Дослідження масопередачі та гідродинаміки процесу ректифікації у відцентровому апараті. Виявлення шляхів підвищення ефективності робочого обладнання. Розгляд основних закономірностей процесу ректифікації органічних речовин, що відбувається в апаратах.
При низкой оригинальности работы "Закономірності гідродинаміки та масопередачі процесу ректифікації у відцентровому апараті", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Масообміні процеси мають велике значення в більшості хімічних виробництв. Це дозволяє зменшити час перебування речовин в апараті, покращити керування процесами за рахунок зміни гідродинамічних факторів, а також зменшити енергетичні витрати при багатотоннажному виробництві. Розповсюдження в промисловості методів інтенсифікації на основі критичних гідродинамічних режимів в значній мірі стримується з-за нестачі простих і надійних пристроїв, які забезпечують сталу роботу таких апаратів та практичної відсутності даних фундаментального характеру, рекомендацій щодо управління технологічними параметрами процесів, адекватних методів розрахунку обладнання. Таким чином, створення нових відцентрових апаратів, модернізація та оптимізація параметрів діючого обладнання є актуальною задачею, яка потребує обґрунтованих методів як теоретичних розрахунків параметрів, так і експериментального дослідження нових контактних елементів та режимів роботи відцентрових апаратів. Дисертаційна робота виконувалася у відповідності до наукового напрямку кафедри хімічної техніки та промислової екології НТУ “ХПІ” у галузі хімічної техніки та технології і стосується вивчення гідродинамічних та масообмінних процесів, моделювання, розрахунків та розробки обладнання.Через штуцер у корпус апарата тангенціально подається газ чи пар, що взаємодіє з рідиною в контактному елементі і потім виводиться з апарата через штуцер. За рахунок цього під впливом відцентрової сили рідина, що надходить у контактний елемент, рухається протитечією з газом, що йде назустріч, (паром) і виводиться з апарата через штуцер. “Захлинання” контактного пристрою відцентрового апарата визначається як навантаженням по фазах, так і швидкістю обертання ротора. , де - обсяг віднесеної рідини, м3/год, - обсяг рідини, що надходить в апарат, м3/год, Величина віднесення росте зі збільшенням швидкості газу і числа оборотів ротора, що повязано зі збільшенням сили гідродинамічного впливу на краплі з боку газового потоку і зменшенням розмірів крапля при підвищенні частоти обертання ротора. Можна отримати загальний тиск, що створюється зміною окружних, відносних і абсолютних швидкостей потоку газу в каналі контактного пристрою ротора, що обертається: де - тиск, який перешкоджає руху газу через контактний пристрій і створює гідравлічний опір, що визначається експериментально. де - опір сухого контактного пристрою, що не обертається Па; - опір контактного пристрою, що обертається, Па. де - вільний обсяг пристрою; - вязкість газу, - швидкість газу в контактному пристрої, - еквівалентний діаметр, - внутрішній і зовнішній радіус ротора.Процес ректифікації реалізовано у відцентровому апараті. Аналіз літературних джерел показав що процес ректифікації органічних речовин з використанням відцентрових апаратів знайшов застосування у деяких галузях промисловості, але не досить розповсюджений тому що всі відомі конструкції апаратів значно розрізняються, що ускладнює розрахунки та проектування нових, а також реконструкцію діючих. Виявлено, що застосування високих відцентрових прискорень у 1000-1500 g у відцентрових апаратах дозволяє розробити на їх основі високоефективне компактне масообмінне устаткування для проведення процесів ректифікації, абсорбції та десорбції. Досліджено гідравлічний опір нових контактних елементів у широкому діапазоні навантажень по фазах і швидкостей обертання ротора, визначено граничні навантаження й області усталеної роботи апарата. Одержано залежність кінетики масообміну від основних робочих параметрів апарата: навантажень за фазами, частоти обертання ротору, конструктивних особливостей контактних елементів і фізико-хімічних властивостей системи.
