Моделирование тепло- и массопереноса при аэрозольном нанесении микрокомпонентов на дисперсную твердую фазу

• Автор: Петров, Константин Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ АЭРОЗОЛЬНОГО ОСАЖДЕНИЯ МИКРОКОМПОНЕНТОВ НА ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИСПЕРСНЫЙ СЛОЙ (литературный обзор)
1.1. Тенденции исследования гидродинамики и кинетики аэрозолей в неизотермических условиях

1.1.1. Области изучения и применения аэрозольных дисперсных систем

1.1.2. Тепло- и массообмен в аэрозолях при их движениях

в неизотермических условиях

1.2. Тепломассообмен и взаимодействие аэрозоля с твердой поверхностью

1.3. Предметные области использования аэрозольных

способов покрытия твердых поверхностей

1.4. Математическое моделирование детерминированно-стохастических систем с распределенными и сосредоточенными параметрами
1.4.1. Современное состояние математического моделирования детерминированно-стохастических систем при исследовании явлений переноса в гетерогенных системах
1.4.2. Обзор классов моделей с распределенными и сосредоточенными параметрами для описания явлений переноса
и методы их решений
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОЗОЛЬНОГО
НАНЕСЕНИЯ КОМПОНЕНТА НА ВИБРООЖИЖЕННУЮ ДИСПЕРСНУЮ ТВЕРДУЮ ФАЗУ
2.1. Микрокинетическая модель аэрозольного нанесения растворенного компонента на поверхность кристаллических

структур при изотермических условиях
2.1.1. Общая постановка задачи
2.1.2. Вывод основных уравнений модели
2.1.3. Численный анализ уравнений модели
2.1.4. Адекватность кинетического подхода к моделированию процесса аэрозольной обработки
2.2. Микрокинетическая модель аэрозольного нанесения растворенного компонента на поверхность кристаллических структур при неизотермических условиях
2.2.1. Основные допущения и синтез математической модели
2.2.2. Обоснование «регулярного» режима изменения средней температуры кристалла
2.2.3. Решение уравнений модели
2.2.4. Результаты вычислительного эксперимента
2.3. Оценка объемной скорости осаждения частиц аэрозоля
на дисперсную фазу
2.4. Оценка времени пребывания взвеси в виброожиженном слое
ГЛАВА 3. АДЕКВАТНОСТЬ КОМПЛЕКСА МАТЕМАТИЧЕСКИХ
МОДЕЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ МОДИФИКАЦИИ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ САХАРОЗЫ ПРИ АЭРОЗОЛЬНОМ НАНЕСЕНИИ РАСТВОРОВ В УСЛОВИЯХ ВИБРООЖИЖЕННОГО СЛОЯ
3.1. Экспериментальный комплекс для изучения аэрозольного осаждения веществ на виброожиженный слой дисперсной фазы
3.2. Оценка дисперсности распыляемого раствора
3.3. Контроль качества сахарсодержащего продукта
3.3.1. Оценка равномерности распределения сателлитного
компонента на кристаллах сахара кондуктометрическим

методом
3.3.2. Влагометрия на основе импедансометрических измерений
3.4. Инженерная методика расчета рациональных режимов аэрозольного нанесения сателлитного компонента
на кристаллическую фазу
ГЛАВА 4. ТЕХНИКА И ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОЗОЛЬНОГО ОСАЖДЕНИЯ САТЕЛЛИТНЫХ КОМПОНЕНТОВ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ САХАРА-ПЕСКА
4.1. Способ производства сахарсодержащего продукта
4.2. Установка для аэрозольного нанесения покрытия на кристаллы сахара с использованием электростатического поля
4.2.1. Электрическая зарядка аэрозоля
4.2.2. Движение аэрозольных частиц раствора стевиозида
в электростатическом поле
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ:
Приложение 1. Блок-схема алгоритма
Приложение 2. Акты об использовании результатов исследования
Приложение 3. Патентные документы

Система (2.9) - (2.12) сведена к задаче Коши для £

1+— (1-5*2) 3^1 ’
(в[+и&-в1^2)

1+—М2) 'в1+и&-в1^2
-2^2&
1+— (1-^2) 3^1
(в1+и&-в1^2)2 %
1+—М2)
3в,[ ’
в[+ив-в$2
5(0) = 1,

^/20
ц+т-в^2
из решения которой определяется
Л/ = 1+^-(1-53/2)
(2.14)
(2.15)
и С по уравнению (2.10).
Решение задачи (2.13) и (2.14) осуществлялось численно с использованием метода Рунге-Кутга четвертого порядка точности. Анализ показал, что влияние значений безразмерных комплексов В2 и В3 на картину процесса несущественно. Определяющим комплексом является В], характеризующий, по
Рис. 2.1. Кинетика процесса аэрозольного нанесения компонента на поверхность кристалла при ^ =30,48, В2 = 29,48 (1-В, =1,28-10'2; 2-В, = 6,4-10'2; 3 -В, = 0,64); а - относительная поверхность кристалла; б - относительная масса кристаллического вещества в пленке; в - относительная концентрация кристаллического вещества в пленке при В, = 1,28-КГ2 (4-1/ = 85; 5-11 = 8,5-104)
существу, удельную массу растворенного кристаллического вещества на единицу поверхности кристалла. Как и следовало ожидать, увеличение ком-