Разработка методов исследования структуры потоков дисперсной системы "жидкость-твердое" и создание массообменных аппаратов с циркуляционным слоем

• Автор: Полтавцев, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 291 с. : ил.

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОЛТАВЦЕВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ ДИСПЕРСНОЙ СИСТЕМЫ "ЖДКОСТЪ-ТВЕРДОЕ" И СОЗДАНИЕ МАССООЕМЕННЫХ АППАРАТОВ С. ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ СЛОЕМ
05.17.08 - пропессы и аппараты химической'
На правах рукописи
УДК 66.096.5-954:521
технологии
. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук
МОСКВА

Введение и постановка проблемы
Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ 3-х ФАЗНЫХ ПРОЦЕССОВ
1.1. Гидродинамика трехфазных систем
1.2. Структура потоков в секционированных аппаратах
с перемешиванием
1.3. Теория массообмена в системах Т:Ж
1.4. Массообменные аппараты в системе Т:Ж:Г
Глава П. СТРУКТУРА ПОТОКОВ В СЕКЦИОНИРОВАННОМ АППАРАТЕ
2.1. Технологическая конечность отклика
2.2. Механизм образования отклика
2.3. Геометрическая прогрессия состава объема ступеней
2.4. Двухпараметрическая модель ступенчатого проиесса с идеальной циркуляцией и спектр
времени пребывания частиц
2.5. Матричное моделирование отклика ступеней
2.6. Линейно-переменный массив частей отклика СЦМ
2.7. Передаточная и П-образная функции ступенчато-шркуляпионной модели
2.8. Уровни иерархии типовых математических моделей
2.9. Определение параметров СЦМ из эксперимента
2.І0. Двухпараметрическая модель ступенчатого процесса
с экспериментальными коэффициентами
Глава Ш. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА РЕГЕНЕРАЦИИ
3.1. Физическая модель проиесса
3.2. Решение краевой задачи нестационарной массопроводности процесса регенерации
3.3. Анализ решения математической модели
Глава ІУ. МАССООБМЕН В СЕКЦИОНИРОВАННОМ ТВС
4.1. Кинетика проточного процесса
4.2. Кинетика непроточного процесса
4.3. Кинетика многосекционного проточного процесса
4.4. Кинетика секционированного противотока

Глава У. СЕКЦИОНИРОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ВИХРЕВОГО СЛОЯ.
5Д. Трехфазный вихревой слой
5.2. Гидравлическое сопротивление слоя
и его пределы существования
5.3. Структура 3-х фазного потока в плоских пиркуляторах
5.4. Производительность затопленных циркуляторов
5.5. Противоточное. взаимодействие фаз
5.6. Движение твердой фазы в секционированном слое
5.7. Движение жидкости в секционированном слое
6.1. Движение одиночного газового пузыря
6.2. Скорость движения гранул в ТВС
6.3. Односекционный периодический проточный процесс
6.4. Лабораторный периодический непроточный процесс
6.5. Проточный многоеекпионный процесс
6.6. Межеекпионное движение потоков
6.7. Производительность затопленного циркулятора
6.8. Осмотическая прочность ионитов в ТВС
Глава УП. ПРОМЫШЛЕННЫЕ И ЛАБОРАТОШЫЕ АППАРАТЫ И УСТАНОВКИ
7.1. Лабораторные аппараты
7.2. Деаэраторы
7.3. Экстракторы
7.4. Сверхскоростные ионообменные фильтры
7.5. Карусельный массообменный аппарат
7.6. Ступени ионообменных аппаратов
7.7. Способ посадки слоя
7.8. Влажный пар как газовая фаза ТВС
7.9. Дроссели и клапана
Однако принятые в работе допущения и упрощения обуславливают эмпирический характер выражения. Таким образом,создалось следующее положение в исследовании процессов сорбции и экстрагирования: исследователи последнего стремятся к противотоку и отвергают кипящий слой практически во всех вариантах, т.к. кипящий слой не даёт нужных показателей для промышленных систем, а исследователи сорбции принимают кипящий слой, но лишь в системе Т:Г, где удаётся достичь высокой относительной скорости газа.
Практически одновременной с [85-8б] следует считать работу [92] , в которой приближенно решена задача нестационарного массо-переноса для основных геометрических форм (пластина, цилиндр,шар) с переменной концентрацией внешней среды, но лишь для диагональной изотермы равновесия. В этой работе материальный баланс прямотока и противотока введён в ГУ-Ш и органически слит с кинетикой процесса.Приближение заключается в двух допущениях, введённых в ГУ-Ш, но аналитически разрешимого выхода нет, т.к. задачи с постоянными температурой или концентрацией на границе тела или с так называемой "неограниченной" средой составляют группу с бесконечным количеством внешней фазы: в первом случае это отражено Вс=оо, во втором - координата X—5>оэ, т.е. происходит вырождение уравнения материального баланса. Замена "неограниченной" среды конечным приводит к появлению "глухой" (непроницаемой) гра-
ницы, на которой при решении задачи требуется ещё одна функция |(Ъ) для жидкой фазы. Задача становится аналитически неразрешимой, по крайней мере в методах интегральных преобразований.
И, наконец, в работе [44] достигнуто совмещение всех основных моментов нестационарного массопереноса для процессов типа - "охлаждение”, но процессы типа - "нагревание" (в терминологии массо-обмена - "пропитка") практически неосвещены. При кажущейся прое-