Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы и оборудования химической технологии

Диссертационная работа:

Огурцов Антон Валерьевич. Моделирование процесса истирания частиц во взвешенном слое на основе теории цепей Маркова : Дис. ... канд. техн. наук : 05.17.08 : Иваново, 2004 115 c. РГБ ОД, 61:05-5/686

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

Введение 5

Глава 1. Процесс истирания сыпучих материалов в аппаратах со

взвешенным слоем: современное состояние вопроса 10

1.1. Необходимость учёта истирания частиц в кипящем слое при
проектировании аппаратов 10

1.2 Анализ существующих подходов к моделированию

11
истирания 11

1.3 Обзор перспективных конструкций аппаратов кипящего 97

слоя .

1.4. Постановка задач исследования 37

Глава 2. Разработка математических моделей истирания частиц в

аппаратах со взвешенным слоем на основе цепей теории Маркова 38

2.1. Построение матрицы переходов с учетом скорости истирания

(модель 1) 39

2.2 Построение матрицы переходов на основе вероятностных

подходов (модель 2) 43

  1. Обобщенный вероятностный подход построения матрицы переходных вероятностей (модель 3) 48

  2. Анализ моделей. Численный эксперимент 5?

  3. Математическая модель истирания в реакторе непрерывного действия 56

2.6. Выводы по главе 58

Глава 3. Экспериментальное исследование истирания аммиачной
селитры, керамзита и известняка в кипящем слое 60

3.1 Разработка экспериментального стенда и методики проведения
опытов по истиранию гранул аммиачной селитры и керамзита в
кипящем слое 60

3.2 Разработка экспериментального стенда и методики проведения
опытов по истиранию зёрен известнякового камня в струйной
мельнице кипящего слоя 65

3.3.Влияние режимных и конструктивных параметров на

истирание материала в кипящем слое 67

3.3.1 .Влияние расхода газа на истирание в кипящем слое 69

3.3.2.Влияние температуры на истирание в кипящем

слое 73

3.3.3. Влияние массы навески материала на истирание в

кипящем слое 76

3.4. Выводы по главе 90

Глава 4. Использование результатов работы 91

  1. Расчет струйной мельницы кипящего слоя в замкнутом цикле измельчения 91

  2. Расчёт процесса охлаждения в кипящем слое с учетом

истирания 97

4.3. Использование результатов в научных и проектных работах 101

4.4, Выводы ло главе 101

Основные выводы 102

Список литературы 104

Приложения. Документы, подтверждающие использование

результатов работы 114

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

А - событие столкновения с частицей;

В - событие разрушения частицы при столкновении;

b - распределительная функция;

С - матрица разделения;

D(x) - кривая полных проходов;

Е - событие образование осколка при разрушении;

е - энергия;

F- вектор состояния;

G - общая материальная загрузка реактора;

I - единичная матрица;

к - показатель степени функции распределения осколков;

m - масса частицы;

Р - матрица переходных вероятностей;

Q - расход газа;

s - селективная функция;

v - скорость частицы;

w - скорость истирания;

х- размер частицы;

а — коэффициент линейной селективной функции;

Р -плотность материала;

индексы:

е - экспериментальное значение;

g-газ;

і j - номер фракции;

п - номер самой мелкой фракции;

к - целочисленный момент условного времени;

р - пороговое или расчётное значение.

Введение к работе:

Актуальность темы диссертации Переработка сыпучих материалов во взвешенном слое является эффективной технологией, позволяющей осуществлять интенсивные физико-химические процессы с участием дисперсных сред. Одним из ключевых факторов высокой эффективности переработки является значительная подвижность частиц, приводящая к интенсификации тепло- и массопереноса Однако, для минеральных материалов, прочность частиц которых относительно невелика, столкновения частиц приводят к нежелательному сопутствующему процессу — измельчению частиц. С точки зрения физики измельчения любой аппарат со взвешенным (кипящим) слоем является низкопотенциальным высокочастотным измельчителем, в котором доминирующим механизмом измельчения является истирание (износ) частиц, хотя для некоторых материалов возможно и ударное разрушение. Износ частиц приводит к потере материала, снижению эффективности переработки из-за засорения реакционной зоны пылью, дополнительным проблемам, связанным с пылеулавливанием. Кроме того, непрерывное изменение фракционного состава материала, связанное с износом частиц, может оказывать сильное влияние на основные процессы, реализуемые в кипящем слое, например на грануляцию, агломерацию, сушку и др.

