити показники вловлювання полідисперсного пилу та золи. У дисертації передбачено проведення теоретичних та експериментальних досліджень та підтвердження результатів на пілотній установці на діючому виробництві. За результатами стендових випробувань циклофільтру, проведених попередніми дослідниками, було отримано аеродинамічні і концентраційні характеристики золовловлювача , проведено розрахунково-порівняльний аналіз з типовими циклонами НДІОГАЗ та зроблено висновок, що ефективність вловлювання циклофільтру вища за аналогічні показники типових циклонів.

    Переглянути
  • МЕТОД РОЗРАХУНКУ ЕФЕКТИВНОСТІ ВІДЦЕНТРОВОГО КЛАСИФІКАТОРА

    Виробництво дисперсних матеріалів з вузьким гранулометричним складом є технічно складним завданням. Устаткування, що існує для цієї мети, надзвичайно громіздке, енергоємне, малоефективне і не забезпечує якість продуктів по багатьом показникам [1]. Для системи розділення основне завдання класифікаторів полягає в максимальному вилученні з продукту дрібних частинок необхідного розміру. Ефективність пиловловлювання класифікатора [2] з циліндро - конічною і циліндро - конфузорною формою корпуса було розраховано за допомогою нового методу, що базується на використанні інтегрального параметра інтенсивності скрутки потоку – критерію кінематичної подібності внутрішніх закручених потоків. Найбільш поширений на практиці метод для розрахунку ефективності отримав імовірнісний метод розрахунку, який базується на використанні логарифмічно нормального закону розподілення часток пилу по розмірам і залежності ефективності пиловловлювання в класифікаторі від діаметра чисток, що вловлюються. При використанні цього методу потребуються відомості двох параметрів, що характеризують роботу уловлювача Метою даної роботи є визначення ефективності уловлювання в каналах дисперсних часток у відцентровому класифікаторі нової конструкції в залежності від швидкості руху запиленого повітря та діаметру часток. За даними таблиці 1.11 [3] знаходимо ступень осадження часток пилу у восьмиканальному класифікаторі. Результати розрахунку наведені на рис. 1 та рис. 2. В рамках виконання магістерської роботи «Процес класифікації порошкових матеріалів» планується: розрахувати, спроектувати і виготовити з листового металу дослідний зразок класифікатора, створити математичну модель фракціонування дисперсних порошків в класифікаторові, виробити експериментальні дослідження в лабораторних і промислових умовах, виробити чисельне моделювання за допомогою сучасних засобів комп'ютерно-обчислювальної аеродинаміки.

    Переглянути
  • РЕКТИФІКАЦІЙНА КОЛОНА ДЛЯ РОЗДІЛЕННЯ СУМІШІ ЕТИЛОВИЙ СПИРТ-ВОДА

    Етиловий спирт широко використовується в багатьох галузях промисловості, як сировина, або як компонент для виготовлення різноманітної продукції. На різних підприємствах його використовують для одержання синтетичного каучуку, оцтової кислоти, барвників, есенцій, пороху, пластмаси. Він входить до складу антифризів, розчинників, а також, як вихідний продукт для отримання хімічних сполук та різних синтезів. Спирт є хорошим антисептиком, тому він знаходить застосування і в медицині як дезінфікуючий засіб. У великих кількостях спирт йде для одержання спирто - горілчаних виробів. Промисловість виготовляє спирт-ректифікат, спирт-сирець та спирт денатурат (технічний спирт). Саме спирт-ректифікат є сировиною для виготовлення лікеро- горілчаних виробів. На виробництво спиртних напоїв іде більша частина етилового спирту, що виготовляється. Технологія отримання спирту: 1. отримання солоду; 2. приготування і зброджування бражки; 3. перегонка зрілої бражки; 4. ректифікація зрілого спирту. У залежності від вихідної сировини та ступеня очистки спирт- ректифікат поділяється на люкс, екстра, вищої очистки та першого сорту. В умовах сучасної ринкової економіки, необхідно забезпечувати максимальну якість продукції, що випускається. Тому розробка і удосконалення обладнання виробництва є актуальним завданням сьогодення. Відповідно до завдання на проектування, установку браго- ректифікаційного відділення необхідно забезпечити ректифікаційною колоною продуктивністю 20 м3 спирту на добу. Для забезпечення максимальної продуктивності та мінімальних матеріальних витрат – використовуємо ректифікаційну колону з багатоковпачковими контактними тарілками зі зливними перегородками і переливними каналами у вигляді вертикальних патрубків. Використання колони тарілчастого типу у порівнянні з насадковою, для розрахованого діаметру колони, є найбільш прийнятними з точки зору економічності та ефективності. Метою даної роботи є модернізація ректифікаційної колони: збільшення коефіцієнта корисної дії масообмінної тарілки, шляхом удосконалення її конструкції та зменшення затрат на обслуговування колони, завдяки автоматизації процесу. Під час виконання даної роботи будуть виконані розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції: параметричний, конструктивний, тепловий, гідравлічний розрахунки, а також розрахунки на міцність і надійність елементів конструкції апарата.

