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

БЕЛОУСОВ А.С., КОЧЕТОВ Л.М., САЖИН Б.С. — 2008 г.

Рассмотрены гидродинамические особенности вихревых аппаратов (вихревых камер и аппаратов с закрученным фонтанирующим слоем), предназначенных для термической обработки дисперсных материалов (например, сушки) при непосредственном контакте с закрученным потоком газообразного теплоносителя. Представлен расчет удерживающей способности вихревых камер с вертикальной и горизонтальной осями, а также анализ структуры потоков в вихревых аппаратах.

БОРЩЕВ В.Я., ДОЛГУНИН В.Н., ИВАНОВ П.А. — 2008 г.

Проведен анализ взаимодействия неэластичных несвязных частиц сферической формы в быстром гравитационном потоке, позволивший уточнить уравнение взаимосвязи между давлением, дилатансией и “температурой” зернистой среды (энергией взаимных перемещений частиц). Полученное уравнение состояния зернистой среды устанавливает детерминированную взаимосвязь параметров быстрого гравитационного течения несвязных неэластичных сферических частиц и впервые предоставляет возможность оценить влияние различных форм взаимного перемещения частиц на дилатансию зернистого материала при быстром сдвиге. Адекватность уравнения состояния зернистой среды подтверждена с использованием метода рентгенографического исследования.

ИВАНОВ Е.В., МОШИНСКИЙ А.И. — 2008 г.

Рассмотрены задачи фильтрации экстрагента в “плоских” моделях пористых частиц под действием единичных импульсов давления на локальных участках их поверхности. Предложена вероятностная модель извлечения экстрагента из частиц при воздействии на них серии импульсов давления. Показано, что если интенсивность импульсов давления невысока, в частицах образуются зоны, где жидкость не обновляется и извлечение целевых компонентов из них происходит только за счет молекулярной диффузии.

ЗАИКОВ Г.Е., КОЗЛОВ Г.В., ОВЧАРЕНКО Е.Н. — 2008 г.

Показано, что критерием разрушения образцов полиэтиленов в испытаниях на растрескивание под напряжением в активных средах является достижение полярной жидкостью медианной плоскости образца. Стойкость к растрескиванию корректно описывается в рамках фрактальной модели процессов переноса в полимерах. Причиной экстремального роста стойкости к растрескиванию являются структурные изменения, обусловленные введением высокодисперсной смеси Fe/FeO и характеризуемые размерностью областей локализации избыточной энергии.

КУЛОВ Н.Н., МЯСНИКОВ С.К. — 2008 г.

Рассмотрены процессы перераспределения компонентов в системе кристаллический слой–расплав на основных стадиях фракционной кристаллизации на охлаждаемых стенках. Получены решения, позволяющие рассчитать величину захвата расплава и значение эффективного коэффициента распределения при кристаллизации систем разного типа. Изучена кинетика диффузии примесей и миграции жидких включений под действием градиента температуры на стадиях роста и диффузионной промывки двухфазных кристаллических слоев. Получены простые зависимости, позволяющие рассчитывать задержку расплава и максимальную степень очистки основного компонента при частичном плавлении (потении) кристаллических слоев. Теоретические результаты сопоставлены с экспериментальными данными, полученными при фракционной кристаллизации органических смесей и вымораживании водных растворов. Проведен сравнительный анализ эффективности рассмотренных стадий фракционной кристаллизации и выработаны некоторые рекомендации по их практическому применению.

ЕРШОВА В.А., САНДУЛЯК А.А., САНДУЛЯК А.В. — 2008 г.

На основании новой капиллярной модели пор гранулированной среды, последовавшей из модели дробных ячеек такой среды, показана необходимость в уточнении классической связи между средней фактической скоростью потока в порах и формальной скоростью фильтрования – при значении пористости не менее, чем пористость среды с кубической упаковкой гранул. Найдены индивидуальные значения и функциональный (зависящий от пористости среды) степенной вид соответствующей поправки, приводится уточненная, позволяющая избегать ощутимой систематической погрешности (6–10%), связь между фактической и формальной скоростями для реальных, обычно уплотненных, сред.

АРИСТОВ Ю.И. — 2008 г.

