СТЕПАНЮК А. Р.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПРОЦЕС СУШКИ ПОДРІБНЕНОЇ МОРКВИ В КОНВЕКТИВНІЙ СУШАРЦІ

    Сушіння являється найкращим консервантом для зберігання продуктів харчування, також воно дозволяє здешевити їх транспортування, надати їм необхідні властивості [1]. Для сушіння овочів та фруктів найкраще застосовувати конвективну сушку, так як вона дозволяє отримати очікувані фізичні та хімічні показники, при правильному, оптимальному виборі режиму сушіння[2]. Метою даного проекту є експериментально дослідити кінетику процесу сушіння моркви та квасолі, побудувати криві сушіння та зробити висновок щодо оптимального режиму сушіння. Також є припущення, що при сушінні моркви та квасолі разом відбуватиметься значна інтенсифікація процесу, так як в даному випадку квасоля виступатиме адсорбентом, оскільки вона є більш сухою, тому буде відбирати частину вологи на себе. Такий спосіб дозволить зменшити кількість підведеної енергії, що зробить процес сушки більш м’яким та покращить фізико-хімічні властивості продукту після його відновлення його вологою (колір, смак та т.ін.). Для дослідження процесу сушки суміші моркви та квасолі була створена експериментальна установка. Схема установки подана на рисунку 1, криві сушіння зображено на рисунку 2. Експериментальний стенд (рисунок 1) складається з системи ізольованих повітряних каналів з пристроями для теплової обробки матеріалів (1) вимірювальних ділянок, вимірювальних пристроїв для заміру величин, які характеризують кінетику сушіння досліджуваного матеріалу. Камера для сушіння представляє собою прямокутний короб, виконаний з листової сталі. Камера має бокові люки з прозорими стінками, а також штуцери для виходу термоелектричних перетворювачів від матеріалу до потенціометру(4) та трубки Піто(10). Проведені досліди показали, що в елементарному шарі товщиною в 6 мм при високо інтенсивних режимах процес сушіння протікає в 2 періоді. Перший період спостерігається при більш м’яких режимах сушіння при підвищеному вологовмісту теплоносія. При цьому температура поверхневого шару матеріалу постійна і рівна температурі вологого термометру. Так як, в початковий момент сушіння, коли холодний зразок вноситься в сушильну камеру, на його поверхні конденсується пара, маса його дещо збільшується, а температура матеріалу різко зростає до температури вологого термометру. Прологарифмувавши значення та усереднивши їх, отримали рівняння усередненої кривої сушки: Ln(c) = 0,3265(Ln(η))^3 – 3,8028(Ln(η))^2 +12,878Ln(η) – 7,2785, у межах температури від 80 до 120 ºС, швидкості 1 м/с, вологовмісті теплоносія 10 г/м та типорозмірі зразків 6 мм. Результати досліджень залежність зміни температури поверхні від часу сушіння, при різних режимах сушіння (різна температура теплоносія та вологість сушильного агенту, так як швидкість та розмір зразків однаковий), після логарифмування описується рівнянням Ln(t) = 0,2813Ln(η) + 3,3019, у межах температури від 80 до 120 ºС, швидкості 1 м/с, вологовмісті теплоносія 10 г/м та типорозмірі зразків 6 мм. Висновки. У результаті досліджень ми отримаємо математичні залежності Ln(c) від Ln(η) та Ln(t) від Ln(η), що дозволяє значно спростити методику розрахунку апарату для виготовлення харчових порошків.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ МІКРОШАРУ ПРИ КРИСТАЛІЗАЦІЇ ВОДОРОЗЧИННИХ ГУМІНОВИХ КОМПОНЕНТІВ ТОРФУ

    Розвиток суспільства неможливий без інтенсивного розвитку сільського господарства. Внесення добрив, які містять лише водорозчинні солі з необхідними хімічними елементами (азоту, калію, кальцію, сірки) призводить до значного вимивання цих добрив з ґрунтів за рахунок того, що солі зразу переходять в розчини. При цьому значна кількість розчинів попадає в навколишні водойми, що призводить до погіршення екологічного стану довкілля а рослини залишаються без необхідного живлення. Покращити умови внесення добрив та ефективність використання корисних хімічних елементів дозволяє одночасне використання разом з хімічними добривами гумінових компонентів з торфу. Такі компоненти доцільно виробляти з залишків торфу шляхом їх подрібнення та переведення нерозчинних гумінових солей в розчинні при додаванні лугів калію або натрію. В результаті багаторазового нанесення на центри грануляції багатокомпонентної суміші мінеральних та гумінових аморфних та водорозчинних речовин ми отримуємо добрива нового покоління з пролонгованою дією. Проте, під час створення таких добрив постає проблема забезпечення рівномірності розподілу гуміномістких компонентів по всьому об’ємі частинки, що утворюється. Задачею досліджень є визначення кількісного співвідношення гуміномістких компонентів у лужному розчині для забезпеченням рівномірності розподілу компонентів і визначення впливу концентрації на структуру мікрошару при ізотермічній кристалізації лужного розчину гуміномістких компонентів з торфу. Вплив концентрації визначили на основі прикладу зневоднення водних насичених розчинів із масовою часткою лугу КОН 5%, 3,75%, 2,5%, 1,25% до яких послідовно додавали 5%, 2,5%, 1% гумінових речовин у вигляді торфу. На предметне скло, наносився шар дослідного розчину завтовшки 1,0…1,5 мм з відповідними концентраціями. Потім предметне скло розміщувалось у експериментальній установці і знаходилось там до повного видалення волого розчинника при температурі 95 оС. При цьому проводились заміри температури, часу сушки. По даним концентрацій торфу і лугу в розчині і коефіцієнта заповнення зведено трьохвимірний графік залежності (Рисунок 1). За результатами досліджень було отримано математичну залежність між концентраціями водного розчину лугу калію і торфу та розмірами флокул при сушінні цих розчинів. Було встановлено, що зі зменшенням концентрації лугу КОН від 3,5 % до 1 % та зменшенням концентрації торфу від 2 % до 1% за стабільної температури 95 оС відбувається різкий спад коефіцієнта заповнення.

