Расчет тонкослойных течений двухфазных сред по проницаемым поверхностям рабочих элементов фильтровального оборудования

• Автор: Фазылзянов, Роберт Рашидович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 187 с. : ил.

1.1 Фильтрующие аппараты химической технологии с двухфазной рабочей средой и методы их расчета.

1.2 Современные методы описания гидромеханики многофазных сред.

1.3 Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. ПЛЕНОЧНОЕ ТЕЧЕНИЕ ДВУХФАЗНЫХ НЕНЫОТОНОВСКИХ СРЕД ПО ПРОНИЦАЕМЫМ ПОВЕРХНОСТЯМ.
2.1 Адаптация метода поверхностей равных расходов для описания течении двухфазных гетерогенных сред по проницаемым поверхностям.

2.2 Расчет процесса сгущения суспензии при ее течении по проницаемым поверхностям.

2.3 Математическое моделирование процесса фильтрования суспензии с образованием осадка
Выводы.
ГЛАВА 3. ПЛЕНОЧНОЕ ТЕЧЕНИЕ ДВУХФАЗНЫХ СРЕД ПО РАБОЧИМ ПОВЕРХНОСТЯМ ВРАЩАЮЩИХСЯ ПРОНИЦАЕМЫХ НАСАДОК.
3.1 Адаптация метода поверхностей равных расходов для описания течений двухфазных гетерогенных сред по внутренней поверхности вращающихся проницаемых насадок
3.2 Расчет процесса сгущения суспензии при ее течении по вращающимся проницаемым насадкам
3.3 Математическое моделирование движения двухфазных сред с образованием осадка
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЕ РАСЧЕТЫ, ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1 Гидродинамика двухфазных течений со свободной поверхностью
4.1.1 Алгоритм решения системы нелинейных дифференциальных уравнений
4.1.2 Особенности решения системы нелинейных дифференциальных уравнений.
4.1.3 Анализ результатов численных расчетов.
4.1.4 Алгоритм расчета процесса сгущения суспензии при ее течении по плоским проницаемым поверхностям и анализ полученных результатов
4.1.5 Алгоритм расчета процесса фильтрования суспензии с образованием неподвижного слоя осадка и анализ полученных результатов
4.1.6 Методика расчета фильтрующего оборудования
4.2 Алгоритм расчета фильтрующей центрифуги.
4.2.1 Описание алгоритма и анализ путем проведения численных расчетов
4.2.2 Алгоритм расчета процесса сгущения суспензии при ее течении по вращающимся проницаемым насадкам и анализ полученных результатов
4.2.3 Расчет процесса фильтрования суспензии с образованием движущегося слоя осадка алгоритм и анализ полученных результатов.
4.2.4 Методика расчета фильтрующей центрифуги.
Заключение
Литература


Труды V Минского международного форума по тепломассообмену. Минск, , т. Полный текст в ММФ. I. Iv, iv , v, iv i iii i Ii i ii, i, , , v. Полный текст в II, 5. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений и содержит 7 страниц машинописного текста, рисунок и 2 наименования литературы. Автор выражает искреннюю признательность действительному члену Российской и Международной инженерных академий, Международной академии информатизации и НьюЙоркской академии наук, доктору технических наук, профессору Холпанову Л. П. за постоянное внимание к работе, поддержку, ценные практические советы и коллективу кафедры прикладной математики КГАСА, где выполнялась работа. ГЛАВА 1. ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ. В данной главе приводится обзор работ, посвященных описанию основных процессов и аппаратов химической технологии, применяемых для разделения и фильтрования двухфазных сред и методам их расчета, а также проблемам, связанным с записью уравнений механики гетерогенных сред при пленочных течениях в фильтрующей и разделительной аппаратуре. Фильтрующие аппараты химической технологии с двухфазной рабочей средой и методы их расчета. Процессы фильтрования гетерогенных сред находят широкое применение в промышленности для тонкого разделения газовых или жидких гетерогенных смесей. С помощью фильтрования можно добиться выхода продукта гораздо более высокого качества вследствие значительно более полной, чем в процессах осаждения, очистки жидкости от взвешенных частиц 1,2. В процессе фильтрования твердые частицы либо задерживаются на поверхности фильтровальной перегородки с образованием осадка, либо проникают вглубь фильтровальной перегородки, задерживаясь в порах. В соответствии с этим различают процессы фильтрования с образованием осадка и с закупориванием пор. Движущая сила процесса фильтрования перепад давлений, создаваемый либо с помощью насоса, вакуумнасоса или компрессора, либо с помощью центробежных сил. В первом случае происходит фильтрование под действием перепада давления, во втором центробежное фильтрование центрифугирование 2. Рассмотрим основные виды аппаратов химической технологии, предназначенных для разделения и фильтрования гетерогенных сред. В самом простом случае фильтр для фильтрования суспензии представляет собой сосуд, корпус которого разделен на две части фильтровальной перегородкой. Суспензию помещают в верхнюю часть сосуда так, чтобы в течении всего процесса фильтрования она соприкасалась с фильтровальной перегородкой. По разные стороны от фильтровальной перегородки создают перепад давлений. Под действием движущей силы происходит фильтрование жидкости через перегородку с образованием слоя осадка из частиц дисперсной фазы на поверхности перегородки, а просачивающаяся сплошная фаза собирается в нижней части сосуда. По мере увеличения слоя осадка возрастает его гидравлическое сопротивление и скорость фильтрации уменьшается. Разность давлений по обе стороны фильтровальной перегородки создают разными способами. Если пространство под фильтровальной перегородкой сообщают с источником вакуума или пространство над суспензией сообщают с источником сжатого газа, то происходит процесс фильтрования при постоянной разности давлений. Если же суспензию подают на фильтр поршневым насосом, то фильтрование осуществляется при постоянной скорости. Разность давлений увеличивается по мере роста сопротивления осадка. В случае подачи суспензии на фильтр с помощью центробежного насоса процесс фильтрования осуществляется при переменных разности давлений и скорости с ростом давления скорость снижается в соответствии с техническими характеристиками насоса. Этот вариант фильтрования имеет неоспоримые преимущества перед фильтрованием с закупориванием пор, при котором возникают сложные проблемы, связанные с регенерацией фильтровальной перегородки, решить которые в некоторых случаях не представляется возможным. Процесс фильтрования сопровождается осаждением твердых частиц, что приводит к изменению закономерностей и усложнению самого процесса.