Излагаются методы расчета и интенсификации процессов перемешивания жидких смесей, получившие наибольшее распространение в различных отраслях промышленности. Рассмотрены различные типы и конструкции мешалок, методы их расчета, приведены алгоритмы и программы выбора типа мешалки, оптимизации ее параметров и расчета процессов в ней. Предпринято моделирование процесса перемешивания на основе более совершенных математических моделей и произведена реализация математической модели аналитическими методами, в результате чего получены формулы для инженерных расчетов процесса, приведены алгоритмы и программы расчетов на ЭВМ. Рассмотрены методы интенсификации процесса перемешивания с использованием гидродинамической кавитации, различные типы перемешивающих устройств и методы их моделирования. Описаны разработанные на основе проведенных исследований кавитационно-пульсационные мешалки, испытанные на мартыновском спиртзаводе. Приведены результаты экспериментальных исследований кавитирующих крыльчаток, методы их оптимизации по параметру Лагранжа и методы расчета с примерами численных расчетов, блок-схемами и программами.

Обгрунтовано фізичну модель кавітаційного впливу на багатокомпонентні неньютонівські рідини типу піролізної смоли, термогазойлю, коксохімічної сировини, крекінггазойлю. Описано процес перемішування рідин у мішалках і проточних змішувачах за умов дії на рідину кавітації. Розроблено експериментальні стенди та наведено результати дослідження для аналізу наслідків кавітаційного впливу на багатокомпонентні середовища. Проведено реологічні дослідження таких середовищ для доведення гіпотези про те, що у певному діапазоні температур і градієнтів швидкостей ці середовища їх можна описати степеневим законом Оствальда де Віля. Виявлено, що під час проходження досліджуваних середовищ та їх сумішей через кавітаційний змішувач, у ряді випадків відбувається помітна зміна реологічних властивостей, зокрема, коефіцієнта динамічної в'язкості. Даний ефект дозволяє розробити методики, пов'язані з транспортуванням продуктів із меншими енергетичними витратами. Визначено критерії для оцінки ступеня кавітаційного впливу на складне реологічне середовище. На підставі результатів експериментальних досліджень і математичного опису процесів перемішування запропоновано методики розрахунку кавітаційних змішувачів-реакторів.

Розглянуто схеми приводів вібраційних змішувачів для змішування сипучих продуктів у різних галузях виробництва. Для попередніх досліджень було обрано конструктивну схему вібраційного змішувача з окремим приводом лопатевого валу та дебалансним віброзбуджувачем. Проаналізовано енергетичні характеристики вібраційного змішувача, побудовано залежності споживання енергії на лопатевому валу та віброзбуджувачі. Знайдено параметри навантаження вібраційного змішувача, за яких загальні витрати енергії мінімальні. З метою більшої економії енергії створено новий вібраційний змішувач із приводом лопатевого валу у вигляді механізму вільного ходу, який використовує енергію вібруючої системи змішувача разом з масою завантаженої суміші. Створено та проаналізовано математичну модель динаміки системи віброприводу змішувача з дебалансним віброзбуджувачем та маятниковим перетворювачем руху. Запропоновано інші нові конструкції вібраційних змішувачів з енергоощадним віброприводом.

Зазначено, що наявність структурних зв'язків в емульсійному технологічному середовищі впливає на стійкість у відцентровому полі. Запропоновано оцінку ступеня впливу різних факторів на даний параметр, та зроблено висновок, що вибором комплексної дії на дисперсне середовище можна інтенсифікувати процеси руйнації небажаних дисперсій.

Проаналізовано методи вивчення розподілу компонентів у суміші сипких матеріалів. Ці методи використано під час вивчення ефективності змішувачів. Показано доцільність застосування методів математичної статистики для обробки результатів досліджень. Застосування цих методів дозволяє точно вивчити розподіл компонентів у корпусі змішувача та надати науково-обгрунтовані рекомендації щодо удосконалення його конструкції.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л111.33-51-021.1

Рубрики:

Перемішування в твердому, сипучому і тістоподібному середовищі

Шифр НБУВ: Ж69472 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено різні способи виробництва емульсій, однак зазначено, що не всі способи емульгування дозволяють одержати необхідний ступінь дисперсності та забезпечити задані теплофізичні характеристики середовища, її стійкість та розшарування. Доведено, що ефективне деемульгування у відцентрових апаратах можливо за фактора поділу, значення якого істотно нижче наведених у літературних джерелах величин у тому випадку, якщо ініціювати процес термічно. Цей висновок дає підставу переглянути можливість використання даного методу для поділу емульсійних технологічних середовищ (ЕТС). Теоретичне й експериментальне обгрунтування зазначеного ефекту дозволило розробити ряд технологій та устаткування для деемульгування промислових ЕТС, створити методики проектування устаткування, моделі вихрового плину і поділу багатокомпонентних середовищ, у тому числі з відводом маси. Запропоновані розв'язки дають можливість аналізувати ефективність використання методу, оптимізувати технології й устаткування. Наведені методики дозволяють визначити основні технологічні та конструктивні параметри представлених пристроїв.