    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
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ КРИСТАЛІЗАЦІЇ АМОРФНИХ ТА ВОДОРОЗЧИННИХ ГУМІНОВИХ КОМПОНЕНТІВ БУРОГО ВУГІЛЛЯ

    У сучасній промисловості, під час виробництва різних необхідних для суспільства компонентів, генерується надзвичайно велика кількість відходів. Доктрина «сталого розвитку» наголошує, що ці відходи необхідно переробляти у безпечні для довкілля компоненти. Запропонована авторами [1] методика переробляти відходи виробництва лактаму у необхідні сільському господарстві комплексні добрива значно здешевлює як саме виробництво лактаму, так і переробку відходів. Проте постає задача забезпечення добрив гуміновими аморфними компонентами. Такі компоненти можна отримати з торфу або бурого вугілля. Проте, під час створення таких добрив постає проблема забезпечення рівномірності розподілу гуміномістких компонентів по всьому об’ємі частинки, що утворюється. Задачею досліджень є визначення кількісного співвідношення гуміномістких компонентів у лужному розчині для забезпеченням рівномірності розподілу компонентів і визначення концентрації гумінових компонентів та лугу у відповідності до структури мікрошару при ізотермічній кристалізації гуміномістких компонентів у лужному розчині. Дослідження проводились на власноруч створеній установці для сушіння зразків при різних температурах. Під час проведення сушки, було помічено, що при різних концентраціях КОН та гумінових компонентів бурого вугілля, час до повного висушування був різний при нанесенні однакової кількості розчину по масі. Відповідно й товщина шару відрізняються одна від одної після повного висушування. Установлено, що мікроструктура шару гумінових компонентів, одержана після зневоднення, має виражену нерівномірність у вигляді кластерів різного розміру (рисунок 1, 2, 3). Із підвищенням концентрації одночасно КОН і бурого вугілля спостерігається збільшення питомої чисельності флокул, а також їх розміру. При більшій температурі відбувається швидке висушування, за якого волога розчинника швидко випаровується і відбувається винесення твердих частинок зі скла. За результатами досліджень було отримано математичну залежність між концентраціями водного розчину лугу калію та бурого вугілля і розмірами флокул при сушінні цих розчинів. Було встановлено, що зі зменшенням концентрації лугу КОН від 3,5 % до 1 % та зменшенням концентрації бурого вугілля від 2 % до 1% за стабільної температури 95 оС відбувається різкий спад коефіцієнта заповнення.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ РОЗДІЛЕННЯ НЕОДНОРІДНИХ СИСТЕМ В ПОЛІ ВІДЦЕНТРОВИХ СИЛ

    Підвищення ступеня очистки газу можна досягнути шляхом зменшення радіуса кривизни траєкторії руху газового потоку, або збільшенням швидкості запиленого газу у вхідному патрубку. Циклони застосовуються в самих різноманітних галузях промисловості: в чорній і кольоровій металургії, хімічній і нафтовій промисловості, промисловості будівельних матеріалів, енергетиці та ін.. Циклони забезпечують очистку газів від частинок пилу діаметром більше 5 мкм з ефективністю 80-95%. В основних випадках їх встановлюють перед високоефективними апаратами (фільтрами або електрофільтрами). Класифікація циклонів за конструктивними ознаками наведена на рисунку 1. - відсутність рухомих частин в апараті; - надійне функціонування при температурах газів майже до 500°С; - можливість вловлювання абразивних матеріалів при захисті спеціальним покриттям внутрішньої поверхні; - простота виготовлення конструкції; - незалежність роботи апарата від тиску газу; - незалежність фракційної ефективності очищення від зростання запиленості газів; - висока продуктивність при порівняно низькій вартості. Перевагою циклонів є: Недоліком циклонів є: - низька ефективність вловлювання частинок менше 5 мкм; - швидкий знос корпуса при великій фракційності пилу.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ПОДРІБНЕННЯ ОРГАНО-МІНЕРАЛЬНИХ КОМПОЗИТІВ

    Процес виробництва органо-мінеральних добрив супроводжується необхідністю створення нових центрів гранулоутворення. Це пояснюється тим, що швидкість росту гранул переважає швидкість утворення нових центрів гранулоутворення. Тому, для їх утворення використовується процес подрібнення. Під dп і dк розуміють початкові і кінцеві розміри найбільших шматків. Більш повною характеристикою матеріалу є його питома поверхня, тобто поверхня шматків і частинок, які приходяться на одиницю їх маси або об’єму. Часто характеризують матеріал по його фракційному складу, вираженому у долях або відсотках частинок близьких розмірів (вузьких фракцій). Різноманітність фізико-механічних властивостей твердих матеріалів і вимоги до них призвели до утворенню численного ряду подрібнюючих машин, котрі відрізняються за принципом дії і конструкцією. Твердий матеріал можна подрібнювати чотирма основними методами (рисунок 1): роздавлюванням, сколюванням, стиранням і ударом. У ряді подрібнюючих машин часто здійснюються різні поєднання основних методів (наприклад, удар і стирання, удар і роздавлювання), а також додаткова дія згинаючих і зрізаючих сил. Вибір методу відбувається з урахуванням механічних властивостей матеріалу і необхідної степені його подрібнення. Так, для грубого і середнього подрібнення переважні методи роздавлювання і сколювання, а для тонкого розмелювання – методи удару, стирання і їх поєднання. Дробарки, що можуть забезпечити необхідний ступінь подрібнення гранул для створення нових центрів гранулоутворення, зображено на рисунку 2. Метою даної роботи є дослідження процесу механічного подрібнення гранульованих органо-мінеральних композитів, а саме: - аналіз існуючих способів та обладнання для подрібнення гранульованих органо-мінеральних композитів, оцінка ефективності конструкції апаратів з різними способами подрібнення; - теоретичне дослідження процесу подрібнення композитів, розробка фізичної та математичної моделі процесу подрібнення; - розроблення конструкції подрібнюючої машини для подрібнення органо-мінеральних композитів, проведення досліджень та визначення умов основних режимів; - експериментальна перевірка фізичної та математичної моделей та визначення впливу параметрів на процес подрібнення; - економічне обґрунтування, рекомендації щодо раціонального ведення процесу та ймовірного його використання на виробництві; - удосконалення методики розрахунку промислового апарату.