    Переглянути
  • РЕКТИФІКАЦІЙНА КОЛОНА ДЛЯ ВИДІЛЕННЯ ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ

    Водні розчини оцтової кислоти широко використовуються в харчовій промисловості, лікарських речовин, в книгодрукуванні і фарбуванні, а також як реакційна середовище для проведення окислення різних органічних речовин. В промисловості її отримують окисленням оцтового альдегіду киснем повітря у присутності каталізатора. Процес отримання оцтової кислоти окисленням ацетальдегіду розроблений фірмою Shawinigan (США). Окислення проводиться киснем в колонах, футерованих алюмінієм, при 50-70 ° С і тиску до 0,7 МПа. В результаті окислення ацетальдегіду утворюється багато побічних продуктів, основними з яких є ме-тілацетат, формальдегід, мурашина кислота, ацетон, діацетил, етіліденді-ацетат. Технологічний процес виробництва оцтової кислоти окисленням ацетальдегіду складається з трьох стадій: 1) окиснення ацетальдегиду, 2) виділення непрореагировавшего ацетальдегиду з паро-газа, 3) виділення оцтової кислоти з реакційної суміші та її очищення. Розчини каталізатора і ацетальдегіду в циркуляційної оцтової кислоти подаються з змішувачів 1 і 2 в нижню частину окисної колони - реактора барботажного типу 3. По всій висоті в колону через кілька труб подається кисень. Парогазова суміш, виводиться з колони 3 через бризговловлювач 4 і надходить в конденсатор 5, охолоджуваний розсолом, і з нього в сепаратор 6. З сепаратора конденсат, повертається в окислювальну колону3.НУК парогазова суміш, виходить з колони і подається в бризговловлювач 4. Рідка оцтова кислота, що виходить з бризговловлювача колони 3, ділиться на два потоки. Менший з них (циркуляційна кислота) направляється в змішувачі 1 і 2, а більший надходить на ректифікацію в колону 7. З нижньої частини колони 7 виводиться у вигляді кубового залишку розчин каталізатора, що надходить на регенерацію. Так як виділення оцтової кислоти належить до однієї з прогресуючих галузей хімічного виробництва то актуальним напрямком є підвищення ефективності технологічної схеми шляхом інтенсифікації режимів функціонування її апаратів, а саме високою продуктивністю та економічністю процесу. Ректифікаційна колона не є основним аппаратом, але є невід’ємною частиною технологічної схеми, представленій на виробництво. Отже ефективність всієї схеми визначатиметься якістю протікання цього процесу, тому доцільна модернізація ректифікаційної колони, бо саме вона впливає на продуктивність всього процесу, наслідком чого буде зміна кількості продукту. Завданням на дипломне проектування є вибір серед сучасних конструкцій ректифікаційних колон, перевірка його патентної чистоти, модернізація устаткування, що має підвищити якість проміжного продукту та збільшити продуктивність обладнання.

    Переглянути
  • РЕКТИФІКАЦІЙНА КОЛОНА ДЛЯ ВИДІЛЕННЯ РОЗЧИННИКА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ОЧИСТКИ МАСТИЛ ФЕНОЛОМ

    Фенол - безбарвні голчасті кристали. Розчинний у воді (6 г на 100 г води), в розчинах лугів, в спирті, в бензолі, в ацетоні. 5% розчин у воді - антисептик, широко застосовується в медицині. Так як очистки мастил фенолом належить до найбільш динамічно прогресуючих галузей хімічного виробництва то актуальним напрямком є підвищення ефективності технологічної схеми шляхом інтенсифікації режимів функціонування апаратів, а саме високою продуктивністю та економічністю процесу. Випарна тарільча та ректифікаційна колона не є основним апаратом, але є невід’ємною частиною технологічної схеми. Саме у ньому відбувається виділення розчинника з не летючого залишку, який складається з масла (рафінату). Отже, ефективність всієї схеми визначатиметься якістю переробки цього процесу, тому доцільна модернізація колони, бо саме вона лімітує продуктивність всієї схеми, наслідком чого буде збільшення продуктивності. Метою даної роботи є проектування і розрахунок установки селективної очистки фенолом. На основі відомої ректифікаційної колони, що містить корпус, контактний пристрій, опору. На рисунку 1 приведено поздовжній розріз ректифікаційної колони. Апарат працює наступним чином: рідина, яка поступає на розділення в колону являє собою суміш масла (50% - фенолу, 50% - крезолу) і розчинника входить через патрубок А. Стікаючи по колоні і взаємодіючи з парою, рідина все більше збіднюється на розчинник, який переходить в пару. Коли рідина досягає нижньої тарілки, вона стає майже чистим маслом і виводиться через патрубок Г, в опорі 3. У ході роботи було зроблено декілька варіантів параметричного розрахунку апарата. Був отриманий діаметр D=7 м, висота колони H=14,6м та кількість тарілок n=8. У подальшому будуть проведені розрахунки які підтверджують працездатність конструкції. За цими розрахунками будуть розроблені складальні креслення апарата та основних його вузлів, розрахунки економічного ефекту від модернізації та розрахунки по техніці безпеки.

