Математическое моделирование и оптимизация статических режимов процесса грануляции в псевдоожиженном слое

• Автор: Иньков, Владимир Игоревич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 241 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО КОНСТРУКТИВНОМУ ОФОРМЛЕНИЮ, МАТЕМАТИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ГРАНУЛЯЦИИ.

1.1. Состояние работ по аппаратурному оформлению цроцессов грануляции .

1.2. Состояние вопроса математического моделирования цроцесса грануляции в псевдоожиженном слое
1.3. Состояние воцроса по оптимизации режимов функционирования цроцесса грануляции . .

1.4. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГРАНУЛЯЦИИ В ШЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

2.1. Разработка математической модели процесса

2.2. Алгоритм решения системы уравнений математической модели

2.3. Идентификация математической модели процесса грануляции.

2.3.1. Разработка методики проверки адекватности уравнений модели
2.3.2. Методика проведения экспериментальных исследований
2.3.3. Результаты проверки адекватности и коррекции математической модели .
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА ГРАНУЛЯЦИИ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ .
3.1. Постановка задачи исследования статических характеристик.
3.2. Исследование статических режимов процесса грануляции
3.3. Исследование зависимостей доли белка и аминокислот в продукте от основных режимных и возмущающих воздействий
3.4. Определение областей допустимых статических режимов процесса грануляции .
3.5. Обоснование и выбор параметров оптимизации 9 ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА
ГРАНУЛЯЦИИ ПРОДУКТОВ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО
СИНТЕЗА
4.1. Постановка задачи оптимизации.
4.2. Выбор критерия оптимизации
4.3. Определение области допустимых режимных воздействий.
4.4. Разработка алгоритма оптимизации статических режимов.
4.5. Исследование оптимальных статических режимов процесса грануляции в псевдоожиженном
ГЛАВА 5. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ ПОДДЕРЖАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА ГРАНУЛЯЦИИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
5.1. Система поддержания оптимальных статических режимов и сравнение ее с системой стабилизации .
5.2. Разработка локальных систем поддержания оптимальных статических режимов гранулятора псевдоожиженного слоя.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Ойгенблика, П. Г.Романкова, Н. Б.Рашковской [6], Н. А.Шаховой [-4], Гриммета [5,6], 0. М.Тодеса с сотрудниками []. Однако, все эти зависимости получены либо для периодического или нестационарного производства, либо при наличии "ненормального" роста гранул, вызванного дроблением частиц, их уносом и агломерацией. С) дробление и агломерация частиц незначительны, а при грануляции продуктов микробиологического синтеза из низкоконцентрированных суспензий термического дробления вообще не наблюдается. Определяя кинетику роста гранул, и составляя на ее основе математические модели процесса, позволяющие оцределять гранулометрический состав продукта, вышеперечисленные исследователи не обращали должного внимания на вопросы тепло и массообмена, без чего невозможен расчет влагосодержания получаемого продукта, являющегося одним из основных показателей его качества. Одной из первых попыток объяснить полидисперсность продукта при подаче монодисперсного ретура явилась работа Джонке и др. Аналогичный подход был применен в работе Шаховой и Евдокимова [0] при рассмотрении процесса грануляции со скоростью роста первого порядка. Однако, в данных работах не производилось исследование функций времен пребывания частиц в аппарате и их зависимостей от параметров ведения процесса. Функции плотности распределения времен пребывания частиц в грануляторе в реальном случае отличны от кривой вымывания, как предполагается в [9], и не могут определяться лишь потоками выгрузки и рецикла, как допускается в [0]. Ввиду этого, исследователи вынуждены были вводить в выражение для скорости роста гранул константу и корректировать ее по результатам экспериментальных исследований, что не позволяет применять подобную модель при изменении конструкции или производительности гранулятора псевдоожиженного слоя. Введение функции распределения времен пребывания частиц в псевдоожиженном слое впервые предложено для составления математической модели гранулятора кипящего слоя в работе Бабенко и др. Аналогичный подход для определения гранулометрического состава продукта в стационарном процессе грануляции при обезвоживании в кипящем слое и линейной скорости роста гранул предложен Бахтиным [8-]. Следует отметить, что модель, предложенная Бахтиным, адекватно описывает процесс лишь при подаче монодисперсного ретура, что является практически неосуществимым в работе цромышленных аппаратов. В настоящее время известно большое количество работ, посвященных определению плотности распределения времен пребывания частиц в грануляторе с помощью экспериментальных и теоретических исследований [2,,,,,,1]. Полученные математические модели могут быть реализованы на ЦВМ, что позволяет определять гранулометрический состав продукта цри различных режимах ведения процесса. При этом получаемое распределение диаметров гранул продукта удовлетворительно может быть аппроксимировано либо известным законом распределения, либо законом специального вида [2,3]. Получение требуемого распределения частиц по размерам возможно путем добавления к данному образцу некоторого количества материала той или иной размерной фракции. Количество материала добавляемой фракции определяется с помощью реализации на ЦВМ математической модели [7]. Вывод гранулятора псевдоожиженного слоя на стационарный режим с заданным гранулометрическим составом продукта описывается с помощью математической модели переходного режима, позволяющей определять время Т переходного процесса [ 5]. Математические модели процесса грануляции, созданные для расчета гранулометрического состава продукта, не учитывают процессы тепло и массообмена на поверхности гранулы, что не позволяет заранее предсказывать температуру гранул и их влагосодер-жание. Вместе с тем известно, что данные параметры существенно влияют на качество ведения цроцесса, и особенно важны цри сушке и грануляции термолабильных продуктов. Условия ведения процесса, в первую очередь температурный режим, оказывают сильное влияние на важную характеристику получаемых гранул - механическую прочность [,,,5,7].