    Переглянути
  • Установка для одержання високооктанової кисневої добавки для виробництва сумішевих бензинів

    Біоетанолом називається зневоднений етанол, вироблений з біологічно поновлюваної сировини головним чином для використання як моторне паливо. Метою даної роботи є розрахунок ректифікаційної колони для процесу одержання біоетанолу, а також для мембранного розділення суміші етанол – вода, надання рекомендацій щодо модернізації технологічного процесу. Підігріта до температури кипіння вихідна суміш після попереднього підігріву в теплообміннику 1 поступає на розділення в ректифікаційну колону 2 на тарілку живлення. В нижній частині колони находить суміш яка підігрівається в теплообміннику 11 до температури кипіння висококиплячого компоненту. Стікаючи до низу колони суміш насичена етанолом взаємодіє з сумішшю менш концентрованою етанолом, що піднімається вгору. В результаті цього з суміші видаляється легколетючий компонент. Висококиплячий компонент піднімається вгору з тарілки на тарілку, збагачуючись низькокиплячим компонентом. Суміш, близька по своєму складу до чистого етилового спирту, поступає в дефлегматори 3 де й частково охолоджується. Конденсат парів спирту розділяється на декілька потоків: один (флегма) вертається в верхню частину колони на зрошення, другий (спирт ректифікаційний) - поступає в холодильник спиру 5, через збірник 4. Готовий продукт поступає у збірник 7. В холодильнику, конденсаторах та дефлегматорах холодним теплоносієм є вода. Після дефлегматора 3 вода яка відбираючи тепло повертається в основну магістраль. Із кубової частини колони безперервно відводиться кубовий залишок – продукт, збагачений висококиплячим компонентом, подається в збірник кубового залишку 9 після чого насосом 10 надходить до наступної технологічної стадії. З метою удосконалення технологічного процесу є впровадження енергозберігаючих систем ,підвищення ефективності теплообміну та якості виходу продукту та. В схемі виробництва етанолу для заощадження теплової енергії повторно використовуємо тепло на виході з ректифікаційної колони, нагріваючи очищену бражку а також замінили кожухотрубні теплообмінники на більш ефективніші та більш компактні пластинчасті теплообмінники. Для зільшення концентрації вихідного продукту на виході встановлено мембранний апарат.

    Переглянути
  • Реакторний блок установки каталітичного риформінгу над алюмоплатиновим каталізатором

    Призначається для підвищення детонаційної стійкості бензину і отримання ароматичних вуглеводнів (бензол, ксилол, толуол). Побічний продукт процесу є водневий газ. Метою даної роботи є проектування блоку установки каталітичного риформінгу для процесу одержання високооктанового бензину, а також для отримання ароматичних вуглеводнів, надання рекомендацій щодо модернізації технологічного процесу. Очищена та осушена на блоці гідроочистки сировина (рисунок 1) змішується з циркулюючим водородовмістним газом, підігрівається в теплообміннику 2 та печі 3 та поступає у реактор першої ступіні. На блоці риформінгу знаходяться три реактори та відповідна кількість печей для між ступеневого нагріву продуктів реакції. В пічі суміш нагрівається до температури 500 С . При виході з останнього реактора газопродуктова суміш охолоджується в теплообміннику до 20-40 °С та після сепарації водородовмістного газу основна частина поступає на прийом до циркуляційного компресора 10, а надлишок виводиться на блок попередньої гідроочистки бензину або передається іншим користувачам. Каталізат з розчиненим вуглеводневими газами подається на стабілізацію 8, де продукти реакції поділяються на каталізат з заданим тиском парів, сжижений газ та сухий вуглеводневий газ. Далі водневмістний газ подається на адсорбер для сушки 9, а потім на компресор 10. З метою удосконалення технологічного процесу є впровадження енергозберігаючих систем. В схемі каталітичного риформінгу для заощадження теплової енергії повторно використовуємо тепло на виході з печі. Це реалізовується за допомогою випарника 11. У випарник 11 надходять димові гази, які випаровують воду. Отримана пара поступає на теплообмінник, я кий в свою чергу нагріває газопродуктову суміш. С конденсована пара поступає до збірника 12, а потім знову подається на випарник.

    Переглянути
  • Модернізація установки виробництва спирту з розробкою ферментатора, стерилізаційної колони та витримувача

    Етиловий спирт являється важливим технічним продуктом та основним або допоміжним видом сировини, для потреб різних видів виробництва. Спирт використовується в харчовій промисловості (для виробництва лікеро-горілчаних виробів та «міцних» вин), хімічній, медецинскій, парфумерній, лакофарбовій, фармацевтичній та багатьох інших галузях промисловості [1]. В даному проекті розглядається виробництво спирту шляхом переробки дріжджів (Рис.1), утворених з бурякової меляси на установці виробництва спирту. Культуральна рідина подається до стерилізаційної колони 5, де стерилізується за температури 130°С, далі поступає у витримував 6, де охолоджується до необхідної для подачі в ферментер температури, а саме 32°С.[2] Культуральна рідина після закінчення строку дозрівання дріжджів у виробничому ферментері 7 направляється на сепарування у сепаратори 19, де під впливом відцентрової сили, рідина ділиться на два потоки різної густини (бражку та дріжджі). Процес виділення дріжджів ведеться в три стадії : відділення бражки з одначасною подачею води, промивання дріжджів, згущення дріжджового молока Дріжджове молоко після першої ступені сепарації (сепаратора1) направляється в приймальний апарат сепарованних дріжджів 18 , куди подають чисту воду. Потім з ємності, за допомогою поршневого насоса 20 дріжджову бражку подають на ті ж сепаратори (19) для кругової промивки і згущення. Недоліком даної схеми є те, що в ферментері використовується плівкове охолодження, що несе в собі наступні проблеми: великі затрати води та розповсюдження парів хлору, що випаровуються з води. Для усунення цих недоліків передбачена наступна модернізація: заміна плівкового охолодження ферментера на рубашкове охолодження, що призведе до економії води, яка відтепер буде рухатись у замкненому контурі, як і водяна пара з парами хлору в своєму складі буде в середині рубашки.

    Переглянути
  • Оптимізація процесу газофракціювання в процесі виробництва індивідуальних легких вуглеводородів

    Ректифікація відома з початку 19-го століття як один з найважливіших технологічних процесів спиртової та нафтової промисловості. У теперішній час ректифікацію широко застосовують в найрізноманітніших областях хімічних, нафтохімічних, харчових, фармацевтичних та інших виробництв, де велике значення має виділення компонентів у чистому вигляді. Пропан – поширена речовина, його використовують майже у всіх галузях промисловості: як паливо для реактивних двигунів, у хімічній промисловості як розчинник та сировина для отримання синтетичних речовин, у медицині як антисептик та як розчинник і консервант для лікарських засобів, у парфумерії та косметиці, у харчовій промисловості. Технологічна схема зображена на рисунку 1. Сировина подається до сепаратора 13, рідка фаза подається до збірника, а газоподібна стискується компресором 18, охолоджується в холодильниках 14,15, розділяється в сепараторах 16, 17 і подається у збірник. Сюди ж подається головка стабілізації з установок АТ і АВТ і головка стабілізації каталітичного риформінгу. Зі збірника рідка фракція подається на ректифікаційну колону 19, зверху якої відбирається суміш етану і метану, які охолоджуються в холодильнику 1 (аміачний холодильник) і подаються в сепаратор 7. З сепаратора суміш сухих газів етану і метану подається на склад. Зріджена частина газів подається як флегма на зрошення колони 19. Кубовий залишок подається на пропанову колону 20, з верхньої частини через холодильник 2 частина пропану подається на склад, а частина на зрошення колони 20. Кубовий залишок подається на колону 21, з верхньої частини якої суміш ізобутану і бутану подається на колону 22. З верху колони відбираються ізобутан, знизу – бутан. Кубовий залишок з колони 21 відбирається на колону 23. Кубовий залишок з колони 23 це фракція С6 і вище – відбирається на склад. Легка фракція з колони 23 подається на колону 24. З верху колони 24 відбирається ізопентан, з нижньої – пентан. Для зменшення енерговитрат процесу газофракціювання запропоновано замість кожухотрубного теплообмінника встановити повітряний холодильник. Використання повітря буде більш вигідно економічно.

