Введение к работе
Актуальность. В гравитационных и центробежных полях проводятся разнообразные гидродинамические процессы. Применение гравитационных и центробежных аппаратов, где реализуются пленочные течения разделяемой среды, является одним из направлений повышения эффективности гидродинамических процессов.
Гравитационные аппараты имеют простую конструкцию и надежны, а центробежные аппараты характеризуются меньшим объемом, малым гидравлическим сопротивлением, незначительным перепадом давлений по высоте аппарата, интенсивной гидродинамической обстановкой и сильно развитой межфазной поверхностью, но при этом сложны в эксплуатации, имеют сложную конструкцию. Отсутствие надежных, научно обоснованных методов расчета этих параметров не позволяет определять оптимальные условия и диапазоны эксплуатации аппаратов на стадии проектирования. На данный момент процессы фильтрования рабочих сред при их пленочных течениях по проницаемым поверхностям и вращающимся проницаемым насадкам изучены недостаточно. В связи с этим актуальной задачей является теоретическое исследование гидродинамических процессов, протекающих в поле гравитационных и центробежных сил, в частности, в условиях пленочного течения. Корректный анализ этих процессов должен проводиться на основе адекватного описания реализующейся в них гидродинамической обстановки, которая к настоящему времени изучена недостаточно.
Цель работы
Разработка математических моделей процессов течения и фильтрования двухфазных сред с неньютоновской реологией с образованием и без образования осадка при пленочном течении по проницаемым поверхностям и вращающимся проницаемым насадкам с учетом инерционных эффектов, переменности концентрации и расхода в поле гравитационных и центробежных сил.
Создание методик расчета фильтровального оборудования с пленочными режимами течения двухфазных сред.
Научная новизна
Построены математические модели пленочных течений двухфазных сред со сложной реологией по проницаемым поверхностям и вращающимся проницаемым насадкам с образованием и без образования осадка с учетом инерционных эффектов, переменности концентрации и расхода, в том числе с учетом начального участка, в поле гравитационных и центробежных сил.
Определены поля скоростей фаз и траектории частиц, концентрации
" В руководстве работоі
?оог"'
«.т.н. Ибятов Р.И.
асіие доц.. і
\'"БНАи '„рг
и толщины осадка по длине аппарата.
Предложены методики расчета гравитационного и центробежного фильтрующего оборудования, в которых реализуются пленочные течения разделяемых сред.
Практическая ценность
Полученные результаты могут быть использованы при расчете рабочих элементов гравитационных и центробежных аппаратов, в которых реализуются пленочные течения. Для уже существующих аппаратов разработанные методики дают возможность определить рациональный режим их функционирования.
Результаты диссертационной работы приняты к внедрению в ФГУП "ГосНИИХП"(г. Казань), ОАО "НИУИФ"(г. Москва) и ДОАО "ЦКБН" (г. Москва) при разработке новых способов реализации и аппаратурного оформления процессов разделения и интенсификации работы существующих промышленных аппаратов.
Автор защищает:
1 )Математическую модель пленочных течений двухфазных сред с неньютоновской реологией по проницаемым поверхностям с образованием и без образования осадка с учетом инерционных эффектов, переменности концентрации и расхода в поле гравитационных сил.
2)Математическую модель пленочных течений двухфазных сред с неньютоновской реологией по вращающимся проницаемым насадкам с образованием и без образования осадка с учетом отставания среды от поверхности насадок, инерционных эффектов, переменности концентрации и расхода.
-
Алгоритм расчета течения двухфазных сред с неньютоновской реологией при их фильтровании на проницаемых поверхностях с учетом перепада давлений в поле гравитационных сил.
-
Алгоритм расчета течения двухфазных сред с неньютоновской реологией при их фильтровании в поле центробежных сил с учетом и без учета отставания среды.
-
Методики расчета для процессов фильтрования двухфазных сред при пленочном течении по плоским поверхностям и вращающимся насадкам.
Апробация работы. Основное содержание и результаты работы докладывались и обсуждались на 13,15,16 Международных научных конференциях "Математические методы в технике и технологиях" (Санкт-Петербург, 2000 г.; Тамбов, 2002 г.; Санкт-Петербург, 2003 г.); 17 Менделеевском съезде по общей и прикладной химии, Казань, 2003 г.; 14,16 Международном конгрессе по химической технологии «CHISA-2000», Прага, 2000г., «CHISA-2004», Прага, 2004г.; Международной научной конференции "Краевые задачи аэрогидромеханики и их приложения", Казань: ДАС,
2000г.; 4 Европейском конгрессе по химической технологии, Гранада,2003 г.; на V Минском международном форуме по тепломассообмену. Минск,2004.; 9 Международном Конгрессе по фильтрации, Новый Орлеан, 2004 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы из /^ наименований. Содержание работы изложено на /ffi-страницах машинописного текста, включая 6( рисунка и Q таблиц.
Похожие диссертации на Расчет тонкослойных течений двухфазных сред по проницаемым поверхностям рабочих элементов фильтровального оборудования
