научный журнал по химической технологии, химической промышленности Теоретические основы химической технологии ISSN: 0040-3571

ВАСИЛЕНКО В.А., ГОРДЕЕВ Л.С., КОЛЬЦОВА Э.М., ТАРАСОВ В.В. — 2008 г.

Данное исследование является продолжением предыдущей работы по моделированию массообменных процессов в системах жидкость–жидкость с учетом переноса массы сквозь фрактальные межфазные структуры. Ранее на основе методов неравновесной термодинамики было получено выражение для обобщенной термодинамической силы, учитывающей коллоидные химические явления в межфазной области и, в частности, образование дисперсных межфазных слоев и пленок. В работе с помощью дифференциального уравнения с дробной производной произведены оценки коэффициентов диффузии экстрагируемого вещества в пленке и ее структурной характеристики – “порозности”.

АХРЕМЕНКОВ А.А., ГРИГОРЕВСКИЙ И.Н., ЦИРЛИН А.М. — 2008 г.

Получена оценка минимального производства энтропии, соответствующие ей распределения поверхностей теплообмена и температур контакта для систем теплообмена с заданной суммарной тепловой нагрузкой и коэффициентом теплопереноса. Доказано, что для теплового потока, пропорционального разности температур, отношения температур контактирующих потоков в любой точке системы должны быть одинаковы, как и температуры греющих потоков на ее выходе.

БЕСПАЛОВ А.В., ЛОГИНОВ В.Я., РАВИЧЕВ Л.В. — 2008 г.

Предложена математическая модель, позволяющая рассчитать вязкостные свойства концентрированных суспензий различного фракционного состава (от 30 до 800 мкм) в диапазоне концентраций твердых частиц от 1 до 70 об. % при различном характере их распределения по размерам и в диапазоне скоростей сдвига, изменяющихся от 0.16 до 437 с-1, а также проследить изменение этих свойств во времени. Модель может найти применение для расчета вязкостных свойств катализаторных оксидных масс, наполненных полимерных масс и т.д.

АБИЕВ Р.Ш. — 2008 г.

Построена математическая модель гидродинамики газожидкостного потока в капиллярах в снарядном режиме. Рассчитаны профили скорости в пузыре, пленке и в жидкости между пузырями. Результаты расчетов хорошо согласуются с опытными данными других авторов. Теоретически обоснован выявленный ранее экспериментально бифуркационный характер зависимости скорости скольжения пузырей относительно двухфазной смеси. Приведено объяснение причин остановки пузырей в капиллярах небольшого диаметра, закрытых с одного конца.

АРАБИКЕ Д.С., ОЛАФАДЕХАН O.A. — 2008 г.

Проведено математическое моделирование процесса адсорбции фенолов в неподвижном слое гранул активированного угля. Построена модель процесса, учитывающая продольное перемешивание жидкофазного потока, внешне- и внутридиффузионное сопротивление потока реактантов в гранулах активированного угля, явления адсорбции фенолов на поверхности гранул активированного угля. Показано, что анализ сложной многокомпонентной адсорбционной системы может быть упрощен путем ее преобразования в псевдооднокомпонентную систему. В качестве псевдооднокомпонентного реагента выбран фенол. Полученные уравнения в частных производных модели преобразованы с использованием метода ортогональных коллокаций в систему обыкновенных дифференциальных уравнений, которые решались полунеявным методом Рунге-Кутта третьего порядка в сочетании с автоматическим выбором шага интегрирования. Результаты моделирования согласуются с экспериментальными данными, полученными на пилотной установке.

КОВЫНЕВ А.А., НЕЧАЕВ В.М., ПЕРШИН В.Ф., ТКАЧЕВ А.Г. — 2008 г.

ХРОМОВА Е.М., ШИЛЯЕВ М.И. — 2008 г.