    Переглянути
  • Дослідження гідродинаміки регулярної насадки

    Більшістю масообмінних пристроїв, які застосовуються в процесах ректифікації, абсорбції є спроектовані ще в минулому столітті і вже морально застарілі, наприклад насадки типу кілець Рашига, які не відповідають викликам сьогодення і не можуть задовольнити потреби промисловості. Підвищення вимог до якості випускаємої продукції, її конкурентоздатності на ринку, зниження енергозатрат на виробництво та екологічності виробництва в цілому, робить нагальними питання оптимізації і модернізації існуючих виробництв та розробки і впровадження нових принципів та методів виробництва. Одним з варіантів вирішення цих питань є створення високоефективного, компактного і енергозберігаючого обладнання, яке повинно відрізнятися простотою виконання і високою надійністю та технологічністю в експлуатації. Гідравлічні і масообмінні характеристики насадок чинять вирішальний вплив на ефективність роботи насадкових колонних апаратів. Колони з насадками навіть при однаковій ефективності поряд з барботажними тарілками мають перевагу в більш низькому гідравлічному опорі і менший час перебування. За останні роки з’явились більш ефективні контактні пристрої, які активно використовуються для модернізації обладнання. Серед них найбільшого поширення набули INTALOX, Sulzer, Koch, Norton, «Инжехим», «Меллапак», «Ваку-Пак»(Рис.1). Метою роботи ставиться сконструювати регулярну насадку яка б відповідала наступним вимогам: - розвинута питома поверхня; - мінімальний гідравлічний опір; - відсутність застійних зон; - рівномірність газорозподілення. Розробити методику її гідравлічного і якісного розрахунку, сформувати умови та рекомендації до використання. Для виконання поставленого завдання спроектована лабораторна установка для дослідження насадкової колони (Рис.2), яка дає можливість дослідити характеристики насадки при різних гідродинамічних режимах в контакті з різними середовищами і вивести якісні залежності для оцінки пристрою.

    Переглянути
  • Дослідження гідродинаміки нерегулярної насадки в процесах абсорбції

    Проблема інтенсифікації роботи ректифікаційних колон та абсорбційних апаратів існувала завжди: змінюється сировина, продуктивність установок та постановка завдань. У останні роки під час реконструювання тарілчатих колонних апаратів частіше за все тарілчаті контактні пристрої замінюються на більш досконалі насадкові контактні пристрої. Насадкова колона забезпечує менший перепад тиску по висоті колони, більш широкий діапазон стійкої роботи, більш високий ККД та відповідно більш високу роздільну здатність. Апарати з такими характеристиками дозволяють вирішувати питання з поглибленої переробки нафти та нафтопродуктів, енергозаощадження, та підвищення гнучкості як існуючих так і проектуємих технологій. Насадкові колони з розділу газових та рідких середовищ знайшли своє місце у сьогоденній промисловій практиці завдяки своїм вищевказаним перевагам, але їх використання на відміну від тарілчастих менше. Головною проблемою насадкових колон є рівномірне розподілення потоків рідини по насадці. Стікання потоку рідини до периферії по висоті колони, що зменшує корисну площу процесу тепломасообміну та лімітує розміри апарата. В останні роки інтерес до насадкових апаратів підвищився, що пов’язано з появою великої кількості нових типів насадкових пристроїв. Нерегулярні насадки на відміну від тарілчастих пристроїв дозволяють більш ефективно використовувати внутрішній об’єм колони для збільшення поверхні контакту фаз систем рідина – газ. Актуальним на сьогодні є розробка нових конструкцій насадок та проробка їх геометрії. Сьогодні промисловість має дуже широкий спектр видів насадкових контактних пристроїв задля модернізації технологічної бази. Серед них найбільшого розповсюдження набули «ИнжеХим», «Інталокс», сділа «Берлі», кільця «Лесина», «СКБ-НефтеХим», трикутна насадка. Метою роботи ставиться розробити нерегулярну насадку яка б задовольняла сьогоднішнім вимогам промисловості, новітнім технологіям, з розробкою методики її розрахунку а саме: - відсутність застійних зон; - розвинута питома поверхня; - рівномірність газорозподілення; - мінімальний гідравлічний опір; - високий ККД. Для вирішення поставленого завдання спроектована лабораторна установка для дослідження насадкової колони (Рис.2), що надає можливість дослідити характеристики нерегулярної насадки при різних гідродинамічних режимах в контакті з різними середовищами і вивести якісні залежності для оцінки масообмінного пристрою.

    Переглянути
  • Вплив ефектів ДІВЕ на фізико-хімічні параметри води

    Метою роботи є дослідження впливу ефектів дискретно- імпульсного введення енергії на фізико-хімічні параметри води та застосування їх в підготовці води для потреб харчової, фармацевтичної промисловостей та бальнеології. У Інституті технічної теплофізики НАН України в межах наукового направлення дискретно-імпульсного введення енергії (ДІВЕ), розроблено та застосовується обладнання, що дозволяє змінювати деякі фізико-хімічні параметри води шляхом імпульсної зміни тиску і температури. Для досліджень використовували 2 типи обладнання: апарат адіабатного скипання та роторно-пульсаційний апарат (РІА). За розробленими методиками досліджень оброблювали артезіанську воду з київського регіону, дані фізико-хімічного аналізу представлено у таблицях 1 і 2. У результаті експериментальних досліджень було встановлено, що після обробки води за технологіями ДІВЕ: - підвищується водневий показник води, та зберігається незмінним на протязі 19 місяців; - знижується загальна жорсткість, лужність та кількість сухого залишку; - підвищується вільна лужність.

