автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Интенсификация процесса растворения дисперсных твердых материалов с использованием аппаратуры роторно-пульсационного типа

На правах рукописи

005049530

Иванова Дарья Борисовна

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА РАСТВОРЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АППАРАТУРЫ РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО ТИПА

Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

7 ФЕВ 2013

Бийск 2013

005049530

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном Учреждс науки Институте проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделен Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН).

Научный руководитель:

Василишин Михаил Степанович кандидат технических наук, доцент, заве дующий лабораторией ИПХЭТ СО РАН

Официальные оппоненты:

Овчаренко Александр Григорьевич доктор технических наук, профессор, декан механического факультета Бийского технологического института

Ведущая организация:

Сергеев Анатолий Григорьевич кандидат технических наук, доцент, ведущий специалист Научно-экспериме] тального центра ФКП «Бийский олеум-ный завод»

Открытое акционерное общество «Фед ральный научно-производственный цен «Алтай», г. Бийск

Защита состоится «27» февраля 2013 г. в 11часов на заседании диссерт ционного совета Д 212.004.08 в Бийском технологическом институте (филиале) 4 дерального государственного бюджетного образовательного учреждения высше профессионального образования «Алтайский государственный технический униве ситет им. И.И. Ползунова» по адресу: 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул. Тро«| мова, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бийского технол гического института (филиала) федерального государственного бюджетного обр зовательного учреждения высшего профессионального образования «Алта ский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» по адре< 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул. Трофимова, 27.

Автореферат разослан «22» января 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета У Шалунов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Растворение твердых дисперсных материалов является даим из наиболее распространенных процессоб химической технологии, который :уществляется с целью получения насыщенного раствора того или иного вещества.

Для реализации процесса применяется технологическая аппаратура различного та, отличающаяся как по принципу действия, так и по конструктивному оформлено. Как правило, она характеризуется низкой производительностью, значительны-и габаритами и имеет ряд других недостатков.

Интенсификация растворения определяется, прежде всего, возможностью уве-иения удельной межфазной поверхности за счет измельчения твердой фазы и од-эвременного повышения коэффициентов переноса, вследствие улучшения условий гвода вещества от твердой поверхности в раствор. Такие условия в оптимальном зчетании реализуются в роторно-пульсационных аппаратах (РПА), находящих в эследнее время применение во многих отраслях промышленности.

При работе таких устройств возникает сложный комплекс различных гидроди-амических явлений: градиентное течение в радиальных зазорах между вращающийся и неподвижными элементами конструкции, интенсивная турбулизация потока, 13нонаправленное поле скоростей, навигационные явления и др. Указанное много-акторное воздействие на обрабатываемую среду, позволяет существенно интенси-ищфовать процесс растворения дисперсной твердой фазы.

Применение РПА может оказаться особенно эффективным при обработке труд-орастворимых дисперсных материалов, а также в случае осуществления химических ревращений в гетерогенных системах, когда в процессе контактирования на по-грхности твердой фазы образуется экранирующий слой продуктов реакции, затруд-яющий доступ жидкого реагента.

Тем не менее, не смотря на очевидные преимущества РПА в сравнении с други-и типами оборудования, их использование для целей интенсификации растворения исперсной твердой фазы весьма ограничено. По-видимому, это связано с недоста-эчной изученностью всего комплекса явлений, имеющих место в рабочей камере ппарата, отсутствием надежной информации о влиянии режимных параметров про-есса и конструктивных особенностей рабочих органов РПА на кинетику процесса.

Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы является теоретиче-кое и экспериментальное исследование процесса растворения дисперсных твердых атериалов в аппаратуре роторно-пульсационного типа и разработка практических екомендаций по ее расчету и конструированию.

Задачами исследования являются:

- экспериментальное изучение растворения модельных систем на лабораторной полупромышленной установках с РПА различного масштаба, оценка степени влия-

ия режимных параметров процесса и конструктивных особенностей рабочих орга-ов аппарата на кинетику процесса;

- разработка методики прогнозной оценки длительности растворения дисперс-ых материалов;

- математическое описание изучаемого процесса и оценка сходимости экспери-[ентальных и расчетных данных;

- оценка степени влияния масштабного фактора на параметры массопереноса и

3

выработка рекомендаций по проектированию РИА для процессов растворения А персной твердой фазы.

Объект, предмет и методы исследования. Объект исследований - процесс рг творения твердых дисперсных материалов в РПА. Предмет исследований - беюойн и салициловая кислоты, а также кристаллический хлорид и нитрат натрия. Работа с новывается на использовании аналитических и экспериментальных методов исслед вания.

Научная новизна работы:

- выполнена экспериментальная оценка влияния технологических параметр-процесса и конструктивных особенностей рабочих органов РПА на кинетику раствор ния бензойной и салициловой кислот в воде, позволившая конкретизировать режго процесса;

- предложена методика прогнозной оценки длительности процесса растворения;

- разработано математическое описание процесса растворения твердого диспер ного материала в РПА, позволяющее установить его продолжительность. Проведе экспериментальная проверка адекватности математической модели;

- определены средние значения коэффициента массоотдачи при растворении м дельных систем в РПА и оценено влияние на них технологических параметров прош са.

Практическая значимость:

- разработаны рекомендации по конструированию рабочих органов РПА и i расчету;

- предложена конструкция центробежного массообменного аппарата для пров дения процессов, осложненных химическим взаимодействием фаз.

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертацио] ной работы обсуждались на IX международной научно-практической конференщ «Новые химические технологии: производство и применение» (Пенза, 2007 г.); III и I Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодь ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, би< технологической и пищевой промышленности" (Бийск, 28 - 30 апреля 2010, 27 - i апреля 2011 гг.), Всероссийской научной молодежной школе-конференции «Xhmi под знаком «Сигма». Исследования, инновации, технологии» (Омск, 2010 г.), III нау но-технической конференции молодых ученых «Перспективы создания и применен] конденсированных высокоэнергетических материалов» (Бийск, 23-24 сентября 20 Юг Всероссийской конференции, посвященной памяти В.В. Бахирева «Химия, технолоп и применение высокоэнергетических соединений» (Бийск, 13-16 сентября 2011 г.).

