Научное обоснование и совершенствование технологических процессов и оборудования для переработки дисперсных материалов на принципе взаимодействия рационально сформированных струйных потоков

• Автор: Лебедев, Антон Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 257 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ФОРМИРОВАНИЮ, ДВИЖЕНИЮ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ ДИСПЕРСНЫХ ПОТОКОВ

1.1 Способы переработки дисперсных систем

1.2 Формирование струйных течений твердых и жидких сред

1.2.1 Устройства для перевода материалов в разреженное состояние

1.2.2 Устройства для переработки дисперсных материалов с использованием ударных эффектов

1.3 Анализ известных литературных источников по механике формирования потоков

1.4 Математическое описание процессов ударного взаимодействия одиночных частиц и струй с рабочими элементами

1.5 Взаимодействия в частиц в разреженных системах

Выводы по главе и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ОБЩЕГО ПОДХОДА К ОПИСАНИЮ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ, ДВИЖЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДИСПЕРСНЫХ ПОТОКОВ
2.1 Математическое описание процесса формирования струйных потоков
2.2 Математическое описание движения частиц в разреженных потоках
2.3 Ударное взаимодействие дисперсных потоков с рабочими органами аппаратов
2.3.1 Механика ударного взаимодействия с отбойными элементами
2.3.2 Метод определения коэффициента отражения частиц от отбойного элемента
2.3.3 Ударное взаимодействие дисперсных потоков, сопровождающееся изменением размеров частиц
2.4 Взаимодействие пересекающихся струйных потоков
2.4.1 Особенности взаимодействия разреженных потоков
2.4.2 Рассмотрение взаимодействия струй дисперсных частиц на микроуровне
2.4.3 Характер взаимодействия потоков с позиций макроуровня
Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУЙНОГО СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Смешение сыпучих сред в центробежных устройствах
3.1.1 Описание конструкций новых смесителей
3.1.2 Математическое описание процесса формирования разреженного потока частиц вращающимся распылителем
3.1.3 Методика расчета коэффициента неоднородности смеси
3.1.4 Сравнительные теоретико-экспериментальные исследования процесса смешивания
3.2 Смешивание сыпучих материалов в щеточных устройствах
3.2.1 Конструкции щеточных смесителей, работающих на принципе наложения разреженных потоков
3.2.2 Математическое описание процесса разбрасывания сыпучих сред устройством с радиальными эластичными органами
3.1.3 Математическое описание процесса образования отраженного потока
3.2.4 Экспериментальные исследования формирования потока твердых частиц, создаваемого щеточным распыливающим органом
Выводы по главе 3:
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ, ДВИЖЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКОВ ЖИДКИХ, ТВЕРДЫХ И КОМПЛЕКСНЫХ ЧАСТИЦ
4.1 Формирование и взаимодействие струйных потоков жидких и твердых частиц
4.1.1 Новые аппараты для смешивания частиц вязкой жидкости с твердыми частицами
4.1.2 Получение дифференциальных функций распределения числа капель вязкой жидкости по углам рассеивания и размерам
4.1.3 Экспериментальное исследование процесса распыливания вязкой жидкости форсунками давления
4.1.4 Исследование процесса смешивания капель вязкой жидкости с сыпучим материалов
4.2 Исследование ударного разделения неоднородных жидкостей
4.2.1 Описание нового способа и устройств для ударного разделения суспензий
4.2.2 Математическая модель ударного взаимодействия дисперсного потока суспензии с наклонным отбойным элементом
4.2.3 Сравнительные экспериментальные исследования процесса разделения суспензий ударом о неподвижный наклонный отбойник
4.2.4 Использование разделителей суспензий в системах гидротранспортирования сыпучих материалов
Выводы по главе
ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ И УДАРНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКА ЧАСТИЦ С ОТБОЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ В МЕЛЬНИЦАХ ЦЕНТРОБЕЖНО-УДАРНОГО ТИПА
5.1 Анализ процесса изнашивания отбойных элементов и лопастей центробежно-ударных мельниц
5.2 Разработка конструкции измельчителя материалов центробежноударного типа
5.3 Математическое описание формирования отраженного разреженного потока частиц

налетающих частиц от угла а и расстояния г до разбрасывающего устройства:
п = п0{г)/{а) , (1.3)
а скорости налетающих частиц распределены по углу а .
Здесь /](а) может быть нормирована условием V,(а=0) = у, . Считается, что на выделенном элементе поверхности 5 находится N частиц. Тогда число частиц падающих на выделенный элемент за время
с1Ы = п0{г)/(а)у, / 1(а)со$(а)5[1 - лЫ Я2,! . (1-4)
Здесь Я, - эффективный радиус.
Поверхностная плотность распределения частиц на жидкой поверхности в данной модели описывается дифференциальным уравнением:
Д^/(а)у;/,(а)соз(«)и_ а а 2л; уу2<со${а)>
При турбулентном движении жидкости в слое пульпы частицы могут увлекаться на внутреннюю область турбулентными вихрями. Тогда в данное математическое описание вводят характерное время пребывания и эффективную частоту поглощения частиц вихревой воронкой [1].
В работе Роменской [186] из функционального уравнения Маркова, являющегося частным случаем уравнения Колмогорова -Чепмена, выведены обобщенные матричные модели диспергирования гетерогенных систем. В полученных математических моделях не содержится в явном виде время процесса диспергирования. Роль времени играет число актов нагружения и разрушения частиц п в дезинтеграторе.
Математическая модель для прогнозирования распределения частиц по размерам представлена в работе Филичева П. В. [187]. Приведенная модель