    Переглянути
  • Дослідження процесу сушки вологи на поверхні гранули в псевдозрідженому шарі

    Для забезпечення нормального росту і розвитку сільськогосподарських культур основних живильних речовин у ґрунті не достатньо. Постійно зростаюча потреба у високоякісних зернових продуктах і сировині для харчової промисловості спонукає до пошуку нових видів добрив. Сульфат амонію – побічний продукт виробництва капролактаму, виробляється у кристалічному вигляді. Кристалічний сульфат амонію використовується як азотне добриво на ґрунтах, що мають РН>7, так як він має кислу реакцію гідролізу, крім того в сульфаті амонію використовується сірка, яка потрібна для розвитку рослин. Традиційна схема включає великі енерговитрати. Виробництво добрив з суміші солей сульфату амонію та гуматів шляхом гранулювання у сушарці-грануляторі псевдозрідженного шару дає можливість вирішити проблему одночасного внесення добрив і гумінових добавок. Основною перевагою гранульованого продукту є більш висока міцність гранул й, відповідно, менша злежуваність при транспортуванні. При гранулюванні проходять декілька паралельних процесів: нагрів гранули, нанесення суміші, сушка. Ці процеси проходять циклічно. На сьогоднішній день не існує єдиного математичного опису визначення часу нагріву і часу випаровування плівки рідини на гранулі. Тому було запропоновано метод вирішення цієї задачі. Фізична модель процесу сушки вологи на поверхні гранули в псевдозрідженому шарі: дано сферичне тіло рисунок 1 (гранула, попередньо нагріта до температури Т1) радіусом R1 , рівномірно вкрита плівкою рідини (подається ззовні з температурою Т2) радіусом R2. В початковий момент часу кулю розміщують в середовищі з постійною температурою Т3. Потрібно знайти розподіл температури в середині кулі та плівки рідини в будь-який момент часу і питому витрату тепла при умові, що температура в будь-якій точці кулі та плівки є функцією часу і радіусу. Температура гранули зменшується від внутрішньої температури гранули до кінцевої температури (на поверхні гранули). За рахунок енергії, що віддала гранула та підведеної теплоносієм, рідина нагрівається і випаровується. Для опису математичної моделі за початкове беремо диференційне рівняння теплообміну та, так як конвективний теплообмін у нас не здійснюється, виключаємо з рівняння конвективну складову. Для розв’язання математичної моделі використовуємо метод „сіток” за явною схемою, за якою диференціальні рівняння замінюються системою алгебричних рівнянь, у які входять значення функції в дискретних (вузлових) точках. В результаті математичного моделювання ми отримали можливість визначити час, що витрачається на нагрів та випаровування рідини, тобто час висихання гранули, за яким, в свою чергу, по траєкторії руху гранули в процесі сушки розраховується висота апарата.

    Переглянути
  • Математична модель процесу теплообміну через труби повітряного холодильника

    Для забезпечення збереження довкілля в сучасних умовах постала гостра проблема економії сировинних ресурсів. Особливо це гостро стосується збереження водних ресурсів. Тому доцільно продовжити розвиток сучасних теплообмінників з альтернативними дешевими теплоносіями. Такими умовами найкраще відповідає повітря. Тому доцільно дослідити процес тепловіддачі від поверхні до повітря. Установка представлена наступним чином. В ємкості (1) вода підігрівається електронагрівачем, який регулюється блоком управління (2). З вентилятора (6) повітря поступає у камеру (7), в якій розташована система оребрених труб (3). Витрати води і повітря замірюються ротаметрами (4) та (5). Для контролю температури в системі використовуються хромель-копелеві термопари. Мета цієї роботи – отримати розв’язок математичної моделі для створеного лабораторного стенда і вирішення наступних задач: - експериментальне визначення коефіцієнти тепловіддачі при різних числах Рейнольдса; - отримання в явному вигляді рівнянь подібності. В нашому випадку передача тепла здійснюється через циліндричну стінку довжиною L внутрішнім радіусом rв і зовнішнім радіусом rн (Рисунок 2). Температура по товщині циліндричної стінки змінюється нелінійно. Не лінійність зміни температури пояснюється тим, що ізотермічними поверхнями є циліндри, площа поверхні яких змінюється по радіусу, а отже буде змінюватися по радіусу і тепловий потік. В ході експериментального дослідження процесу тепловіддачі від поверхні до повітря планується аналітичним шляхом розв’язати математичну модель з отриманих початкових умов.

    Переглянути
  • ПОТЕНЦІАЛЬНЕ СИЛОВЕ ПОЛЕ ТА СИЛОВА ФУНКЦІЯ

    В загальному випадку сила, що діє на матеріальну точку, може бути функцією координат, швидкостей і часу. Значне поширення мають сили, залежні лише від координат матеріальної точки, що рухається. Ці сили називаються позиційними. До таких сил належать сили пружності, гравітації, електричного та магнітного полів та деякі інші. Якщо сила явно не залежить від часу, то силове поле називають стаціонарним, якщо залежить – нестаціонарним. Стаціонарне силове поле називають потенціальним, якщо робота сил поля, які діють на матеріальну точку, не залежать від форми її траєкторії, а є однозначною функцією координат початкового і кінцевого положень точки, що рухається. При цьому кожній точці поля відповідає певна робота, яку виконують сили поля під час переходу точки з початку координат у цю точку поля. Фізичний зміст силової функції полягає в тому, що вона є роботою, виконуваною силою поля під час переходу матеріальної точки із початкового положення в задане. Робота сили, що діє на матеріальну точку під час її руху в потенціальному полі, дорівнює різниці силових функцій в її кінцевому і початковому положеннях, (як відомо з теореми). Отже, лише в потенціальному силовому полі елементарна робота є повним диференціалом деякої силової функції. Під час руху матеріальної точки по замкнених траєкторіях у потенціальному силовому полі робота сил на цих траєкторіях дорівнює нулю, що підтверджується теоремою про роботу сили в потенціальному полі.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ ПАРОВОГО КОНДЕНСАТОРА У СХЕМІ ОЧИЩЕННЯ МАСЛА ФУРФУРОЛОМ