На защиту выносятся:

- результаты экспериментального исследования процесса растворения бензойв и салициловой кислот в РПА;

- математическое описание процесса растворения твёрдых дисперсных матер* лов в РПА.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, включая 3 статьи журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией. Получен патент ] изобретение.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заточения, списка литературы из 112 наименований и содержит 104 страницы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснованы актуальность и направленность темы диссертации, формулированы цели исследования.

В первой главе рассмотрены теоретические основы процесса растворения исперсных твердых материалов, а также существующие зависимости по определе-ию коэффициентов массоотдачи и времени полного растворения. Рассмотрены ме-эды и средства интенсификации растворения. Проведен анализ конструкций РИА, редназначенных для растворения дисперсных твердых материалов. Показано, что ысокоэффективным и перспективным оборудованием являются аппараты с много-1акторным воздействием на обрабатываемую среду.

Вторая глава посвящена исследованию влияния отдельных технологических араметров процесса и конструктивных особенностей оборудования на кинетику астворения модельных систем. Исследование проводилось в установках лаборатор-ого (рисунок 1) и полупромышленного (рисунок 2) масштабов.

Основными элементами лабораторной установки являются РПА и расходная мкость с перемешивающим устройством, соединенные друг с другом трубопрово-ом в единый циркуляционный контур. Комплект сменных роторов позволяет уста-авливать величину радиального зазора 5 между ротором и статором аппарата:

1 - РПА; 2 - расходная емкость с перемешивающим устройством; 3 - термостат; 4 - ротаметр; 5 - манометр; 6 - термометр; 7 - тахометр цифровой Рисунок 1 - Принципиальная схема лабораторной установки

Полупромышленная установка с РПА предназначена для отработки технологи-[еских режимов процесса растворения и оценки влияния масштабного фактора при переходе к укрупненным образцам оборудования.

В состав полупромышленной установки входят РПА и ёмкостный аппарат с ремешивающим устройством, соединенные системой трубопроводов в замкнут] контур. Комплект сменных роторов позволяет устанавливать радиальный зазор 5 между цилиндрами ротора и статора аппарата: 0,5-10"3; 1-10" и 2-10' м.

1 - РПА; 2 - ёмкостный аппарат с перемешивающим устройством;

3 — теплообменник Рисунок 2 - Принципиальная схема полупромышленной установки

В качестве исследуемых материалов использовались технический хлорид натр ГОСТ 4233, нитрат натрия квалификации (Ч) ГОСТ 4168, бензойная кислота KBaj фикации (Ч) ГОСТ 6413 и техническая салициловая кислота ГОСТ 624.

Растворение проводили в дистиллированной воде. Исходная температура во во всех сериях опытов составляла 20 - 21°С. Фракционный состав исследуемых i териалов определяли при помощи оптического анализатора размеров частиц PIP S Концентрацию растворенного вещества в пробах определяли кондуктометрическ методом при помощи кондуктометра-концентратомера АНИОН-7025.

Исследовали кинетику растворения модельных материалов. Через определи ные интервалы времени от начала опыта отбирали пробы раствора, фильтровал] целью отделения нерастворившихся кристаллов и замеряли величину удельной эл трической проводимости (УЭП) фильтрата, на основании которой определяли к< центрацию растворенного вещества в пробах.

На установках лабораторного и полупромышленного масштабов исследовал! влияние режимных параметров процесса (частота вращения ротора РПА, темпера ра растворителя) и конструктивных особенностей оборудования (величина радиа ного зазора между ступенями аппарата, наличие крыльчатки) на кинетику раство ния модельных материалов. В отдельных экспериментах производили сравните, ную оценку кинетики растворения в РПА и в емкостных аппаратах с перемешивг щими устройствами.

Рисунок 3 иллюстрирует влияние величины радиального зазора между цилин-фами ротора и статора на кинетику растворения бензойной и салициловой кислот в 'становке с лабораторным РПА.

т,с

а)

т, с

б)

• - 5 = 0,1-10"3м; ш - 5 = 0,5-10"3м; ж - 8 = 1-10"3м; п = 36 с"1.

Рисунок 3 — Влияние величины радиального зазора на кинетику растворения бензойной (а) и салициловой (б) кислот в лабораторном образце РПА

Как следует из полученных зависимостей, с уменьшением 5 процесс растворе-ия интенсифицируется, что, очевидно, связано с возрастанием градиента скорости :идкости в радиальном зазоре и соответствующим усилением дробления частиц за чет гидродинамических сил потока. При прохождении через зоны межцилиндровых озоров на частицы дисперсного материала действуют растягивающие напряжения.

Величина сдвиговой скорости в радиальных зазорах РПА определяется выраже-ием:

^ Ra

Действующие на частицу растягивающие напряжения, могут быть определек соответствии с законом Гука:

Р

ст = -0,5^

Численное значение растягивающей силы определяется выражением:

р^р^С2.

Коэффициент гидродинамического сопротивления находится в соответстви зависимостью:

£ = 2,25

16 2>2 л С + —— + 0,6

Яе0,5

В таблице 1 представлены рассчитанные по зависимостям (1 — 4) напряжен возникающие при сдвиговом течении в радиальных зазорах лабораторного и по промышленного образцов РПА при &, = 0,1-10"3 м и ц = 1,005-10"3 Па-с.