    Переглянути
  • РЕКТИФІКАЦІЙНА КОЛОНА ДЛЯ РОЗДІЛЕННЯ СУМІШІ ЕТИЛОВИЙ СПИРТ-ВОДА

    Ректифікація широко розповсюджена в багатьох галузях промисловості й призначена для розділення рідких сумішей на практично чисті компоненти або фракції, які відрізняються за температурою кипіння. У хімічній і нафтопереробній технологіях цей процес використовується для розділення нафтопродуктів, зріджених газових сумішей і повітря, у виробництві спиртів, кремнійорганічних сполук, капролактаму, полівінілхлориду тощо. Основним елементом ректифікаційної установки є колона. Етанол (етиловий спирт) – органічна речовина, яка має важливе значення в промисловості і побуті завдяки своїм властивостям. Вона широко використовується як розчинник, пальне, сировина для багатьох хіміко-технологічних процесів у різних галузях промисловості. Також вона використовується в багатьох галузях промисловості, як сировина, або компонент для виготовлення різноманітної продукції, для отримання барвників, штучного каучуку, ацетальдегідів та інших органічних продуктів, входить до складу антифризів, розчинників, а також, як вихідний продукт для отримання хімічних сполук та різних синтезів. Тому розробка устаткування для виробництва цього вуглеводню, що відповідає сучасним вимогам, є актуальною і важливою задачею. В хімічній, нафтопереробній, газовій, харчовій та інших галузях промисловості найбільшого поширення набули насадкові й тарілчасті колони, які задовольняють більшість вимог до технологічної апаратури. Так, вони мають високу роздільну здатність і продуктивність, Достатню надійність і гнучкість в роботі, низькі матеріаломісткість, енергоємність та експлуатаційні випрати, просту технологічну конструкцію. Останні вимоги визначають не тільки капітальні витрати, але й забезпечують легкість і зручність виготовлення колони, її монтажу, демонтажу та експлуатації. Для розділення суміші «етанол-вода» доцільно вибрати тарілчасту ректифікаційну колону, оскільки температури кипіння компонентів знаходяться в межах 30...150 °С. В даному температурному режимі найкраще розділення можна досягти саме у тарілчастих колонах, які працюють за атмосферного тиску. Оскільки суміш, яку необхідно розділити є хімічно активною обираємо керамічну насадку у вигляді кілець Рашига. Так як основний опір масо передачі зосереджено в рідкій фазі, застосовуємо насадки з гострими кромками, що сприяють хвилеутворенню. Метою даної роботи є модернізація ректифікаційної колони для розділення суміші етиловий спирт-вода: збільшення коефіцієнта корисної дії масообмінної тарілки, шляхом удосконалення її конструкції та зменшення затрат на обслуговування колони, завдяки автоматизації процесу. У ході даної роботи був виконаний параметричний розрахунок, а саме було визначено висоту колони H=7.77м, діаметр D=1.8м. та кількість тарілок N=23, а також розрахунки що підтверджують працездатність та надійність конструкції: конструктивний, тепловий, гідравлічний розрахунки. В подальшому будуть проведені розрахунки на міцність і надійність основних елементів конструкції апарата, розроблені складальні креслення апарата та його основних вузлів.