Несмотря на то, что исследованию и моделированию основных процессов, ради которых и создаётся кипящий слой, посвящено достаточно много работ, исследованию истирания частиц уделено гораздо меньше внимания Отчасти это обусловлено тем, что преобразование фракционного состава материала при измельчении истиранием существенно отличается от такового при интенсивном измельчении. С другой стороны, неучёт этого явления приводит к снижению достоверности моделирования и расчёта процессов в кипящем слое, а также к ограниченности и недостоверности информации для расчёта систем пылеулавливания. Обращение к вопросам исследования износа частиц в кипящем слое определяет актуальность темы настоящей работы, которая выполнялась в рамках ФЦП «Интеграция» (2.1-А118 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий) и международных договоров о научно-техническом сотрудничестве с Ченстоховским политехническим университетом (Польша) и Горным институтом г. Алби (Франция).

Целью работы является повышение достоверности и точности моделирования и расчёта процессов в кипящем слое путём учёта износа перерабатываемых в нём часгиц на основе расчётно-экспериментальных исследований и математического моделирования этого явления как высокочастотного низкопотенциального измельчения. Научная новизна 1. Экспериментально установлена зависимость скорости истирания частиц во взвешенном слое от его основных параметров (размера частиц, скорости

Выражаем благодарность д т.н., проф. Овчинникову Д Н„JftgJfifjjjflP^ в пРвеДе~
иии экспериментальных исследований.
БИБЛИОТЕКА |

- и температура газа) для известняка, аммиачной селитры и керамзита.

  1. Разработаны математические модели преобразования фракционного состава материала во взвешенном слое вследствие протекания процесса истирания частиц, различающиеся разным уровнем декомпозиции этого процесса.

  2. Получена эмпирическая зависимость для пересчета скорости истирания частиц во взвешенном слое при изменении его параметров.

  3. Разработана математическая модель преобразования фракционного состава материала при переработке в многоступенчатых реакторах со взвешенным слоем с промежуточной классификацией.

Практическая ценность.

  1. Разработан метод расчёта износа частиц сыпучего материала при его переработке в кипящем слое, который в сочетании с методами расчёта основных процессов позволяет повысить достоверность и точность прогнозирования.

  2. Разработанный метод расчёта даёт более достоверную информацию для расчёта систем пылеулавливания, что снижает риск экологического ущерба в связи с неоптимальной работой этих систем.

  3. Разработанные математические модели и их программное обеспечение используются в научных и проектных работах, проводимых в Ченстоховском политехническом институте, Польша, ООО «Полимерпластбетон».

Автор защищает.

  1. Методику и результаты экспериментов по исследованию влияния режимных и конструктивных параметров кипящего слоя на износ перерабатываемых в нём частиц.

  2. Математические модели процесса истирания как средство описания преобразования фракционного состава сыпучего материала как в кипящем слое, так и в мельницах низкопотенциального измельчения.

  3. Метод расчёта износа частиц в кипящем слое как составляющую часть полных моделей основных процессов, повышающую их адекватность и точность, а также дающий достоверную информацию для выбора и расчёта систем пылеулавливания.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на следующих конференциях: Международной студенческой конференции «Фундаментальные науки — специалисту нового века». (Иваново 2002); Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-2003» (СПб, 2003); Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития энерготехнологий (Бенардо-совские чтения)» (Иваново 2003); Межвузовской V региональной студенческой конференции «Фундаментальные науки - специалисту нового века» (Иваново, 2004); The 30th International Conference of Chemical Engineering. 2003, (Slovakia 2003), XVII Международной научной технической конференции «Математические методы в технике и технологиях» - ММТТ2004, (Кострома, 2004). Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 14 печатных работах.

Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, списка использованных источников (106 наименований работ) и приложения.

Подобные работы
Баранцева Елена Александровна
Исследование процессов непрерывного смешения сыпучих материалов и разработка метода их расчета на основе теории цепей Маркова
Микшина Виктория Степановна
Математическое моделирование процесса гидрокрекинга бензиновых фракций
Ермолаев Вадим Сергеевич
Математическое моделирование процессов переработки нефтяного газа в трубчатом реакторе в синтетическую нефть и ее транспорт в трубопроводах
Тарасова Наталья Евгеньевна
Моделирование процесса перемешивания жидкостей в аппаратах с зернистым слоем
Литвинов Виктор Николаевич
Энтропийный метод моделирования процесса адсорбции в псевдоожиженном слое
Степанов Владимир Александрович
Моделирование процесса массопередачи с быстрой химической реакцией в условиях самопроизвольной межфазной конвекции
Лебедев Антон Евгеньевич
Математическое моделирование процесса разделения суспензий в новом аппарате применительно к их транспортированию
Слизнева Татьяна Евгеньевна
Моделирование процессов умягчения и обессоливания воды в аппарате с неподвижным слоем ионита
Ивашкина Елена Николаевна
Моделирование процесса получения Н-моноолефинов путем дегидрирования высших парафинов С9-С14 на промышленной установке
Зиганшин Руслан Галимзянович
Моделирование процесса экстракции для совершенствования установок селективной очистки масляных фракций

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net