Рассмотрена эффективность идеального трехтемпературного (3Т) цикла химического теплотрансформатора (ХТТ). Для обратимого 3Т цикла АТТ максимальную эффективность можно рассчитать как из отношения теплот испарения рабочей жидкости и химической реакции, так и из граничных температур цикла. Граничные температуры обратимого цикла АТТ не являются независимыми переменными. Они связаны уравнением Клапейрона–Клаузиуса для равновесия чистой жидкости и уравнением Вант–Гоффа для химической реакции, так что выбор одной из этих температур полностью определяет две другие. Сравнение эффективности циклов ХТТ и адсорбционного теплотрансформатора (АТТ) показывает, что для ХТТ эффективность, в принципе, может достигать эффективности Карно, а для АТТ – всегда меньше ее за счет генерации энтропии при передаче теплоты к адсорберу (от адсорбера) при конечной разности температур. Рассчитаны минимальная температура внешнего источника теплоты, необходимая для осуществления цикла ХТТ (АТТ); минимальная температура, которую можно получить в испарителе, и максимальная температура, которую можно получить в конденсаторе. Эти температуры оценены в работе для некоторых применений ХТТ (АТТ) – нагрев, кондиционирование воздуха, получение льда, глубокое охлаждение – в различных климатических зонах.

АМАНИФАРД Н., БОРДЖИ М., ХАГХИ A.K. — 2008 г.

Численно исследовано влияние двойного электрического слоя у поверхности раздела твердое тело–жидкость на трехмерный теплоперенос и перепад давления потока воды через прямоугольный микроканал. Для численного решения уравнений неразрывности, сохранения импульса и энергии использован метод конечных объемов Патанкара.

БАБЕНКО Ю.И., ИВАНОВ Е.В. — 2008 г.

Рассматривается нестационарный процесс экстрагирования из системы полубесконечных капилляров в движущуюся жидкость с линейным градиентом скорости. В предположении, что процесс диффузии в потоке происходит квазистационарным образом, получено линейное уравнение для локального потока вещества из порового пространства. Указанное уравнение содержит дробные производные по времени и координате обтекания. Найдены предельные решения для суммарного диффузионного потока при малых и больших временах, “перекрывающие” весь временной интервал.

БАБЕНКО Ю.И., ИВАНОВ Е.В. — 2008 г.

Рассматривается задача, описывающая процесс экстрагирования из полубесконечного капилляра в открытое пространство при условии, что коэффициент переноса является убывающей функцией координаты. Рассмотрены случаи степенного и экспоненциального убывания указанного коэффициента. Получены аналитические выражения для выхода целевого продукта, пригодные для практических расчетов при малых и больших временах. Асимптотические выражения для больших значений времени существенно отличаются от таковых для случая однородного капилляра. Проведено сопоставление части результатов с экспериментальными данными.

БАБЕНКО Ю.И., ИВАНОВ Е.В. — 2008 г.

Рассматривается математическая модель, описывающая процесс экстрагирования из полубесконечного капилляра, соприкасающегося по всей длине с застойными зонами. Получены аналитические формулы для зависимости выхода экстрагируемого вещества от времени. Показано, что при больших временах процесс происходит так же, как в изолированном капилляре, но с другим эффективным коэффициентом диффузии.

АБАСКУЛИЕВ Д.А., МИНИГУЛОВ Р.М., ПИСАРЕНКО В.Н., ПИСАРЕНКО Е.В. — 2008 г.

Проведено моделирование процессов получения метанола из синтез-газа и получения синтез-газа из природного газа. Построена кинетическая модель реакции пароуглекислотной конверсии метана, отражающая с высокой точностью экспериментальные данные в интервалах объемных скоростей потока 1000–10000 ч-1, температур 700–850°С, давлений 0.4–2.0 МПа. Предложена энерго- и ресурсосберегающая схема процесса получения метанола при переменном давлении в каталитических реакторах. Определены способы интенсификации промышленного процесса синтеза метанола, производительностью 60000 т в год по целевому продукту. Показано, что при дозировании образующегося в реакции паровой конверсии метана диоксида углерода в исходное сырье производительность процесса может быть повышена до 72000 т в год по метанолу.

КАДЕТ В.В., КОРЮЗЛОВ А.С. — 2008 г.

Представлена перколяционная модель электрокинетического течения раствора бинарного электролита в пористой среде. Проанализировано влияние ионной концентрации раствора, дзета-потенциала поверхности порового пространства и вида порометрической кривой на скорость фильтрационного течения. Спланирован и поставлен эксперимент, проведено сравнение результатов теоретического расчета с экспериментальными данными.