Таблица 1 - Напряжения, возникающие при сдвиговом течении в радиальных зазо]

Радиальный зазор между цилиндрами ротора и статора 5-103, м Радиус наружной поверхности цилиндра 1 1*4-103, м Напряжения, возникающие в радиальном зазоре 1 <Т[, кПа Радиус наружной поверхности цилиндра 2 К2-103,м Напряженш возникаюпц в радиально зазоре 2 о2, кПа

Лабораторный образец РПА, со = 261,7 рад/с

0,1 27,0 106,0 37,5 204,0

0,5 4,23 5,60

1,0 1,06 2,04

Полупромышленный образец РПА, ю = 300 рад/с

0,5 57,0 24,8 71,0 38,0

1,0 6,19 9,6

2,0 1,56 2,4

Анализ данных, приведенных в таблице 1, показывает, что при минимальных з чениях радиального зазора в потоке обрабатываемой среды возникают наибольшие р тягивающие напряжения, способные вызвать разрушение частиц дисперсного материг Установлено, что уровень напряжений в соответствующих зазорах полупромышленн образца в 4-7 раз выше, чем в лабораторном. Очевидно, этим можно объяснить зна тельную интенсификацию процесса растворения в полупромышленном РПА.

Влияние частоты вращения ротора на кинетику растворения бензойной и са циловой кислот в установке с лабораторным РПА показано на рисунке 4. Установ но, что при прочих равных условиях, повышение частоты вращения улучшает р ходно-напорные характеристики аппарата. При этом повышается кратность прох< дения обрабатываемой среды через рабочие органы РПА и тем самым интенсифи руется процесс растворения дисперсной твердой фазы.

600 1200 1800 2400 3000 3600 т, с

а)

О 600 1200 1800 2400 3000 3600 т, о

б)

ж - п = 24 с"1; ■ - п = 36 с'1; • - п = 48 с"1; 5 = 0,1-Ю"3 м. Рисунок 4 — Влияние частоты вращения ротора на кинетику растворения бензойной (а) и салициловой (б) кислот в лабораторном образце РПА

Течение через радиальные каналы роторов и статоров имеет нестационарный эактер. Оценим некоторые осредненные характеристики этого течения. Среднее иение радиальной скорости обрабатываемой среды можно представить в виде:

ЪР=-£-г. (5)

2-а-п

Характерное время, в течение которого осуществляется открытие или закрытие иничного канала составляет:

а

(6)

Характерное время, в течение которого канал статора находится в полностью фытом состоянии:

и

Средняя амплитуда импульсов давления, возникающего в результате гидра! ческих ударов, определяется зависимостью:

Лр _ 2Р»т1К

СР т

ь03

В таблице 2 представлены рассчитанные по зависимостям (5 — 8) осреднен характеристики течения обрабатываемой среды через радиальные каналы лабора: ного и полупромышленного образцов РИА.

Данные таблицы 2 показывают, что средние значения амплитуды импульсов ; ления в радиальных каналах полупромышленного образца РПА меньше соот ствующих показателей лабораторного аппарата. Тем не менее, более высокие зн< ния напряжений, возникающие в радиальных кольцевых каналах определяют, видимому, большую наблюдаемую интенсивность процесса растворения в полуг мышленном образце.

Таблица 2 - Осредненные характеристики течения обрабатываемой среды через

Частота вращения ротора п, с"1 Расход обрабатываемой среды (2-103, м3/с Радиальная скорость обрабатываемой среды 0/>, м/с Продолжительность открытия-закрытия канала Тез, МС Продолжительность нахождения в закрытом состоянии Тга, МС Амплит да им-пульсо давленг АРср.кГ

1 2 1 2 1 2 1

Лабораторный образец РПА, 5 = 0,1-Ю"3 м

24,0 0,18 0,83 0,56 0,65 0,48 0,22 0,16 10,2 9

36,0 0,27 1,23 0,82 0,49 0,36 0,16 0,12 20,1 и

48,0 0,32 1,48 0,99 0,40 0,29 0,12 0,10 29,6 2:

Полупромышленный образец РПА, 5 = 2-10"3 м

24,0 1,92 0,85 0,64 9,5 7,9 0,38 0,12 0,89 о,

36,0 2,94 1,31 0,98 7,2 5,9 0,29 0,09 1,82 1,

48,0 3,67 1,63 1,22 5,8 4,7 0,23 0,07 2,81 2,

Исследовано влияние температуры на процесс растворения модельных систе установке с полупромышленным РПА. Отмечено, что увеличение температуры рас: рителя (вода) с 20 до 50°С при прочих равных условиях, сокращает длительность г цесса в 3 раза для бензойной кислоты и в 2 раза для салициловой.

Сравнительные эксперименты по растворению модельных материалов в вод использованием емкостной аппаратуры с перемешивающим устройством и полуг мышленного образца РПА показали, что длительность процесса в последнем сл> сокращается более чем в 8 раз. Очевидно, это связано с более эффективным подво, механической энергии к зоне контакта фаз и дополнительным измельчением матери при его прохождении через рабочие органы РПА.

В некоторых экспериментах по растворению бензойной и салициловой кислот за контрольное время (3600 с) не достигалось насыщения раствора. В этой связи представляет интерес получение прогнозной оценки длительности процесса растворения. При обработке результатов экспериментов полагали, что процесс описывается кинетикой растворения с постоянным временем достижения предельного состояния (насыщения раствора).

Аналитическое уравнение, описывающее рассматриваемый процесс, запишем в виде:

\

тг

С-С1 = (С0 -С/)ехр[

(9)

/

В рассматриваемом случае С0 = 0. Поскольку время растворения т является неизвестным, его несложно получить, преобразуя (9):

1п

1-

с] <10)

, с1).

Рассчитываем осредненное время растворения при фиксированном значении радиального зазора, например при 5 = 0,5-10"3 м для трех разных значений числа оборотов ротора РПА при растворении бензойной кислоты в лабораторной установке.

Осредненное время обработки для четырех моментов времени: 2700, 3000, 3300 и 3600 с определяем по выражению (10). Полученные четыре величины т усредняем по числу моментов времени, т.е. берем среднее арифметическое при фиксированном первом значении числа оборотов. Эту же операцию проделываем для остальных значений чисел оборотов. Затем находим значение т = (т!+ т2+ т3)/3 = 1525 с, которое и принимаем за истинное значение времени растворения. Тем самым для всех значений чисел оборотов ротора РПА в диапазоне 25 - 41,7 с"1 получена обобщенная характеристика. На рисунке 5 приведена зависимость С(тг) для различных значений чисел оборотов ротора РПА. Аналогичные вычисления, выполненные применительно к процессу растворения салициловой кислоты при 8 = 0,1-Ю"3 м, показывают, что т = 1395 с. Результаты расчета и экспериментальные данные представлены на рисунке 6.