Сформулирована физико-математическая модель процесса тепломассообмена газа с каплями жидкости в форсуночных оросительных камерах. Проведен учет влияния стефановского потока на процесс переноса массы при повышенных содержаниях пара в газе, а также на переменность массы капель за счет фазовых переходов. Найдена приближенная формула для определения температуры поверхностей капель через их среднемассовую температуру и теплофизические параметры жидкости и парогазового потока. Проведено сравнение результатов расчета с известными опытными данными.

КНЯЗЕВА А.Г., СОРОКОВА С.Н. — 2008 г.

Предложена и исследована модель синтеза покрытия на основе из железа в условиях нагрева движущимся источником энергии, типичным для электронно-лучевой обработки. Задача решена численно. Определены распределения температуры и концентраций элементов и соединений в различные моменты времени и в различных точках. В зависимости от энергетических параметров, характеризующих внешний источник и химические реакции, начальных концентраций элементов и фаз режимы формирования покрытия из исходного материала могут быть стационарными и нестационарными, самоподдерживающимися и вынужденными.

ЧАУСОВ Ф.Ф. — 2008 г.

Предложена модель, объясняющая нелинейную зависимость скорости кристаллизации малорастворимых солей при малых пересыщениях от концентрации адсорбируемой примеси в растворе, размеров частиц примеси, а также от степени покрытия поверхности. Гипотеза об адсорбции частиц примеси на террасах кристаллов позволяет описать движение ступеней роста моделью протекания на потенциальном рельефе. Анализ потенциального рельефа позволяет определить критическую степень покрытия поверхности и критическую концентрацию ингибитора, при которой кристаллизация полностью прекращается. При значении степени покрытия поверхности меньшей, чем критическая, модель приводит к зависимостям скорости кристаллизации от степени покрытия поверхности и от концентрации примеси, близким к экспоненциальным, что согласуется с описанными в литературе экспериментальными данными.

МАРКОВ А.А., ФИЛИМОНОВ И.А. — 2008 г.

Рассмотрена модель реактора газофазного осаждения проточного типа. На примере простейшей кинетики химических и фазовых превращений в объеме газовой смеси и на поверхности мелкодисперсной твердой фазы проанализировано взаимное влияние микро- и макромасштабов. Проведено аналитическое исследование квазистационарной задачи на микроуровне. На основе самосогласованного численного расчета микро- и макромасштабов получены поля концентраций, температуры, распределения фракций частиц мелкодисперсной твердой фазы и др. для различных величин параметров подобия. Данная модель позволяет оценить фазовую структуру, динамику роста, либо испарения частиц и скорость осаждения твердой фазы.

ПОЛЯКОВ Ю.С. — 2008 г.

Макроскопические уравнения теории фильтрации через зернистые слои применены для учета пространственной неравномерности процесса осаждения частиц на стенках пор в ходе процесса постепенного закупоривания пор ультра- и микрофильтрационных мембран. Показано, что профиль осажденных внутри пор частиц отличается высокой степенью неоднородности, которая оказывает существенное влияние на производительность и селективность мембраны. Исследовано влияние на процесс постепенного закупоривания диаметра поры, ее длины, трансмембранного давления и коэффициента осаждения частиц на внутренней поверхности пор. Предложено критериальное число, представляющее комбинацию этих параметров, которое позволяет оптимизировать выбор мембран и технологических параметров для ультра- и микрофильтрационных процессов, использующих процесс постепенного закупоривания пор.

ЗАГОСКИН С.Н., ЗАГОСКИНА Н.В., СОКОВНИН О.М. — 2008 г.

Рассмотрены возможные варианты граничных условий для ячеечной модели, используемой при описании группового движения сферических частиц. На примере флотационных систем показано влияние рассматриваемых граничных условий (Хаппеля, Кувабары, Слободова–Чепуры) на результаты расчета компонент поля скоростей и скорость движения ансамбля пузырьков в неньютоновской дисперсионной среде.

ДИК И.Г., ПЫЛЬНИК С.В. — 2008 г.

Проанализирован учет вляния обтекания биопленки на скорость подвода субстрата к поверхности биопленки. Описана немонотонная зависимость скорости переработки субстрата биопленкой от объемного расхода раствора субстрата. Дано приближенное аналитическое выражение для описания потока субстрата в биопленку в зависимости от объемного расхода раствора субстрата.