2007

Конференция проходила с 18 по 22 июня 2006 г. на острове Иския в Неаполитанском заливе (Италия). Она была организована Неаполитанским университетом им. Короля Федерико (Неаполь), Вторым неаполитанским университетом (г. Аверса) при поддержке Академии наук Италии и итальянского правительства. Сопредседателями конференции выступили профессор Д. Ачиерно (Неаполитанский университет) и профессор А. Аморе (Второй неаполитанский университет).

ГЕРАСЕВ А.П. — 2007 г.

Построена математическая модель автоволновых процессов в гетерогенной среде с химическими реакциями в газовой фазе и на катализаторе, учитывающая изменение коэффициентов межфазного тепло- и массообмена и теплопроводности слоя в зависимости от текущего значения параметров системы. Методами качественного и численного анализа исследован характер поведения фазовых траекторий динамической системы и предложена эффективная методика поиска физически содержательного автоволнового решения задачи. Проведен цикл численных исследований математической модели гибридных автоволн и изучено влияние параметров системы на основные технологические характеристики автоволновых процессов.

ПИСАРЕНКО В.Н., ПИСАРЕНКО Е.В. — 2007 г.

Проведен анализ технологий процессов получения метанола из синтез-газа. Определены их основные достоинства и недостатки и предложена новая безрециркуляционная по сырью технология получения метанола, в частности, и при значительном содержании азота в исходном синтез-газе. По результатам лабораторных и стендовых испытаний нового процесса построены математические модели зерна катализатора, каталитического реактора, кинетическая модель реакции синтеза метанола и оценены их параметры. Показано соответствие моделей экспериментальным данным. Рассчитан трехреакторный узел получения метанола, обеспечивающий 75–80% конверсию исходного синтез-газа. Получаемый метанол-сырец имеет высокое содержание целевого продукта 94–99 мас. %. Показано, что реализация данного процесса получения метанола приводит к резкому сокращению расходных норм по сырью и энергии.

БОНДАРЬ В.В., ВИНОКУРОВ Е.Г. — 2007 г.

На основании анализа взаимного расположения поляризационных кривых выделения двух металлов без добавления лиганда и после его добавления в раствор построена вероятностная модель, позволяющая определить области допустимых значений констант устойчивости комплексов, восстановление которых проходит с образованием сплава, а также выбрать лиганды на основе этих данных. Экспериментальные данные, опубликованные в литературе, показывают хорошее соответствие прогнозу, полученному на основании данной модели. Это позволило сформулировать важное для практики условие выбора лигандов для совместного восстановления комплексов и образования сплава.

АРИСТОВ Ю.И., БУХАВЦОВА Н.М., ВЕРНИКОВСКАЯ Н.В., ОСТРОВСКИЙ Н.М., ЧУМАКОВА Н.А. — 2007 г.

В развитие модели сорбции воды из воздуха композитными сорбентами “соль в пористой матрице” исследовано влияние капиллярной конденсации воды [1]. Показано, что при большой влажности входящего воздуха необходим учет процесса капиллярной конденсации воды в малых порах матрицы, который оказывает значительное влияние на профили концентрации и температуры в слое сорбента и приводит к интенсивному накоплению влаги в начале слоя. Модель использована для изучения кинетики сорбции паров воды в проточном адсорбере с неподвижным слоем сорбентов “хлорид кальция в пористом оксиде алюминия” и “хлорид кальция в угле сибунит”.

РОСЛЯК А.Т., СМОЛОВИК В.А. — 2007 г.

На основании анализа и обобщения экспериментальных данных, полученных при низкоскоростном пневматическом транспортировании тонкодисперсных материалов, определены основные их свойства, оказывающие существенное влияние на транспортабельность и эффективность пневмотранспорта. Проведен анализ влияния стандартного коэффициента внутреннего трения материала на стабильное транспортирование при различной загруженности и длине трубопровода. Для анализа использована кинематическая вязкость, учитывающая совместное влияние на эффективность низкоскоростного пневмотранспорта динамической вязкости и плотности насыпного слоя.

ДИЛЬМАН В.В., КАМИНСКИЙ В.А. — 2007 г.

Рассмотрена конвективная неустойчивость в плоском вертикальном канале. Для простейших граничных условий получено характеристическое уравнение и определены критические условия возникновения конвекции Рэлея в виде двумерных течений в плоскости канала. Показана возможность проявления такой неустойчивости в процессах испарения, для которых ранее наблюдался переход к интенсивному режиму испарения, связанному с развитием конвекции Рэлея.