Таким же образом можно обрабатывать экспериментальные данные, характеризующие процесс растворения модельных материалов в случае варьирования величины радиального зазора 5. С этой целью фиксируем число оборотов ротора п и меняем значение 8, после чего производим двойное осреднение, как это делалось ранее. В результате для бензойной кислоты получим т = 1249,5 с при п = 41,7 с"1, для салициловой т = 1315,6 с при п = 33,3 с"1.

Т,с

т- п = 41,7 с"1;* - п = 33,3 с1; ■ - п = 25 с1 Рисунок 5 - Кинетика растворения бензойной кислоты при различных значениях чи сел оборотов ротора (п) и фиксированном значении 5 = 0,5-10" м.

Т,с

п = 41,7 с"1;« - п = 33,3 с1; > - п = 25 с1 Рисунок 6 - Кинетика растворения салициловой кислоты при различных значениях чисел оборотов ротора (п) и фиксированном значении 5 = 0,1-10" м.

Кривые - расчет по формуле (9) при т = 1395 с; точки - эксперимент

• На рисунке 7 штриховая линия соответствует рассчитанной зависимости С(т при т = 1525 с и 5 = 0,5-10"3 м (см. рисунок 5). Видно, что для бензойной кислоты З! висимости С(хт), построенные для двух различных значений времени растворен* (т! = 1525 с и т2 = 1249,5 с), близки друг к другу. Кинетика растворения салициловс кислоты представлена на рисунке 8. Штриховая линия соответствует рассчитаннс зависимости С(хт) при т = 1388 с и 5 = 0,1 • 10"3 м (см. рисунок 6).

т,с

т- 5 = 0,1-Ю"3 м; • - 5 = 0,5-Ю"3 м; ■ - 5 = 1-Ю"3 м Рисунок 7 - Кинетика растворения бензойной кислоты при фиксированном значении

числа оборотов ротора п = 41,7 с"1 и различных значениях величины радиального зазора (5).

т,с

▼- 5 = 0,1-Ю"3 м; • - 5 = 0,5-Ю"3 м; ■ - 5 = 1-Ю"3 м Рисунок 8 - Кинетика растворения салициловой кислоты при фиксированном значении числа оборотов ротора п = 33,3 с"1 и различных значениях величины радиального зазора (5).

Кривые - расчет по формуле (9) при т = 1315,6 с; точки - эксперимент

Таким образом, предлагаемая методика позволяет с достаточной для инженер-ых расчетов точностью выполнить предварительную оценку времени растворения ;исперсного материала. Методика справедлива для расчета длительности растворе-мя дисперсного материала и для емкостной аппаратуры с перемешивающими стройствами.

В главе 3 представлено математическое описание процесса растворения дис-[ерсного материала в РПА. Полагали, что функция ц)(10) нормирована и удовлетворят условию:

|ч»(А>Н=1 . 1

0

К моменту времени от начала растворения тт размер всех частиц уменыпае на величину Д = /0 - /. При этом частицы, размер которых меньше А, исчезнут, а л са частиц с размерами больше А уменьшится в соотношении

Г^Т

1 /о ;.

Для определения вида функции распределения частиц по размеру в момент I мени тт умножим каждую ординату кривой ц/(10) на выражение (12). Тогда, с уме шением размера всех частиц на величину А получим:

^тах / . \3

/т {

Л

Выражение (13) является характеристической функцией, поскольку оно пол стью определяется первоначальным распределением частиц по размерам. В то же время уравнение материального баланса можно записать в виде:

С,=Ст+к{\-у).

Уравнение кинетики растворения представим как:

В условиях интенсивного перемешивания и высокоскоростного движения ( друг относительно друга выражение для расчета коэффициента массоотдачи за шем в виде:

Р = 0,267 (е К)0,25 -ЛГ0,75 (

Для нахождения функции у(тТ) необходимо вычислить характеристическ функцию у (А) из выражения (13) при заданном значении Д и проинтегрировать ур

С Вт

нение кинетики (14), которое с помощью безразмерных величин т - % нас ■ —

Р г ^

% = -—; к = —-— может быть преобразовано к виду: ср Снас

= {1-У) (

ату

Результаты тестовых расчетов по данной математической модели представле на рисунке 9.

О 100 200 300

% с

а)

0 100 200 300

т, с

б)

А-П= 15 с'1; ■ -п = 20 с"1; • -п = 25 с"1; 5 = 1-Ю"3, м Рисунок 9 Кинетические кривые растворения хлорида натрия (а) и нитрата натрия (б) в РПА.

Кривые — результат расчета по математической модели, точки — эксперимент

Относительное время растворения определяетя зависимостью:

т= Г-^- или т = —f-^--(17)

Таким образом, разработанная математическая модель адекватно описывает поученные экспериментальные данные, при этом погрешность расчета не превышает ■10 %. Полученное математическое описание кинетики растворения может быть хспространено и на другие дисперсные материалы.

В результате обработки экспериментальных данных по растворению модельных тстем в РПА определены численные значения коэффициентов массоотдачи (см. 1блицу 3).