Проаналізовано вплив деяких теплофізичних і структурно-механічних параметрів системи тверде тіло - рідина на процес диспергування в оптимізованому диспергаторі АР-3 000. Наведено різні типи дослідно-промислового тепломасообмінного обладнання для продукування м'яких лікарських форм із використанням диспергатора АР-3 000.

Розглянуто методологічні аспекти дослідження ламінарного змішування. Аналіз дистрибутивного змішування базується на збереженні топологічних властивостей (зв'язаності та орієнтації) межового контуру плями під час її деформуванні у відомому ейлеровому полі швидкості. Основна перевага такого підходу полягає у збереженні площі плями навіть після складних деформувань контуру. Ця властивість забезпечує застосування модифікованих критеріїв оцінки змішування. Показано, що за наявності поля швидкостей і з використанням слідкування за лінією контуру плями, а також критерії оцінки змішування можна проаналізувати процес змішування. На конкретному прикладі продемонстровано, що середньоквадратична щільність та інтенсивність сегрегації дозволяють установити момент, коли змішування можна розглядати як однорідне у вибраному масштабі.

За профілями швидкостей незбуреного потоку в різних перерізах роторно-пульсаційного апарата (РПА) розраховано критичні значення числа Рейнольдса. Досліджено гідродинамічну нестійкість та визначено область стійкості течії в перерізах РПА.

З використанням результатів числового моделювання течії однофазного середовища у робочих елементах циліндричного роторно-пульсаційного апарату (РПА) одержано наближений числовий розв'язок задачі Лагранжа про рух одиничних частинок дисперсної складової двофазного потоку. Розраховано швидкості та траєкторії частинок залежно від їх початкового положення у вхідному перерізі каналу внутрішнього статора РПА. На підставі аналізу одержаних результатів оцінено можливість подрібнення дисперсних частинок у потоці.

Проаналізовано інтенсивність теплообміну, що дозволяє визначити технологічні режими роботи реактивної камери, за яких досягається максимальний ступінь дисперсності емульсійного середовища. Новий метод емульгування дозволяє одержати ЕТС із середнім інтегральним розміром крапель, що потрапляють у діапазон. Практично важливим результатом є також установлена залежність стійкості емульсійного середовища від розмірів часток дисперсної фази.

Наведено результати експериментального дослідження напірно-витратних і теплових характеристик рідини в роторно-пульсаційному апараті циліндричного типу у разі змінного числа обертання двигуна на модельних рідинах різної в'язкості.

Представлены оригинальные способы и охарактеризованы оборудование для получения эмульсий. Предложены результаты исследований теплофизических процессов в контактных аппаратах для дезинтеграции и разложения водных эмульсионных сред, использующихся в разных технологиях. Описаны методы количественной оценки параметров гидродинамики и тепломассопереноса.

Ключ. слова: температура, нестаціонарний теплообмін, час
Індекс рубрикатора НБУВ: Л111.3

Рубрики:

Перемішування. Гомогенізація

Шифр НБУВ: Ж69879 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Зазначено, що в промисловості широко використовуються різноманітні емульсійні середовища. Технології їх приготування пов'язані зі значними витратами енергії. Запропоновано новий спосіб гомогенізації та теоретичні основи процесу.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л111.317

Рубрики:

Емульгування

Шифр НБУВ: Ж69472 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Л111.33

Рубрики:

Перемішування в твердому, сипучому і тістоподібному середовищі

Шифр НБУВ: Ж69231 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено математичну модель багатоступінчатої порогової класифікації для поетапного зведення зображення до монохромного режиму. Запропоновано двопрохідний метод перетворення в монохромний режим зображень зразків водомазутних емульсій, який дозволяє суттєво покращити якість фільтрування високочастотних шумів та відділення крапель від елементів фону. Створено математичну модель виділення підпросторів колірного простору RGB для розрахунку колірних складових двоколірної системи виділення досліджуваних об'єктів на зображенні з метою адекватного опису топології досліджуваного об'єкту. Застосування цієї моделі дає змогу ефективно обробляти зображення з великою кількістю об'єктів, особливо за складних випадків їх взаємного розташування. Наведено математичний метод фільтрації контура краплі відео вимірювальними системами, який передбачає застосування статистичного підходу до з'ясування значень функції контура та дозволяє позбавитися дефектів межі і знизити похибку вимірів. Розроблено аналітичну модель опису замкнених кривих та поверхонь за допомогою їх апроксимації сплайн-функціями, що сприяє створенню загального інструменту для вивчення об'єктів високого ступеня складності (фігур фрактального типу), а також апроксимаційну модель опису периметру на базі числового інтегрування й урахування систематичної похибки, що вноситься комп'ютером як вимірювальним інструментом. Ця модель може бути використана для розробки потокових вимірювальних систем, що здійснюють виміри у реальному часі.

Приведен мехатронный вибрационный модуль для интенсификации процесса перемешивания жидких сред с управляемыми параметрами.