План
2. Основний зміст роботи
Вывод
Дисертаційна робота присвячена рішенню науково-практичної задачі інтенсифікації процесу тепломасопереносу при використанні турбулентної взаємодії фаз в процесі ректифікації. Процес ректифікації реалізовано у відцентровому апараті. У процесі досліджень отримані наступні висновки: 1. Аналіз літературних джерел показав що процес ректифікації органічних речовин з використанням відцентрових апаратів знайшов застосування у деяких галузях промисловості, але не досить розповсюджений тому що всі відомі конструкції апаратів значно розрізняються, що ускладнює розрахунки та проектування нових, а також реконструкцію діючих. Виявлено, що застосування високих відцентрових прискорень у 1000-1500 g у відцентрових апаратах дозволяє розробити на їх основі високоефективне компактне масообмінне устаткування для проведення процесів ректифікації, абсорбції та десорбції.
2. Науково обґрунтовано та розроблено три перспективні конструкції контактних елементів для відцентрового масообмінного апарата. Запропонована конструкція горизонтального відцентрового апарату який працює в турбулентному режимі при якому в апараті спостерігається найбільш інтенсивне протікання процесів тепломасопереносу.
3. Досліджено гідравлічний опір нових контактних елементів у широкому діапазоні навантажень по фазах і швидкостей обертання ротора, визначено граничні навантаження й області усталеної роботи апарата. Виявлено кореляційні залежності, що дозволяють розрахувати гідравлічний опір відцентрового апарата розробленої конструкції за різних робочих параметрах для кожного з нових контактних елементів. Досліджено характеристики сумарного віднесення рідини для перспективних контактних пристроїв відцентрового тепломасообмінного апарата.
4. Виявлено основні закономірності переносу маси для газової і рідкої фази в умовах десорбції добре і важко розчинних газів з водного розчину в потік повітря у відцентровому апараті з трьома типами контактних елементів. Одержано залежність кінетики масообміну від основних робочих параметрів апарата: навантажень за фазами, частоти обертання ротору, конструктивних особливостей контактних елементів і фізико-хімічних властивостей системи.
5. Розроблено інженерну методику гідравлічного і кінетичного розрахунку відцентрового апарата з перспективними контактними елементами, яка відрізняється врахуванням конструктивних особливостей контактних елементів.
6. На підставі отриманого експериментального і теоретичного матеріалу виконана технічна документація на виготовлення промислових зразків відцентрових тепломасообмінних апаратів із внутрішніми діаметрами роторів 200 і 400 мм. Розроблена технічна документація та методика розрахунку, прийняті до впровадження на ВАТ „УКРНДІХІММАШ”, (м. Харків) при проектуванні обладнання міні установок по переробці супутніх газів при нафтовидобуванні. Результати роботи використовуються при проведенні навчального процесу на кафедрі ХТПЕ в НТУ „ХПІ”.
Список литературы
1. Сіренко В.І., Бубликова Є.В. Сравнительный анализ конструктивных особенностей применяемых центробежных тепломассообменных аппаратов // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - Харків: НТУ “ХПІ”, 2002. - вип. 16 - с. 123-137.
Здобувачем проведено порівняльний аналіз конструкцій відцентрових апаратів, вказані їх переваги та недоліки, обрані напрямки досліджень. Вказані фактори які впливають на енерговитрати при використанні відцентрових апаратів в установках ректифікації. Обрана найбільш доцільна конструкція апарату, підготовлено роботу до друку.
2. Сіренко В.І., Бубликова Є.В., Аверченко В.І. Гидродинамические характеристики центробежного тепломассообменного аппарата // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - Харків: НТУ “ХПІ”, 2003. - вип. 15 - с. 51-56.
Здобувачем визначено мету і напрямки дослідження, узагальнені отримані експериментальні данні, та виявлені закономірності роботи відцентрових апаратів у режимі підвищеного навантаження при використанні різних конструкцій контактних пристроїв, підготовлено роботу до друку.
3. Бубликова Є.В., Сіренко Ю.В., Моісеєв В.Ф. Технология озонирования при очистке сточных вод // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - Харків: НТУ “ХПІ”, 2004. - вип. 37 - с.88-93.
Здобувачем була запропонована перспективна технологічна схема з використанням відцентрового апарата в установці по очистці стічних вод.