    Одним з основних процесів традиційної технології виробництва нафтових масел є селективна очищення масляних дистилятів. Нині селективна очищення масляних дистилятів проводиться з використанням в якості виборчого розчинника фурфурол. Фурфурол або furfuraldehyde (C4H3OCHO), в’язка, безбарвна рідина яка має приємний ароматний запах; при взаємодії з повітрям вона набуває темний коричневий колір. З сполук, що входять до складу нафтових фракцій, найбільш розчиняються у фурфурол ароматичні вуглеводні, слабо розчинні парафінові вуглеводні і найгірше розчиняються асфальтно- смолисті сполуки. При звичайних температурах до 30-40 °С в фурфурол добре розчиняються тільки ароматичні вуглеводні, які у фракціях нафти, киплячих нижче 350-400 °С. Фурфурол отримується реакцією соляної і бромогідритної кислот на ксилозу та інші пентози. Доступним джерелом фурфуролу є рослинна сировина, що містить пентози, як-то: деякі види деревини, лушпиння і солома вівса, рису та інших злаків, волокна конопель, серцевина вичавленої цукрової тростини та т.ін. Гідроліз пентозів і відгін утвореного фурфуролу проводиться нагріванням рослинного матеріалу з розбавленою соляною чи сірчаною кислотами, рідше використовуються азотна та фосфорна кислоти. Екстрактний розчин проходить через теплообмінник, де він попередньо нагрівається паром, потім поступає у екстрактну відпарну колону, що працює під надлишковим тиском 0,1-0,2 кг/см2 . Пара надходить під нижню тарілку екстрактної колони та відкачується насосом. Екстракт відбирається насосом та потрапляє до холодильник де охолоджується водою. Пари фурфуролу з екстрактної відпарної колони надходять до конденсатора і конденсуються. При очистці масла фурфуролом проходить велика кількість процесів нагрівання, охолодження та конденсації. Виходячи з того, що різниця температур між теплоносіями велика, доцільно брати горизонтальний кожухотрубний конденсатор. Головна задача апарату є конденсація фурфуролу водою перед подачею до в колону відгонки фурфуролу. Розроблюваний апарат стоїть після екстрактної відпаної колони, там відбувається конденсція фурфуролу і при конденсуванні фурфурол відводиться в колону відгонки фурфуролу. З метою інтенсифікації процесу теплообміну в запропонованому кожухотрубному конденсаторі в міжтрубному просторі встановлено повздовжні перегородки. Конденсатор складається з кожуха 1 в якому розміщені трубні решітки 2 з пучком теплообмінних труб 3. Перегородки 4 з сегментними вирізами кріпляться на стяжках 5. Між перегородками 4 встановлюємо повздовжні перегородки 6, які вставляються в наскрізні отвори поперечних перегородок через всю довжину теплообмінника. Кришки 8 і 9 кріпляться за допомогою фланцевого з'єднання. Теплообмінник також містить штуцери 10 і 11 для підведення і відведення гарячого теплоносія і штуцери 12 і 13 для підведення і відведення відповідно холодного теплоносія. Гарячий теплоносій надходить в теплообмінник через штуцер 10, протікає по трубах 3, де охолоджується, і виводиться через штуцер 11. Холодний теплоносій потрапляє через штуцер 13 в міжтрубний простір де підігрівається і відводиться через штуцер 12.

    Переглянути
  • ПАРОГЕНЕРАТОР СЕРЕДНЬОГО ТИСКУ У ТЕХНОЛОГІЧНІЙ СХЕМІ ВІСБРЕКІНГУ

    Мазут М100 – дуже важливий вид нафтового палива, яке використовується у якості котельного палива в енергетиці, хімічній промисловості та інших галузях господарства. Його виготовляють з продуктів прямої перегонки нафти із залученням крекінг залишків, екстрактів, гудронів, напівгудронів, асфальтосмолистих речовин та інших важких продуктів переробки нафти [1]. Одним з поширених технологічних процесів отримання котельного палива є вісбрекінг (легкий крекінг) [1]. Установка вісбрекінгу з вакуумним блоком призначена для зниження в'язкості сировини - гудрону з установок вакуумної перегонки за рахунок процесу термічного крекінгу в м'яких умовах. Зниження в'язкості дозволяє зменшити кількість високоякісних дистилятів, яку необхідно додавати до вісбрекінг-залишку для отримання товарного продукту - мазуту М 100 [3]. Парогенератор, що встановлений у технологічній схемі, генерує водяну пару для потреб виробництва та охолоджує залишок вісбрекінгу з температури 237˚С до 210˚С. Парогенератор, який використано на пілотній установці вісбрекінгу ІНХП ВАТ «Укрнафтохімпроект», має деякі недоліки, оскільки його розподільча камера не забезпечує рівномірний розподіл теплоносія по теплообмінним трубкам та наявність місцевих гідравлічних опорів, такі як поворот, раптове розширення, раптове звуження. У основу вдосконалення покладена конструктивна зміна розподільчої камери шляхом встановлення конфузора на вході та дифузора на виході з трубного простору парогенератора. Таким чином, це забезпечить рівномірний розподіл теплоносія за рахунок рівномірного збільшення діаметра по довжині конфузора, а також зменшить місцеві гідравлічні опори. Сутність удосконалення показана на рисунку 1. Парогенератор працює наступним чином. Вода, яку необхідно випарити, поступає через вхідний штуцер 8 в середину апарата, де випарюється. Частина рідини, яка не випарувалася, через переливний пристрій 10 відводиться через штуцер 11. Пара середнього тиску відводиться через штуцер 9. Теплоносій (залишок вісбрекінгу) подається через штуцер з конфузором 4 до трубного пучка 2 і відводиться через штуцер з дифузором 7. Встановлення конфузора 4 та дифузора 7 дозволить рівномірно розподілити потік теплоносія по теплообмінним трубкам та зменшить гідравлічний опір парогенератора.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ АПАРАТА ПОВІТРЯНОГО ОХОЛОДЖЕННЯ У СХЕМІ ОЧИЩЕННЯ МАСЛА ФУРФУРОЛОМ

    Очищення масел селективними розчинниками полягає у видаленні смолистих речовин і поліциклічних ароматичних вуглеводнів з метою підвищення індексу в'язкості, зниження коксування, поліпшення кольору і в'язкісно-температурних властивостей мастил. В якості селективних розчинників найчастіше застосовують фурфурол, фенол та N- метілпірролідон. Фурфурол більш ефективний при очищенні фракцій дистилятів зі значним вмістом ароматичних вуглеводнів; фенол і N- метілпірролідон - для очищення залишкових компонентів і сировини з сірчистих нафтопродуктів. Основною областю використання фуфуролу в нафтовій промисловості є селективна очистка моторних мастил. Такому очищенню підлягають змащуючі масла різної в’язкості, починаючи від найбільш легких дистилятних компонентів автомобільних мастил і закінчуючи в’язкими залишковими компонентами авіаційних та інших моторних масел. Фурфурол може бути отриманий при кип'ятінні з сірчаною кислотою різних сільськогосподарських відходів (стебла соняшнику, соломи, висівок), а також деревини. При цьому відбувається гідроліз геміцелюлози (одного з полісахаридів клітинних стінок рослини), які утворюються пентози (головним чином, ксилоза) під дією сірчаної кислоти піддаються дегідратації, що веде до утворення фурфуролу. Після виділення кінцевого продукту необхідно його охолодити. Доцільно процеси охолодження проводити у апаратах повітряного охолодження. Застосування апаратів повітряного охолодження дає ряд експлуатаційних переваг, із яких головними є: зменшення кількості зворотніх теплоносіїв; зменшення затрат роботи на очищення апарата, тобто відсутність накипу та відкладень солей. До недоліків можна віднести можливість втрати герметичності та форми апарату за рахунок різниці температурних деформацій корпусу та трубчатки. Для усунення цих недоліків було запропоновано провести удосконалення апарату. Горизонтальний апарат повітряного охолодження містить кришки 1, які кріпляться до трубних решіток 2. Бокові кишки 6,7, приєднано до трубних решіток 2, а у місті з’єднання їх лівої частини і правої частини вони модуть вільно переміщуватись одна відносно іншої. Трубний пучок встановлений на вертикальних стояках з роликами 3 та 4. Ролик 4 жорстко прикріплений до каркасу, а на ролик 3 трубний пучок вільно опирається. Пружина 8 встановлена для прижиму каркаса до роликів та забезпечення кращої стійкості каркасу. Вентилятор 5 встановлений під трубним пучком. При температурному розширені трубного пучка незакріплена частина може вільно ковзати по ролику 3, окрім того також відбувається переміщення бокових кришок одна відносно одної. При увімкненому вентиляторі потік повітря обдуває трубний пучок, через теплообмінну поверхню якого відбувається теплообмін між повітрям і прокачуваним по трубному пучку продуктом, при чому за рахунок температурних деформацій трубний пучок подовжується і незакріплений кінець ковзає по ролику.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ КИП’ЯТИЛЬНИКА РАФІНАТНОЇ ДІЛЯНКИ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ МАСТИЛА ФУРФУРОЛОМ

