Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Процессы и аппараты с вращающимся барботажным слоем для пищевой промышленности Горшенин, Павел Александрович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Горшенин, Павел Александрович. Процессы и аппараты с вращающимся барботажным слоем для пищевой промышленности : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.18.12 / Моск. гос. академия пищевых производств.- Москва, 1995.- 45 с.: ил. РГБ ОД, 9 96-1/233-5

Введение к работе

Актуальность проблемы. Организация переработки сельскохозяйственного сырья в. доброкачественные пищевые продукты является важной народнохозяйственной задачей. При этом долкны бить обеспечены высокие результати производства при меньших затратах, ускорен научно-технический прогресс, организовано безотходное производство на базе внедрения достикенпй науки и техники.

Для ресопия этой задачи необходимо создание новых способов интенсификации процессов тепло- и массообмена, разработка пршщшшально новых технологических машш и аппаратов с активными іщщинамиче сними реяшми, математическое моделирование процессов и оптимизация их геометрических параметров, а таюю внедрение зтих аппаратов в различные отрасли пищевой промышленности.

В связи с этим представляется актуальной разработка тепло- и массообменных аппаратов с вращающимся барботажньш слоем, позволяющих эффективно разделять среда после их контакта и обеспечивающих максимальные значения приведенных коэффициентов тепло- и массообмена.

Повышение эффективности тепло- п массопередачи при движении газовых пузырьков в шдкости в поле высоких центростремительных ускорений происходит вследствие возникащего в них тороидального течения, а также вследствие индуцирования интенсивных циркуляционных потоков во вродащемся слое йидкости при поступательном движении меяфазной границы пузырьков.

Так, например, при характерных для разработанных аппаратов чисел Пекле, равных 103- 10', осредневные по времени числа Шервуда достигают значения 50 и более.

Основные научные исследования диссертации выполнены в соответствии с государственными научно-техническими програшами: "Перспективные процессы в перерабатывающих отраслях АПК", "Предприятие -2000", Координационному плану НИР Россельхоз-академии "Научное обеспечение отраслей АПК" и др.

Целью работы является разработка процессов и аппаратов с вращающимся барботажным слоем и .реализация с их помощью высокоэффективных технологій переработки сирья для различных отраслей пищевых, производств (экстракций биологически активных веществ из растительного сырья; детартращш соков и вшюматериалов; асептического консервирования щких и гпореобразных продуктов; выпаривания водшх растворов соков, томатной пасти, повидла, дкема и др.; десульфитации; деаэрации; тепловой к фазовой регенерацій масла в обзкарочных печах).

Для достижения этой цели на основе системного анализа решались впервые следующие задачі!:

теоретическое и экспериментальное исследование основных процессов гидродинамики и тепло- к массообыена при пузырьковом течении газа во вращающемся слое жидкости;

теоретическое и экспериментальное исследование гидродинамических процессов при двухфазном закрученном течении (газ-капли жидкости, образующиеся при барботаке в поле центробежных сил);

на основе вше указанных исследований, создание математической модели для расчета на ЭВМ оптимальных конструкционных параметров аппаратов с вращающимся Сарботажным слоем; '

разработка высокоэффективных аппаратов с вращающийся барботак-1шы слоем для реализации вышеупомянутых технологий в пищевой промышленности.

Научная новизна заключается в описании основных закономерностей гидродинамических и тепло- и массообменкых процессов при пузырьковом течении газа во вращающемся слое падкости (20<;)/g<6QQ), а также - при течешгп закрученного двухфазного потока (газ-капли жидкости, образующиеся при барботаке в поле цектробекных сил).