4. Бубликова Є.В. Совершенствование аппаратурного оформления процесса озонирования при водоподготовке и обработке сточных вод // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - Харків: НТУ “ХПІ”, 2004. - вип. 47 - с. 38-47.
Здобувачем проаналізовано сучасний стан очистки стічних вод озонуванням, та запропонована нова технологічна схема очистки стічних вод за допомогою з використанням відцентрового апарату, підготовано роботу до друку.
5. Бубликова Є.В., Моісеєв В.Ф. Закономерности уноса жидкой фазы в центробежном тепломассообменном аппарате // Восточноевропейский журнал передовых технологий. - Харків: Технологічний центр, 2006, - вип. 6/3, - с.34-38
Здобувачем сплановано експеримент, здійсненні дослідження щодо визначення основних закономірностей, що впливають на віднесення рідкої фази у відцентровому тепломасообмінному апараті. Проведено якісний аналіз основних джерел віднесення рідкої фази. Експериментально вивчено вплив робочих параметрів на величину сумарного віднесення рідкої фази, при використанні різних контактних пристроїв і сепаратора-відбійника.
6. Бубликова Е.В., Моисеев В.Ф. Исследование массообмена в центробежном тепломассообменном аппарате // Восточноевропейский журнал передовых технологий. - Харків: Технологічний центр, 2007, - вип. 1/3, - с. 33-37
Здобувачем було проведено комплекс дослідів по аналізу ефективності масообмінних процесів для трьох перспективних конструкцій контактних елементів та отримані критеріальні рівняння для розрахунків процесів масопередачі у відцентрових апаратах.
Здобувачем запропоновано збірну конструкцію контактного елемента.
11. Сіренко В.І., Бубликова Є.В., Дергачова Н.В. Дослідження гідродинаміки та ефективності массопередачі високошвидкісного відцентрового апарату для абсорбціїї газових викидів // Тез. докл. Міжнародної конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних екологічних проблем”. - Чернівці, 2002, - с. 126-131
Здобувачем запропоновано використання відцентрового апарату в малогабаритних установках очистки газових викидів коксохімічних виробництв. Проаналізовані експериментальні результати.
12. Бубликова Є.В., Сіренко В.І. Применение центробежных тепломассообменных аппаратов для решения экологических задач // Тез. докл. конференції з міжнародною участю “Сотрудничество для решения проблемы отходов”. - Харків, 2004, - с. 169-171
Здобувачем було запропоновано використання відцентрового апарату при реконструкції діючих установок очистки газових та рідких викидів.
13. Бубликова Є.В., Сіренко В.І., Моісеєв В.Ф. Перспективы разработки современного оборудования с учетом экологической направленности // Тез. докл. ІІ Міжнародної науково-практичної конференції “Екологія: освіта, наука, промисловість і здоровя ”. - Белгород. - 2004. - с. 131-132
Здобувач проаналізував екологічні недоліки діючого обладнання для тепломасообмінних процесів та запропонував методи підвищення його ефективності зі збільшенням екологічної безпеки.
14. Бубликова Є.В., Сіренко В.І. Технологія озонування при очищенні стічних вод гальванічних підприємств // Тез. докл. Міжнародної конференції “ Екологічні проблеми водних ресурсів”. - Львів, 2004, - с. 34-42
Здобувач запропонував нову технологічну схему очищення стічних вод гальванічних підприємств.
15. Бубликова Є.В. Современное аппаратурное оформление процесса озонирования при водоподготовке и обработке сточных вод // Тез. докл. конференції з міжнародною участю “Сотрудничество для решения проблемы отходов”. - Харків, 2005, - с. 182-184.
Здобувач проаналізував діюче обладнання процесів водо підготовки та запропонував підвищити ефективність та продуктивність завдяки використанню відцентрового апарату в процесах водопідготовки.
16. Бубликова Є.В., Сіренко В.І. Применение центробежных тепломассообменных аппаратов для решения экологических задач // Мир техники и технологий. - Харків, 2004, - вип. 2, - с.58-61
Здобувачем було запропоновано використання відцентрового апарату в малогабаритних установках очистки газових та рідких технологічних викидів.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