    В Україні постала необхідність в виробництві якісних синтетичних розчинників та сировини для виробництва полімерних матеріалів для сучасних хімічних виробництв (зокрема для очистки мастил). Одним з таких матеріалів є фурфурол. Найбільшого поширення в мастилоочисному виробництві фурфурол отримав для очищення дистилятних мастил. Широко застосовується він також і для очистки деасфальтованих залишкових мастил із нафти з невисокою і середньою смолистістю. Фурфурол більш ефективний при очищенні фракцій дистилятів зі значним вмістом ароматичних вуглеводнів. Відгонка фурфуролу із рафінатного розчину проходить зазвичай в одну ступінь під вакуумом. Інколи її ведуть під атмосферним тиском. Однією із стадій для збільшення якості розділення і підвищення виходу рафінату є повернення частини екстракту із системи регенерації фурфурола. На цьому етапі широко застосовуються кип’ятильники. Виконавши аналіз вітчизняних і світових наукових публікацій, а також проаналізувавши вітчизняні і світові патенти винаходів та корисних моделей на горизонтальний випарний апарат було запропоноване наступне удосконалення: у теплообмінні труби кип’ятильника необхідно встановити направляючі, які виконані у вигляді безперервної спіралі, що забезпечує направлення потоку по спіралі, за рахунок чого збільшується час перебування теплоносія в апараті. Кип’ятильник(рисунок 1) має розподільчу камеру 1, з'єднану з кожухом 2, теплообмінні труби 3, безперервні спіралі 4, штуцера 5, 6, 7, 8, 9, плаваюча головка 10. Розподільча камера 1 розділяється перегородкою 11. Кип’ятильник працює таким чином. Рідина, яку необхідно випарити поступає через штуцер 7, залишок рідини відводиться через штуцер 8, пара відводиться через штуцер 9, в той час коли теплоносій поступає через штуцер 5 і виходить через штуцер 6. Безперервні спіралі 4, вставлені в теплообмінних трубах 3, забезпечують рух теплоносія по спіралі, за рахунок чого збільшується час перебування його в апараті. Кип’ятильники запропонованої конструкції можуть бути встановлені горизонтально, бути дво-, чотирьох- чи шестиходовими по трубному простору. Вони нескладні у виготовленні та експлуатації, забезпечують ефективний теплообмін між речовинами у трубному та міжтрубному просторах.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМІННИКА В СХЕМІ ВИРОБНИЦТВА ГУМІНО-МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ

    Теплові процеси, особливо процеси випарювання, грануляції та т.ін. відбуваються за високих температур. У фінальній стадії процесів часто залишається неповністю використаною енергія теплоносіїв, яку доцільно використати для потреб виробництва. Для відведення або підведення теплоти від одного теплоносія до іншого, в хімічній промисловості, широко застосовуються кожухотрубні теплообмінники. Застосування кожухотрубних теплообмінників дає ряд експлуатаційних переваг, із яких головними є: простота у виготовленні; можливість розвивати велику поверхню теплообміну в одному апараті, надійність у роботі. Кожухотрубний теплообмінник містить кожух 1, дві кришки 2 і 3, штуцери 4-7, а також дві трубні решітки 8 і 9 із закріпленими в них теплообмінними трубами 10 та перегородкою виконаною у вигляді спіралі 11. Теплоносії надходять у штуцери 4 і 6, а видаляються з теплообмінника крізь штуцери 5 і 7. При цьому за рахунок штуцерів входу 6 і виходу 7 повітря-теплоносія, які виконані у вигляді дифузора і конфузора відповідно, вдається підвищити турбулентність потоку, спіральна перегородка виготовлена у вигляді спіралі дозволяє підвищити час перебування теплоносія у міжтрубному просторі. Таким чином забезпечується збільшення тепловіддачі та підвищення інтенсивності нагріву, а отже - інтенсифікується процес теплопередачі в теплообміннику. Дану модель доцільно використовувати, коли коефіцієнт тепловіддачі в міжтрубному просторі менше, ніж в трубному.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛООБМІНУ ПРИ РАДІАЦІЙНОМУ НАГРІВУ ЗМЕРЗЛИХ ВАНТАЖІВ

    Робота присвячена створенню математичного забезпечення для розрахунку процесу розморожування (з одночасним прогріванням) на певну глибину сипучих матеріалів (шихти), які знаходяться в залізничних товарних вагонах відкритого типу, і містять в своєму складі замерзлу воду. Температура такого конгломерату може досягати мінус 20 °С і нижче. Процес розігріву, як запропоновано [1], здійснюється шляхом підводу тепла до матеріалів, що нагріваються у вигляді радіаційного потоку від випромінюючих труб до стінок вагонів і теплопровідністю через стінки вагона. В процесі побудови математичного опису були запропоновані певні допущення [2], зумовлені повільним характером процесу плавлення замерзлої води і прогріву суміші шихта – крига, шихта – вода, які розглядаються як єдиний субстрат з усередненими теплофізичними показаннями. Наявність деякої кількості тепла в порах шихти не враховувалась. Випромінююча поверхня приймалась у вигляді плоского безрозмірного випромінювача. Теплообмін між випромінювачем і поверхнею вагонів за рахунок природної конвекції не враховувався. Процес прогріву замерзлого конгломерату шихта – крига описується рівнянням параболічного типу [2]. Низькотемпературні випромінюючі труби можуть бути максимально наближеними до поверхонь, що нагріваються, для забезпечення компактності приміщення. Авторами пропонується зробити труби та екрани рухомими, що дозволить налаштовувати дані елементи на оптимальній відстані від нагріваного об’єкту в залежності від ступеню промерзання, теплофізичних властивостей матеріалу і т.ін. Крім того потрібно визначити як змінюється температура не лише вглиб вагону ( по товщині конгломерату), а й по висоті стінки вагону. Адже поверхні прогріваються не рівномірно і в деяких місцях максимальна температура досягається раніше. Таким чином авторами пропонується встановити пропоновані залежності, шляхом математичного моделювання, користуючись вище запропонованим математичним описом. Та визначити методи для вирішення запропонованої моделі.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ СУШКИ СУМІШІ ОВОЧІВ В КОНВЕКТИВНІЙ СУШАРЦІ

