Сушка водорастворимых полимеров в сушилках с комбинированным подводом теплоты

• Автор: Лебедев, Василий Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список условных обозначений

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Математическое моделирование тепло и массопсрепоса в

процессе сушки полимерных материалов

1.2. Усадка материала в процессе сушки

1.3. Конструкции сушилок для полимеров

1.4. Выводы по литературному обзору и постановка задачи исследования

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

СУШКИ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ.

2.1. Математическая модель сушки полимера, сформированного в
виде пластины.
2.2. Математическая модель сушки полимера, сформированного в
виде стренга круглого сечения.
2.3. Математическая модель процесса сушки при кондуктивном
подводе теплоты.
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
СУШКИ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ.
3.1. Сушка в условиях радиационноконвективного подвода
теплоты.
3.1.1. Исследования по установлению кинетических
закономерностей процесса сушки полимерных гелей.
3.1.2. Экспериментальные исследования по изучению усадки
полимерных гелей в процессе сушки.
3.2. Сушка в условиях кондуктивного подвода теплоты.
Глава 4. АППАРАТУРОЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ
ПРОЦЕССА СУШКИ ПОЛИМЕРОВ. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СУШИЛОК.
4.1. Терморадиационная сушилка для сушки гелей полимеров, сформированных в виде прутков круглого сечения.
4.2. Терморадиационная сушилка для сушки 9 низкоконцентрированных гелей полимеров
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Одним из водорастворимых полимеров, получивших в последние десятилетия очень широкое, распространение и привлекающих постоянное внимание исследователей, является полиакриламид (ПАА), его производные и сополимеры акриламида. Широкое использование полимеров данного класса обусловлено возможностью их получения с различной молекулярной массой. Их применение не вызывает загрязнения окружающей среды, не связано с использованием токсичных, огне- и взрывоопасных органических растворителей и значительно снижает загрязнение промышленных сточных вод [4-7]. Следует отметить, что темпы роста производства не удовлетворяют потребностей, которые ежегодно возрастают на 8-% []. Часто водорастворимые полимеры выпускают в виде водного раствора-геля с небольшим содержанием основного вещества. Такие гели имеют недостаточно стабильные характеристики и ограниченную область применения. Они неэкономичны при транспортировке и неудобны при приготовлении рабочих растворов. Полимеры, полученные в твердом виде, имеют преимущества перед гелями. Они удобны при транспортировке, имеют высокое содержание основного вещества и обладают широким спектром потребительских свойств. В промышленности в основном используют конвективный способ сушки. Однако данный способ не позволяет достигать высокой интенсивности сушки, а при повышении температуры сушильного агента приводит с деструкции материала и потере его потребительских качеств [,]. Одним из перспективных методов интенсификации процесса термообработки коллоидных влажных материалов является использование радиационного энергоподвода при помощи инфракрасных излучателей[ -]. Вопросами исследования процессов сушки различных материалов посвящено большое число работ как отечественных так и зарубежных авторов, в которых была рассмотрена кинетика процесса сушки целого ряда материалов, описаны конструкции сушилок для реализации процесса [-]. Тем не менее, задача разработки рационального способа сушки водорастворимых полимеров с учетом их свойств и особенностей является актуальной. Данная работа включает в себя экспериментальные и теоретические исследования процесса обезвоживания водорастворимых полимеров, осуществляемого с целью получения конечного продукта, обладающего требуемыми потребительскими свойствами. Объект исследования: процесс сушки полимерных гелей. Предмет исследования — закономерности процесса сушки, технологические режимы при различных способах подвода теплоты. Целью работы является разработка рационального способа обезвоживания гелей водорастворимых полимеров на основе экспериментально-аналитического изучения тепломассообмена при сушке и создание методики расчета оборудовании для его реализации. Научная новизна результатов работы заключается в следующем. Предложен расчетный метод определения полей влагосодержания и изменяющегося линейного размера в процессе сушки деформируемых коллоидных тел. По результатам экспериментальных исследований и математического моделирования представлены закономерности сушки водорастворимых полимеров и выявлены особенности процесса. Разработаны математические модели процесса сушки полимерных гелей, сформированных в виде прутков круглого сечения и пластин при радиационно-конвективном подводе теплоты, учитывающие усадку материала. На основе экспериментальных данных получены аналитические зависимости парциального давления водяных паров над гелями водорастворимых полимеров от их влагосодержания и температуры. Практическая ценность. Выявлены рациональные режимно-технологические параметры процесса сушки водорастворимых полимеров, сформированных в виде прутков круглого сечения и пластин. Разработано программное обеспечение моделирования и расчета процесса сушки водорастворимых полимеров. Автор защищает. Метод расчета процесса сушки полимерных гелей с учетом усадки материала. Математические модели процесса сушки водорастворимых полимеров в сушилках с радиационно-конвективным подводом теплоты. Результаты экспериментальных исследований процесса сушки водорастворимых полимеров. Методику расчета оборудования для обезвоживания водорастворимых полимеров. Публикации. ВАК. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Список литературы включает наименования.