    Переглянути
  • ФІЗИЧНА МОДЕЛЬ ОЧИСТКИ НЕОДНОРІДНИХ ГАЗОВИХ СИСТЕМ В ЦИКЛОФІЛЬТРІ

    У відцентрових пиловловлювачах для осадження частинок пилу використовується відцентрова сила (циклони, ротаційні, вихрові та динамічні апарати) і вони, завдяки простоті конструкції та обслуговування, невисокій вартості, порівняно невеликому опору та високій продуктивності, є найпоширенішими типами сухого пиловловлювання. Запилений потік вводиться в корпус апарату, з радіусом R2, через вхідний штуцер тангенціально зі швидкістю Wзп. Завдяки тангенціальному введенню, потік набуває обертового руху навколо вихлопної труби радіуса R1 для відведення очищеного повітря [1]. Частинка під дією потоку неоднорідної системи Wзп й відцентрової сили Fвц рухається з результуючою швидкістю Wр по траєкторії осадження до стінок апарату та згодом осідає в бункері [2]. В запиленому потоці дрібні частинки можуть рухатися не паралельно напрямку газового потоку і не паралельно одна до одної, вони можуть зіштовхуватися між собою й зі стінками апарата. При зіткненні зі стінками, або одна з одною, частинки можуть злипатися або стиратися (процеси коагуляції та стирання рівно вірогідні). В потоці на частинку, окрім сили тяжіння G, Архімеда А і тертя S, діє відцентрова сила Fвц. Також важливою характеристикою циклонів є його аеродинамічний опір. Циклонні пиловловлювачі мають наступні переваги: відсутність рухомих частин в апараті; простота виготовлення; майже постійний гідравлічний опір; можливе вловлювання абразивних матеріалів при захисті внутрішніх поверхонь спеціальними покриттями. В даній роботі ми використовуємо розглянуту вище фізичну модель процесу осадження частинки в циклоні під дією відцентрових сил для аналогічного процесу в циклофільтрі, який відрізняється від типового циклону наступним: - за аналог прийнято циклон типу ЦН-15 з кутом нахилу вхідного штуцера 0°; - апарат поміщено у зовнішній бункер; - в першій чверті циліндричної частини прорізано вертикальні прямокутні отвори(жалюзі) для відсіювання великих часток та їх подальшого осадження у зовнішньому бункері.

    Переглянути
  • МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ОЧИСТКИ НЕОДНОРІДНИХ ГАЗОВИХ СИСТЕМ В ЦИКЛОФІЛЬТРІ

    У відцентрових пиловловлювачах для осадження частинок пилу використовується відцентрова сила (циклони, ротаційні, вихрові тадинамічні апарати) і вони, завдяки простоті конструкції та обслуговування,невисокій вартості, порівняно невеликому опору та високій продуктивності, є найпоширенішими типами сухого пиловловлювання. В запиленому потоцідрібні частинки можуть рухатися не паралельно напрямку газового потоку і непаралельно одна до одної, вони можуть зіштовхуватися між собою й зі стінкамиапарата. При зіткненні зі стінками, або одна з одною, частинки можуть злипатися або стиратися (процеси коагуляції та стирання рівно вірогідні)[1]. Для дослідження протікання процесу пиловловлювання та поводження запиленого потоку в апараті було використано програмний пакет SolidWorks 2010, в якому було побудовано трьохвимірну модель циклофільтру, що містить 23 вертикальні жалюзійні вікна в першій чверті циліндричної частини для відведення частинок пилу, що мають найбільшу масу, у зовнішній бункер. Даний пакет включає в себе модуль SolidWorksFlowSimulation, який дозволяє провести комп’ютерний розрахунок потоку в апараті та симуляцію процесу пиловловлювання. Для цього було задано граничні умови протікання процесу та вихідні дані для розрахунку. За вихідні дані будо прийнято наступні значення: витрати повітря на вході в апарат Q=120, м3 /год; статичний тиск на виході з апарату P=0.1,МПа; запиленість потокуc=5.666∙10-4 , кг/с; густина пилу ρ=2500, кг/м3 ; температура на вході в апарат t=20, °С. Було проведено 7 розрахунків для різної кількості зачинених жалюзійних вікон, що зачинялися з кроком у 4 одиниці проти годинникової стрілки.В результаті проведених розрахунків було отримано аеродинамічні характеристики апарату (рис. 1) та його ефективність пиловловлювання (рис. 2). Ефективність пиловловлювання визначалась для різних еквівалентних діаметрів частинок в запиленому потоці. З наведених рисунків можна побачити, що максимальний аеродинамічний опір складає 160 Па, що є допустимим значенням для типових циклонів типу ЦН, а середня ефективність вловлювання часток з медіанним діаметром 5 мкм становить 60%, а при більших значеннях діаметру – майже 100%, що є високим показником якісної очистки потоку від пилу.

    Переглянути
  • Числове моделювання аеродинамічних характеристик у відцентровому класифікаторі

    Наведено результати досліджень процесу сушіння паперу з використанням інфрачервоного випромінювання. Запропоновано залежність для визначення зміни вологовмісту з часом.

    Переглянути