    Сушіння являється найкращим консервантом для зберігання продуктів харчування, також воно дозволяє здешевити їх транспортування, надати їм необхідні властивості [1]. Вологу можна видаляти механічними способами (наприклад, віджимом), але більш повне обезводжування досягається лише шляхом випарювання вологи і відводом утворюваних парів, тобто з допомогою теплової сушки. При цьому попереднє приготування перед сушкою механічними способами (наприклад, подрібнювання на більш дрібні шматки потрібної форми), а потім – сушінням. Такий комбінований спосіб видалення вологи дозволяє підвищити економічність процесу [2]. В хімічному виробництві, як правило, приміняється штучне сушіння на спеціальних установках, так як процес процес природного сушіння на відкритому повітрі занадто довгий і не дає потрібних фізичних властивостей. Для сушіння овочів та фруктів найкраще застосовувати конвективну сушку, так як вона дозволяє отримати очікувані фізичні та хімічні показники, при правильному, оптимального виборі режиму сушіння. Метою даного проекту є експериментально дослідити кінетику процесу сушіння моркви та квасолі, побудувати криві сушіння та зробити висновок щодо оптимального режиму сушіння. Також є припущення, що при сушінні моркви та квасолі разом відбуватиметься значна інтенсифікація процесу, так як в даному випадку квасоля виступатиме адсорбентом, оскільки вона є більш сухою, тому буде відбирати частину вологи на себе. Такий спосіб дозволить зменшити кількість підведеної енергії, що зробить процес сушки більш м’яким та покращить фізико- хімічні властивості продукту після його відновлення його вологою (колір, смак та т.ін.). Оскільки, сушіння овочів та фруктів не лише є хорошим методом консервації, а й значно зменшує їхню вагу, це в свою чергу значно полегшує їх транспортування, а отже і є економічно доцільнішим. Для дослідження процесу сушки суміші моркви та квасолі була створена експериментальна установка. Експериментальний стенд складається з системи ізольованих повітряних каналів з пристроями для теплової обробки і циркуляції теплоносія, вимірювальних ділянок, сушильних камер (вертикальної та горизонтальної), вимірювальних пристроїв для заміру величин, які характеризують кінетику сушіння досліджуваного матеріалу. Камера для сушіння представляє собою прямокутний короб, виконаний з листової сталі. Камера має бокові люки для з прозорими стінками, а також штуцери для виходу термоелектричних перетворювачів від матеріалу до потенціометру та трубки Піто. Щоб мати уявлення про вплив режиму сушіння на її тривалість, криві кінетики сушіння систематизуються за параметрами, що характеризують режим. Наприклад, якщо вивчається вплив температури, то на графіках наносяться криві сушіння, які відповідають різним температурам повітря, але при однаковій вологості і швидкості руху повітря. Якщо початковий вологовміст матеріалу різний, то криві сушіння можуть бути приведені до одного початкового вологовмісту шляхом переміщення їх по осі абсцис, якщо при цьму ми не виходимо з області періоду сталої швидкості сушіння. Необхідно відмічати реальний початковий вологовміст матеріалу, так як останній в загальному випадку впливає на критичний вологовміст.

    Переглянути
  • СТВОРЕННЯ ДОСЛІДНОЇ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛОМАСООБМІНУ ТА ПЕРЕКРИСТАЛІЗАЦІЇ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ КОМПЛЕКСНИХ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ З ГУМІНОВИМИ КОМПОНЕНТАМИ ТОРФУ

    При внесенні мінеральних добрив з гуміновими речовинами відбувається підвищення їх ефективності на 40%, тобто краще засвоєння їх рослинами, а це відіграє важливу екологічну роль, адже не спожиті розчинені добрива потрапляють в ґрунтові підземні води і забруднюється довкілля, що недопустимо. Тому дослідження процесу тепломасообміну та перекристалізації при виробництві комплексних мінеральних добрив з гуміновими компонентами торфу має велике значення для промисловості та сільського господарства країни. Дослідження цього процесу проводяться на установці сушіння зразків розчину (рис.1), властивістю якої є можливість регулювання температури вихідного теплоносія а також його витрати. Установка працює таким чином. Двигун 1 приводить в дію технічний вентилятор 2, що в свою чергу подає сушильний агент до нагрівального приладу 3, який потім потрапляє до корпуса 4, де власне і відбувається сушіння попередньо встановленого дослідного зразка 5. Там же встановлені всі необхідні вимірювальні прилади 6, 7, 8, за допомогою яки проводяться вимірювання температури, витрати та часу відповідно, а також дозатор 9. Метою дослідження є пошук оптимальних співвідношень концентрацій компонентів розчину, який проводиться методом підбору вмісту його складових. Задаються концентрації лугу і торфу, звідки відповідно знаходиться частка води. Потім все переводиться в масові долі, що дає змогу приготувати закваску. Вихідні розчини готуються для кожної серії дослідів в окремих посудинах. Для проведення дослідів заготовлюється 8 посудин з різними концентраціями компонентів. Спочатку в посудину засипається необхідна, попередньо розрахована кількість торфу, потім заливається вода, а вже вкінці додається луг. Все ретельно перемішується, після чого готуються зразки, які можна завантажувати на установку. Для більшої точності висновків, наочної оцінки і розрахунків на кожну концентрацію робиться по два досліди, тобто загальна кількість зразків становить 16, кожен з яких завантажується в установку окремо. На останній задається температура і витрата теплоносія. Температура приймається приблизно 90о С, а витрата задається такою, щоб не було виносу дослідного матеріалу зі скла, на якому він подається в установку. В результаті проведення досліджень робляться мікрофотознімки, проводяться розрахунки, будуються відповідні залежності і узагальнюються результати проведеної роботи.

    Переглянути