Науково-теоретичні основи вібраційних процесів у гетерогенних системах

Abstract

Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної проблеми інтенсифікації процесів у сепараційних, класифікаційних і грануляційних пристроях шляхом розроблення науково-теоретичних основ процесу вібраційного впливу на гетерогенні системи, моделювання гідродинаміки сепараційних пристроїв, аналізу впливу сполученого конвективного теплообміну і капілярного руху на ефективність сепарації газоконденсатних систем, запобігання негативній дії вторинних процесів і впливу вібрацій на процес утворення гранул монодисперсного складу. Вперше теоретично обгрунтовано підвищення ефективності сепарації за рахунок вібраційно-фільтрувальних принципів розділення; створено науково- теоретичні основи дослідження гідроаеропружної взаємодії сепараційних елементів із газорідинним потоком; теоретично обгрунтовано існування критичного числа Вебера в процесі вторинного подрібнення краплинної рідини; створено науково-теоретичні основи дослідження процесу стікання плівки рідини зі сполученим конвективним теплообміном на охолоджуваних поверхнях контактних елементів; створено наукові основи теорії гратчастих структур для дослідження процесів сепарації та фільтрації. Удосконалено математичну модель визначення питомої поверхні контакту фаз у процесах хімічної технології та математичну модель процесу передавання енергії від механічного збудника коливань до плаву рідини у віброгрануляторі. Досліджено вібраційний вплив на процес диспергування рідини. Набули подальшого розвитку математичні моделі основних і вторинних процесів у сепараторах і віброгрануляторах. Створено теоретичні основи оцінювання параметрів процесу пневмокласифікації сумішей. Одержані закономірності розширено на методи досліджень процесів грануляції, розпилення рідини та вимивання поживних речовин з капсульованих мінеральних добрив.

Диссертация посвящена решению важной научно-технической проблемы интенсификации процессов в сепарационных, классификационных и грануляционных устройствах путём разработки научно-теоретических основ процесса вибрационного воздействия на гетерогенные системы, моделирования гидродинамики модульных сепарационных устройств, анализа влияния процессов сопряжённого конвективного теплообмена и нестационарного капиллярного движения жидкости при фильтрации на эффективность процессов сепарации газоконденсатных систем, а также предотвращения негативного воздействия вторичных процессов и влияния вибраций на процесс образования гранул монодисперсного состава. Впервые теоретически обосновано повышение эффективности сепарации за счёт вибрационно-фильтрующих принципов разделения; созданы научно- теоретические основы гидроаэроупругого взаимодействия сепарационных элементов с газожидкостным потоком; теоретически обосновано существование критического числа Вебера в процессе вторичного дробления капельной жидкости; созданы научно-теоретические основы исследования процесса стекания плёнки жидкости с совмещенным конвективным теплообменом на охлаждаемых поверхностях контактных элементов; созданы научные основы теории решётчатых структур для исследования процессов сепарации и фильтрации. Усовершенствована математическая модель определения удельной поверхности контакта фаз в процессах химической технологии и математическая модель процесса передачи энергии от механического возбудителя колебаний к плаву жидкости в виброгрануляторе. Исследовано вибрационное воздействие на процесс диспергирования жидкости. Получили дальнейшее развитие математические модели основных и вторичных процессов в сепараторах и виброгрануляторах. Созданы теоретические основы оценивания параметров процесса пневмо- классификации смесей. Полученные закономерности расширены на методы исследования процессов грануляции, распыления жидкости и вымывания питательных веществ из капсулированных минеральных удобрений.

The dissertation is devoted to the solution of an urgent scientific and technical problem of processes intensification in separators, classifiers, and prillers by developing the scientific and theoretical foundations of the process of vibrational impact on heterogeneous systems, modeling the hydrodynamics of modular separation devices, analysis of the influence of joint convective heat transfer processes and non-stationary capillary fluid motion during filtration on the efficiency of separation for gas-condensate systems, as well as prevention of harmful effects of secondary processes and the influence of vibrations on the formation of monodisperse granules. For the first time, an increase in separation efficiency due to vibrational and filtering principles of separation has been theoretically justified. Scientific and theoretical foundations of hydroaeroelastic interaction of separation elements with the gas-liquid flow have been developed. The existence of a critical Weber number in the process of secondary crushing of a dropping liquid has been theoretically substantiated. The scientific and theoretical fundamentals of the liquid film downflow have been developed with combined convective heat transfer on the cooled surfaces of contact elements. The scientific foundations of the theory of ceil structures have been created for the study of separation and filtration processes. A formula for determining the specific interfacial surface in the processes of chemical technology has been clarified, and the mathematical model of the process of energy transfer from a vibrational actuator to a fluid melt in a vibrational priller has been refined. The vibrational impact on the liquid dispersion process has been investigated. The mathematical models of the main and secondary processes in separators and vibrational prillers were further developed. The theoretical foundations for parameter identification of the pneumatic classification process of bulk material have been developed. The proposed approaches have been extended to methods for studying prilling processes, spraying liquids, and nutrient release from encapsulated mineral fertilizers.