Таблица 3 - Сопоставление экспериментальных и расчетных значений коэффшда тов массоотдачи при растворении модельных систем в РПА__

Растворяемый материал Частота вращения ротора п, с"1 Радиальный зазор 5 -103, м Диссипация мощности Б, Вт/кг Экспериментальное значение коэффициента массоотдачи [3-104, м/с Расчетное значение коэффициен та массоотдг чи р-104, м/с

1 2 3 4 5 6

Салициловая кислота 48,0 0,5 2023,0 3,4 3,3

1,0 1701,0 2,6 3,1

2,0 1367,0 2,2 3,0

24,0 2,0 423,0 1,8 2,3

36,0 902,0 3,0 3,1

48,0 1424,0 3,3 1,8

Бензойная кислота 48,0 0,5 2156,0 3,7 3,2

1,0 1747,0 2,9 3,0

2,0 1443,0 2,2 2,8

24,0 2,0 409,0 1,3 2,1

36,0 933,0 1,8 2,5

48,0 1517,0 2,2 2,8

Как следует из данных таблицы 3, увеличение п способствует возрастанию эффициентов массоотдачи и, напротив, увеличение 8 ведет к их снижению. Получ ные экспериментальные данные достаточно точно описываются уравнением (15), 1 этом максимальная относительная погрешность не превышает 28 %.

В главе 4 приводится описание конструкции центробежного массообменн аппарата для проведения процессов, осложненных химическим взаимодействием > (рисунок 10).

Твердая фаза Хладагент

Сброс

массы

1 -ротор; 2 - статор; 3 - цилиндры ротора; 4 - цилиндры статора Рисунок 10 - Принципиальная схема центробежного массообменного аппар;

16

Работа аппарата осуществляется следующим образом.

Исходные компоненты, например, твёрдая и жидкая фазы, в определённом со-юшении поступают во внутреннюю полость устройства для приема реагентов, нчём жидкая фаза подаётся в периферийную часть конфузора, а твёрдая - в цен-шьную. При этом образуется вращающийся слой жидкой фазы и центральная вояка, в которую энергично затягиваются агломераты твёрдой фазы. Такой принцип ^тактирования позволяет повысить безопасность процесса, исключить возмож-;ть термического разложения твёрдой фазы, особенно если её плотность суще-¡енно меньше плотности жидкой фазы.

Реакционная смесь, поступая в донную часть вращающегося ротора аппарата, пастями крыльчатки направляется к её периферии. Проходя через периодически фывающиеся и закрывающиеся радиальные каналы цилиндров ротора и статора, жционная смесь подвергается мощным динамическим нагрузкам, благодаря котом интенсифицируются процессы тепло- и массопереноса, возрастает степень пре-нцения исходных компонентов. Благодаря встроенным теплообменным поверхно-[м обеспечивается эффективный теплоотвод из зоны реакции. Продукты реакции, падая в тороидальную часть ротора при помощи трубки динамического отбора, водятся из аппарата под небольшим избыточным давлением.

Центробежный массообменный аппарат характеризуется расширенными экс-уатационными возможностями и удобствами, позволяет интенсифицировать про-;с межфазного взаимодействия, обеспечить его безопасность и надежность.

В этой же главе формулируются рекомендации по проектированию основных юв РПА.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исследован процесс растворения в воде бензойной и салициловой кислот, а еже хлорида и нитрата натрия в установках с аппаратами роторно-пульсационного па. Подтверждена значительная интенсификация процесса по сравнению с его реакцией в емкостной аппаратуре с перемешивающими устройствами.

Экспериментально доказано, что величина радиального кольцевого зазора между линдрами ротора и статора 8, а также частота вращения ротора п оказывают яболыпее влияние на кинетику растворения модельных материалов. Выполнена енка величины напряжений а, возникающих в потоке обрабатываемой среды при ее охождении через радиальные зазоры РПА, а также среднего значения амплитуды пульсов давления ДРср, возникающих в радиальных каналах аппарата. Показано, что рядок полученных величин достаточен для гидродинамического разрушения частиц сперсного материала.

2. Предложено математическое описание процесса растворения дисперсного териала в РПА и методика прогнозной оценки его длительности. Подтверждена овлетворительная сходимость расчетных и экспериментальных данных.

3. Показано, что основными критериями масштабного перехода при проекти-вании аппаратуры роторно-пульсационного типа являются равенство в модели и гурном образце величин диссипации мощности е, а также напряжений, возникаю-к в обрабатываемой среде при ее прохождении через радиальные кольцевые зазо-[ аппарата.

4. Разработаны рекомендации по проектированию рабочих органов РПА. Щ. ложена конструкция центробежного массообменного аппарата, предназначенноп том числе для интенсификации процесса растворения дисперсной твердой фа: Конструкция аппарата защищена патентом РФ № 2464082.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

С/ - текущее значение концентрации растворяемого вещества в жидкости, кг/м ; объем растворителя, м3; % - приведенный коэффициент формы частиц растворяем! материала; рт - плотность твердой фазы, кг/м , С0 - начальная концентрация твер; фазы в суспензии, кг/м3; ß - коэффициент массоотдачи, м/с; т - время растворения R - радиус наружной поверхности соответствующего цилиндра ротора, м; со - уг. вая скорость вращения ротора, рад/с; р - сила, действующая на частицу со сторс потока, Н; F4 - площадь среднего (миделева) сечения частицы плоскостью, перп дикулярной потоку, м2; ¿f - коэффициент гидродинамического сопротивления; р: плотность сплошной среды (жидкости), кг/м3; Q - объемный расход обрабатываете среды, м3/с; z - количество радиальных каналов в цилиндрах ротора и статора; ширина канала, м; h - высота канала, м; ür - среднее значение тангенциальной с рости соответствующего цилиндра ротора, м/с; b - расстояние между двумя сос ними каналами, м; /к - длина канала ротора (статора), м; тг - текущее время раст рения твердой фазы, с; 10 - начальный размер частиц, м; / - текущий размер частиц, ь М и М0 - текущее и начальное значение массы растворяемого вещества, кг; 1тс максимальный размер частиц твердой фазы в исходном распределении,

Re = Рж^К--критерий Рейнольдса для сдвиговых течений; 8 - диссипация мощ

Ц

V 2, М , М0

ста, Вт/кг; Sc = —\D - коэффициент диффузии, м/с; у = ; к = -у

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Кухленко, A.A. Расчет фракционного состава и площади поверхности тв дых частиц в процессе их диспергирования в роторно-пульсационном аппарате /А Кухленко, М.С. Василишин, С.Е. Орлов, Д.Б. Иванова // Ползуновский вестник. -3. —2010. - С. 180 - 183.

