Введение к работе
Актуальность. В различных отраслях химической и перерабатывающей промышленности широко используются процессы испарения растворителей и сушки покрытий на пористых или монолитных материалах, например при нанесении лакокрасочных, адгезионных, клеевых, антикоррозионных и других видов покрытий. Они, как правило, являются завершающими стадиями после физико-химических, химических, механических и других способов получения и обработки технических материалов или природного сырья в среде различных растворителей (после полимеризации, кристаллизации, фильтрации, экстрагирования, гранулирования и др.).
В подавляющем большинстве работ, посвященных изучению процессов сушки, в качестве удаляемой влаги рассматривается вода. Органические растворители, применяемые шире по сравнению с водными составами, обладают разнообразными специфическими свойствами, в большинстве являются более летучими, пожароопасными и токсичными веществами.
Поэтому в настоящей работе ставится актуальная в научном и практическом плане задача изучения процесса испарения растворителей различных гомологических рядов, температурно-влажностной кинетики сушки покрытий на их основе на различных подложках с разными условиями теплоподвода.
Работа актуальна также для Республики Ирак, ведущими промышленными отраслями которой являются нефтедобыча, нефтепереработка и нефтехимия.
Цель работы. Изучение кинетических особенностей испарения и сушки растворителей нефтехимии на различных подложках из пористых и монолитных материалов. Разработка математического описания кинетики и получение основных соотношений тепломассопереноса для процессов испарения и сушки растворителей в различных условиях теплоподвода.
Объектами исследований являлись процессы испарения и сушки характерных растворителей нефтехимии, в том числе нефрасы, клеи, используемые в производстве резинотехнических изделий, для сопо-
ставительных опытов – вода. В качестве основы покрытий использовалась протекторная резина, а также модельные материалы (алюминиевые и фторопластовые пластины, фильтровальная бумага, капроновая сетка).
Научная новизна. Экспериментально исследована кинетика испарения характерных растворителей нефтехимии в различных условиях теплоподвода.
Получены коэффициенты критериальных уравнений процессов тепло- и массоотдачи для изотермического испарения растворителей.
Экспериментально исследована кинетика сушки клеевых композиций на основе растворителей нефтехимии (нефрас С2-80/120, этилацетат) на протекторной резине.
Практическая ценность. Усовершенствован узел испарения психро-эвапорометрической установки, позволяющей проводить физическое моделирование процессов испарения растворителей, одновременно измерять скорость и температуру испарения.
Разработана методика инженерных расчетов процессов испарения растворителей на разных материалах и сушки покрытий на основе аналитических решений задач теплопроводности и диффузии и аппроксимаций переносных и кинетических характеристик. Отклонение расчетных данных от экспериментальных составило не более 15%.
Апробация работы и публикации. По теме диссертационной работы опубликованы три статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК. Работа докладывалась на XV Международной научно-практической конференции «Научная дискуссия: инновации в современном мире» (Москва, 2013), VI Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты» (Новосибирск, 2013).
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы из 135 наименований и приложений.
Настоящая диссертационная работа по испарению растворителей нефтехимии и сушке покрытий на их основе выполнена в научной школе профессора В.И. Коновалова и является частью комплексных исследований по сушильно-термическим процессам.