Впервые получены следующие результаты:

- предложены физико-математические кололи гадродинамлчееких
процессов при вдуве газа и течении его ео врзщашемся слое
хидкости для определения отрывного диаметра пузырьков, частоты их
отрыва, скорости подъема га?ового нузирька и гидравлических

потерь полного давленім газа при его Оарбопгровании через вращающийся слой жидкости;

- разработаны математические модели, описывающие теплообмен между
растущими в жидкости и всплывающими в ней газовыми пузырьками, в
рамках модели сферического вихря Хилла, позволяющие получить
распределение температур по объему пузырька для различных
критериев Пекле и Фурье, зависимости для локального и среднего
критерия Нуссельта от критериев Пекле и Фурье, а также
зависимости средней температуры газа в пузырьке от критерия
Пекле. Результаты вычислительного эксперимента согласуются с
экспериментальными данными полученными автором;

- экспериментально получены зависимости отрывного диаметра
пузырьков, частоты их отрыва, скорости свободного всплытия
пузырьков во вращающемся слое жидкости (вода,глицерин) для
различных газов (аргон, азот, гелий, ...) от основных параметров
аппарата с вращающимся барботакным слоем (диаметра питающего
отверстия, скорости вдува газа, частоты вращения и т.д.);

- измерены профили скорости и их пульсациошше составляющие
закрученного газового штока в канале модельного аппарата с
вращающимся барботакным слоем, а также получены функции распреде
ления капель жидкости по размерам.по сечению канала и вдоль по
потоку этого аппарата;

получены теоретические зависимости для определения среднемассо-вых температур газа и кидкости на выходе из аппарата с вращающимся Оарботажным слоем, результаты расчета по которым адекватно коррелируются с экспериментальными данными автора;

на основе результатов экспериментального исследования получены (теоретически) критериальные зависимости коэффициента гидродинамического выноса и критического режима работы аппарата с вращающимся барботакным слоем от основных его параметров.

Практическая ценность работы. Разработаны научные основы теории тепло- и массообменных аппаратов с вращающимся Оарботажным слоем, созданы алгоритм и программа расчета для ЭВМ.

6 На основании выполненных исследований предложены и разработаны конструкции высокоэффективных аппаратов с вращающимся барботажным слоем для пищевой промышленности, защищеннные авт.свидетельствам к патентам Российской Федерации:

для разделения кидких фаз;

тепловой обработки сред (бланширования, пастеризации и стерилизации);

выделения солей винной кислоты из виноградного сока;

регенерации отработанных растительных масел;

экстрагирования ценных компонентов из растительного сырья;

удаления нежелательных запахов и консервантов и др.;

Под непосредственным руководством автора изготовлен С0„- детар-тратор и внедрен на Одесском опытном консервном заводе.

Освоено промышленное производство СОо- экстракторов с активним гидродинамическим режимом на предприятии НПФ "Тарома" (г.Тамбов). Такие екстрактори успешно эксплуатируются на консервных заводах НТО "Апирами" и АО "Ширин" (Таджикистая.г.йсфэра;.

Апробация работа. Основные результаты работы докладывались на:

- XIV симпозиуме "Тепло- и массопередачи во вращающихся
аппаратах" (г.Дубровники .Югославия 1932г.);

на III Всесоюзной научно-технической конференции "Создание и внедрение современных зшаратов с активными гидродинамическими режимами для текстильной промышленности и производства химических волокон" (г.Москва, 1989г.);

XVII научно-технической конференции РЗЯТЖ1 (г.Москва, 1992г.);

^-республиканской научно-технической конференции "Интенсификации процессов химической технологии"/'Процессы 93"г.Ташкент,1993;

IV Международной конференции "Методы кннербеткки в химико-технологических процессах" (ЮТЫ, г.Москва, 1994г.);

Международной конференции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" (г.Москва, 1995г.);

научно-техническом совещании "Повызекие эффективности переработки отечественного льняного сырья" (г.Москва, 193г.)

Международной конференции "Экология человека:Пицевые технологій

и продукты" (г.Пятигорск, 1995г.;

- заседаниях Ученій; Советов Российского заочного института текстильной и легкой промышленности и Всероссийского НИИ консервной промышленности (1990-1995г.).

Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, опубликованы в 42 печатных работах, в том числе 16 авторских свидетельствах и патентах на изобретения.

Объем и структура работа, диссертационная работа состоит из введения, б глав, выводов, списка литературы и приложений, включает ,.Л#. стр. машинописного текста и JT&.. рисунков.