2. Фёдоров, A.B. К оценке длительности процесса периодического растворе: дисперсного материала в роторно-пульсационном аппарате / A.B. Фёдоров, / Шульгин, М.С. Василишин, Д.Б. Иванова, О.С. Иванов, А.Г. Карпов // Инженер физический журнал. - 2011. - Т. 84. - №4. - С. 664 - 669.

3. Иванова, Д.Б. Исследование кинетики и массообмена при растворении р персных материалов в роторно-пульсационном аппарате / Д.Б. Иванова, М.С. Вг лишин, A.A. Кухленко, О.С. Иванов, С.Е. Орлов, А.Г. Карпов // Химическая технс гия. - № 2. - 2013. С. 56 - 59.

4. Иванова, Д.Б. Установка для исследования процесса растворения д персных материалов в аппарате роторно-пульсационного типа / Д.Б. Иване М.С. Василишин, A.A. Кухленко, А.Г. Карпов // Новые химические технолог производство и применение: материалы IX Международной научно-практичес!

18

4>еренции. - Пенза. - 2007. - С. 9 - 11.

5. Иванова, Д.Б. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса створения в роторно-пульсационном аппарате / Д.Б. Иванова, A.A. Кухленко, М.С. 1силишин // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищей промышленности: материалы 3-й Всероссийской научно-практической конфе-нции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, 28 -i апреля 2010 г. - Бийск. - С. 29 - 33.

6. Орлов, С. Е. Закономерности течения жидкости в роторно-пульсационном парате / С.Е.Орлов, A.A. Кухленко, М.С. Василишин, Д.Б. Иванова // Материалы 3-Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и моло-IX ученых с Международным участием 28-30 апреля 2010г., г. Бийск, часть 1. С. 26 29.

7. Кухленко, A.A. Разработка математической модели процесса растворения в парате роторно-пульсационного типа / A.A. Кухленко, Д.Б. Иванова, М.С. Васи-[шин // Труды Всероссийской научной молодежной школы-конференции «Химия |д знаком «Сигма». Исследования, инновации, технологии». — Омск. — 2010. — С. 1 -102.

8. Иванова, Д.Б. Экспериментальное исследование работы роторно-льсационного аппарата на труднорастворимых дисперсных материалах / Перспек-вы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов: клады III научно-технической конференции молодых ученых 23-24 сентября 2010г. Бийск.-С. 79-83.

9. Иванова, Д.Б. Исследование массообмена при растворении дисперсных мате-алов в аппаратуре роторно-пульсационного типа / Технологии и оборудование хи-гаеской, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы 4-й Всерос-йской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых международным участием, 27 — 29 апреля 2011 г. - Бийск. — С. 49 - 53.

10. Иванова, Д.Б. Исследование влияния температуры на процесс растворения роторно-пульсационном аппарате / Химия, технология и применение высокоэнергических соединений: тезисы докладов Всероссийской конференции, посвященной мята В.В. Бахирева, 13 - 16 сентября 2011 г. - Бийск, Алтайский край. - С. 145 -6.

11. Пат. 2464082 Российская Федерация, МПК B01J 8/10, B01J 14/00, B01F 28, Центробежный массообменный аппарат / Василишин М.С., Иванов О.С., 'хленко A.A., Карпов А.Г., Иванова Д.Б., Орлов С.Е.; заявитель и патентообла-тель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт облем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской адемии наук (ИПХЭТ СО РАН). - № 2011136634/05; заявл. 02.09.2011; опубл. .10.2012, бюл. № 29.

Подписано в печать 16.01.2013. Формат 60x84 1/16 Печать - ризография. Усл. печ. л. - 1,19 Тираж 100 экз. Заказ 56 Отпечатано в типографии ОАО «ФНПЦ «Алтай» 659322, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1

Введение

1 Общие сведения о кинетике растворения

1.1 Лимитирующие стадии и модельное представление процесса

1.2 Основные зависимости для расчета коэффициента массоотдачи

1.3 Расчет кинетики растворения частиц

1.4 Факторы, определяющие интенсификацию массообменных процессов

1.5 Методы и средства интенсификации процесса растворения

1.6 Совершенствование процесса растворения в аппаратуре роторно-пульсационного типа

1.7 Постановка задач исследования

2 Экспериментальное исследование процесса растворения дисперсной твердой фазы в роторно-пульсационном аппарате

2.1 Описание лабораторной установки с РПА

2.2 Описание полупромышленной установки с РПА и исследуемых модельных систем

2.3 Методика проведения экспериментов

2.4 Влияние режимных параметров обработки в РПА на кинетику процесса растворения дисперсных материалов

2.5 Прогнозная оценка длительности процесса растворения

3 Математическое моделирование процесса растворения ^ дисперсных твердых материалов в роторно-пульсационном аппарате

3.1 Разработка математической модели процесса растворения

3.2 Оценка средних значений коэффициентов массообмена при растворении

4 Конструктивные методы совершенствования роторнопульсационных аппаратов

4.1 Рекомендации по проектированию основных узлов и масштабированию РПА

4.2 Предлагаемая конструкция центробежного массообменного аппарата для проведения процессов, осложненных химическим взаимодействием фаз 84 Заключение 88 Список использованных источников 90 Приложение А Акт использования

Актуальность диссертационной работы

Растворение твердых дисперсных материалов является одним из наиболее распространенных процессов химической технологии, который осуществляется с целью получения насыщенного раствора того или иного вещества.

Для реализации процесса применяется технологическая аппаратура различного типа [1-6], отличающаяся как по принципу действия, так и по конструктивному оформлению. Как правило, она характеризуется низкой производительностью, значительными габаритами и имеет ряд других недостатков.