БОРИСЕВИЧ В.Д., СУЛАБЕРИДЗЕ Г.А., ЦЮАНЬСИНЬ СЕ — 2008 г.

Предложена оптимизация модельного R-каскада, рассчитываемого на заданные концентрации целевого компонента в потоках отбора и отвала, по величине параметра М*, равного полусумме значений массовых чисел целевого и опорного компонентов. Проведено сравнение интегральных характеристик оптимизированного по параметру М* R-каскада и оптимального по величине суммарного потока каскада, продемонстрировавшее их близость. Сделан вывод о том, что параметры оптимизированного R-каскада для разделения многокомпонентных изотопных смесей целесообразно использовать в качестве начального приближения при определении оптимальных параметров многоступенчатых разделительных установок с заданной концентрацией крайнего по массовому числу целевого компонента в выходных потоках.

СЫЧЕВСКИЙ В.А. — 2008 г.

Установлены закономерности поведения жидких капель и растворов при воздействии на них ударных волн. На основе проведенного исследования показана возможность целенаправленной обработки частиц в ударных трубах.

ЗАГОСКИН С.Н., ЗАГОСКИНА Н.В., СОКОВНИН О.М. — 2008 г.

На основе общего гидродинамического подхода осуществлены постановка и решение задачи определения поля скоростей и давления неньютоновской среды при обтекании сферической частицы. Для описания реологических свойств неньютоновской среды использована двухпараметрическая степенная модель. Получены выражения скорости относительного движения сфер (в частности, пузырьков) в потоке неньютоновской жидкости для различных гидродинамических режимов. Проанализировано влияние реологических параметров на величину скорости обтекания и предельные размеры пузырьков, сохраняющих сферическую форму.

ГРИГОРЕВСКИЙ И.Н., РОМАНОВА Т.С., ЦИРЛИН А.М. — 2008 г.

Рассмотрены задачи о предельных возможностях процесса бинарной ректификации как при традиционной подаче тепла в куб и отборе из дефлегматора, так и при подводе и отборе теплоты, распределенном по высоте колонны. Для каждого случая найдена связь предельной производительности колонны и минимальных затрат тепла с составами внешних потоков и коэффициентами тепло- и массопереноса.

БАЛАЕВА Д.Р., ГУСЕЙНОВА А.М., ЛИТВИШКОВ Ю.Н., ТАИРОВ А.З. — 2008 г.

На основе экспериментальных исследований кинетических закономерностей реакций восстановительного аминирования моноэтаноламина в присутствии NiCo/BPO4 · -Al2О3 –катализатора предложен механизм протекания процесса, и составлена соответствующая ему кинетическая модель. Разработана математическая модель реакторного процесса, на основе которой решены три задачи его оптимизации. Найдены оптимальные значения режимных параметров, которые использовались при расчете основных конструктивных размеров промышленного реактора. Предложена гибкая технологическая схема для промышленной реализации процесса, в которой предусмотрена возможность осуществления всех трех вариантов проведения анализируемого процесса, рассматриваемых в постановке задач оптимизации.

ЗАКИЕВ С.Е., ХОЛПАНОВ Л.П. — 2008 г.

Разработан новый подход к моделированию энергетики индукционных полей в несильно проводящих движущихся средах. Получена оценка, характеризующая оптимальность использования энергии индукционных полей для движущихся газожидкостных систем с химическими превращениями. Для этих систем определена динамика распределений тепловой джоулевой диссипации и пондеромоторного воздействия, в зависимости от частоты индукционного поля и скорости среды.

ВОЛЫНЕЦ А.З., МЕЛАМЕД Л.Э., ЦЕЛИКОВ В.А., ЧЕРНЯКОВ А.В. — 2008 г.

Экспериментально показано, что модель потенциального течения невязкой несжимаемой жидкости может быть использована для оценки гидродинамической неравномерности в реакторах с псевдоожиженным слоем.