Интенсификация растворения определяется, прежде всего, возможностью увеличения удельной межфазной поверхности за счет измельчения твердой фазы и одновременного повышения коэффициентов переноса, вследствие улучшения условий отвода вещества от твердой поверхности в раствор. Такие условия в оптимальном сочетании реализуются в роторно-пульсационных аппаратах (РПА) [7-10], находящих в последнее время применение во многих отраслях промышленности.

Отличительной особенностью РПА является наличие, по меньшей мере, двух элементов с взаимно параллельными поверхностями (как правило, цилиндров), симметричных относительно общей оси вращения. Один из этих элементов (ротор) вращается с большой скоростью, а другой (статор) жестко закреплен на корпусе аппарата. Боковые поверхности этих элементов имеют одинаковое или различное число радиальных каналов для прохождения обрабатываемой среды.

При работе таких устройств возникает сложный комплекс различных гидродинамических явлений: градиентное течение в радиальных зазорах между вращающимися и неподвижными элементами конструкции, интенсивная турбулизация потока, разнонаправленное поле скоростей, кавитационные явления и др. Указанное многофакторное воздействие на обрабатываемую среду, позволяет существенно интенсифицировать процесс растворения дисперсной твердой фазы.

Применение РПА может оказаться особенно эффективным при обработке труднорастворимых дисперсных материалов, а также в случае осуществления химических превращений в гетерогенных системах, когда в процессе контактирования на поверхности твердой фазы образуется экранирующий слой продуктов реакции, затрудняющий доступ жидкого реагента.

Тем не менее, не смотря на очевидные преимущества РПА в сравнении с другими типами оборудования, их использование для целей интенсификации растворения дисперсной твердой фазы весьма ограничено [11, 12]. По-видимому, это связано с недостаточной изученностью всего комплекса явлений, имеющих место в рабочей камере аппарата, отсутствием надежной информации о влиянии режимных параметров процесса и конструктивных особенностей рабочих органов РПА на кинетику процесса.

Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное исследование процесса растворения дисперсных твердых материалов в аппаратуре роторно-пульсационного типа и разработка практических рекомендаций по ее расчету и конструированию.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Экспериментально изучить процесс растворения модельных систем на лабораторной и полупромышленной установках с РПА различного масштаба, оценить степень влияния режимных параметров процесса и конструктивных особенностей рабочих органов аппарата на кинетику растворения.

2. Разработать методику прогнозной оценки длительности растворения дисперсных материалов.

3. Разработать математическое описание изучаемого процесса и оценить сходимость экспериментальных и расчетных данных.

4. Оценить степень влияния масштабного фактора на параметры массопереноса и выработать рекомендации по проектированию РПА для процессов растворения дисперсной твердой фазы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Выполнена экспериментальная оценка влияния технологических параметров процесса и конструктивных особенностей рабочих органов РПА на кинетику растворения бензойной и салициловой кислот в воде, позволившая конкретизировать режимы процесса.

2. Предложена методика прогнозной оценки длительности процесса растворения.

3. Разработано математическое описание процесса растворения твердого дисперсного материала в РПА, позволяющее установить его продолжительность. Проведена экспериментальная проверка адекватности математической модели.

4. Определены средние значения коэффициента массоотдачи при растворении модельных систем в РПА и оценено влияние на них технологических параметров процесса.

Практическая значимость работы

1. Разработаны рекомендации по конструированию рабочих органов РПА и их расчету.

2. Предложена конструкция центробежного массообменного аппарата для проведения процессов растворения, осложненных химическим взаимодействием фаз.

Достоверность результатов диссертационного исследования обеспечивается применением современных методик физических измерений, сертифицированной измерительной аппаратуры, значительным объёмом полученных экспериментальных данных, современной вычислительной техники и программных средств для проведения расчётов. Достоверность результатов численного моделирования подтверждается удовлетворительной сходимостью расчётных и экспериментальных данных.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментального исследования процесса растворения бензойной и салициловой кислот в РПА.

2. Математическое описание процесса растворения твёрдых дисперсных материалов в РПА.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 работ, включая 3 статьи в журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией. Получен патент на изобретение.

Апробация работы

Основные положения и научные результаты диссертационной работы обсуждались на IX международной научно-практической конференции «Новые химические технологии: производство и применение» (Пенза, 2007 г.); III и IV Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности" (Бийск, 28 - 30 апреля 2010, 27 - 29 апреля 2011 гг.), Всероссийской научной молодежной школе-конференции «Химия под знаком «Сигма». Исследования, инновации, технологии» (Омск, 2010 г.), III научно-технической конференции молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов» (Бийск, 23-24 сентября 2010г.), Всероссийской конференции, посвященной памяти В.В. Бахирева «Химия, технология и применение высокоэнергетических соединений» (Бийск, 13-16 сентября 2011 г.).

Личный вклад диссертанта заключается в разработке математического описания процесса, выполнении необходимых экспериментов по растворению модельных материалов, характеризующихся различными физико-химическими свойствами, проведении экспериментальной оценки влияния технологических параметров процесса и конструктивных особенностей рабочих органов РПА на кинетику растворения модельных материалов. Автором предложена методика прогнозной оценки длительности процесса и установлено влияние технологических параметров на величину коэффициентов массоотдачи при растворении.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 112 наименований. Работа изложена на 104 страницах машинописного текста и содержит 10 таблиц и 43 рисунка.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исследован процесс растворения в воде бензойной и салициловой кислот, а также хлорида и нитрата натрия в установках с аппаратами роторно-пульсационного типа. Подтверждена значительная интенсификация процесса по сравнению с его реализацией в емкостной аппаратуре с перемешивающими устройствами.

Экспериментально доказано, что величина радиального кольцевого зазора между цилиндрами ротора и статора 5, а также частота вращения ротора п оказывают наибольшее влияние на кинетику растворения модельных материалов. Выполнена оценка величины напряжений о, возникающих в потоке обрабатываемой среды при ее прохождении через радиальные зазоры РПА, а также среднего значения амплитуды импульсов давления АРср, возникающих в радиальных каналах аппарата. Показано, что порядок полученных величин достаточен для гидродинамического разрушения частиц дисперсного материала.

2. Предложено математическое описание процесса растворения дисперсного материала в РПА и методика прогнозной оценки его длительности. Подтверждена удовлетворительная сходимость расчетных и экспериментальных данных.

3. Показано, что основными критериями масштабного перехода при проектировании аппаратуры роторно-пульсационного типа являются равенство в модели и натурном образце величин диссипации мощности е, а также напряжений, возникающих в обрабатываемой среде при ее прохождении через радиальные кольцевые зазоры аппарата.

4. Разработаны рекомендации по проектированию рабочих органов РПА. Предложена конструкция центробежного массообменного аппарата, предназначенного, в том числе, для интенсификации процесса растворения дисперсной твердой фазы. Конструкция аппарата защищена патентом РФ.

1. Аксельруд, Г.А. Растворение твердых веществ / Г.А Аксельруд, А.Д. Молчанов. М.: Химия, 1977. - 267 с.

2. Штербачек, 3. Перемешивание в химической промышленности / 3. Штербачек, П. Тауск. Л.: Госхимиздат, 1963. - 416 с.

3. Васильцов, Э.А. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справочное пособие / Э.А. Васильцов, В.Г. Ушаков. Л.: Машиностроение, 1979.-272 с.

4. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. — М.: Химия, 1971. 784 с.

5. Коган, В.Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии. Л.: Химия, 1977. - 592 с.

6. Плановский, А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии / А.Н. Плановский, П.И. Николаев. М.: Химия, 1972.-494 с.

7. Балабудкин, М.А. Роторно-пульсационные аппараты в химико-фармацевтической промышленности / М.А. Балабудкин. М.: Медицина, 1983.- 160 с.

8. Промтов, М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика / М.А. Промтов . М.: Машиностроение - 1, 2001. - 260 с.

9. Бутко, Г.Ю. Исследование процесса эмульгирования в роторно-пульсационных аппаратах применительно к целлюлозно-бумажному производству: Автореф. дис. канд. техн. наук / Г.Ю. Бутко Л, 1975. - 20с.

10. Промтов, М.А. Кинетика растворения ЫаС1 в воде в роторно-импульсном аппарате / М.А. Промтов, В.М. Червяков // Химия и химическая технология. 2000. - Т. 43. - Вып. 6. - С. 133.

11. Червяков, В.М. Растворение твердого в жидкости и диспергирование в жидкости в длинноканальном роторном аппарате смодуляцией потока: Автореф. дис. канд. техн. наук / В.М. Червяков. М, 1982.- 16 с.

12. Червяков В.М. Исследование процесса растворения серы в смеси масел в роторном аппарате / В.М. Червяков, В.Ф. Юдаев, В.И. Биглер, JI.B. Чичева-Филатова, В.А. Алексеев // Химия и химическая технология. 2006. -Т. 49. - вып. 4. - С. 95 - 97.

13. Романков, П.Г. Массообменные процессы химической технологии: Учеб. пособие / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов, О. М. Флисюк. СПб.: ХИМИЗДАТ, 2011. - 440 с.

14. Кафаров, В.В Основы массопередачи: Учебник для студентов вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / В.В. Кафаров. - М.: Высш. Школа, 1979. -439 с.

15. Davies J.T. A physical interpretation of droop sizes in homogenizers and agitated tanks, including the dispersion of viscous oils / Chemical Engineering Science. 1987. -42. -№47. -P. 1671 -1676.

16. Мошинский, А.И. Массовое растворение полидисперсного ансамбля частиц в проточной системе / Коллоидный журнал. 2004. - Т. 66. -№6.-С. 793-801.

17. Надь, Э. Влияние размера частиц и распределения их по размерам на скорость массообмена между твердой и жидкой фазами / Э. Надь, Т. Бликле, А. Уйхиди // Теоретические основы химической технологии. 1987. Т. 21. №5.-С. 591.

18. Nady, Е. Exact equation of solid-liquid mass transfer / E. Nady, T. Blickle // Chemical Engineering Science. 1984. V. 39. - P. 612.

19. Tournie, P. Correlation for mass transfer between fluidized spheres and a liquid / P. Tournie, C. Lagnerie, J.P. Coudere // Chemical Engineering Science. -1979. V. 34.-P. 1947.

20. Барабаш, В.М. Расчет непрерывного процесса растворения в аппаратах с мешалками / В.М. Барабаш, JI.H. Брагинский, О.Е. Вишневецкая

21. Теоретические основы химической технологии. 1984. - Т. 18. - № 6. - С. 744.

22. Николаишвили, Е.К. Скорость растворения твердых частиц в аппаратах с мешалками / Е.К. Николаишвили, В.М. Барабаш, J1.H. Брагинский и др. // Теоретические основы химической технологии. 1980. -Т. XIV.-№3.-С. 349-357.

23. Александровский, A.A. Кинетика растворения полидисперсной системы частиц / A.A. Александровский, Г.В. Мануйко // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1988. - Т. 31. - № 7. - С. 94.

24. Фролов, В.Ф. Растворение дисперсных материалов / Теоретические основы химической технологии. 1998. - Т.32. - №4. - С. 398 -410.

25. Вигдорчик, Е.М. Математическое моделирование непрерывных процессов растворения / Е.М. Вигдорчик, А.Б. Шейнин. Л.: Химия, 1971. -248 с.

26. Романков, П.Г. Массообменные процессы химической технологии (процессы с дисперсной твердой фазой) / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов. Л.: Химия, 1990.-384 с.

27. Зимин, А.И. Прикладная механика прерывистых течений / А.И. Зимин. М.: Фолиант, 1997. - 308 с.

28. Накорчевский, А.И. Гидродинамика и тепломассоперенос в гетерогенных системах и пульсирующих потоках / А.И. Накорчевский, Б.И. Басок, A.A. Долинский // Киев: Наукова думка. - 2001. - 348 с.

29. Долинский, A.A. Использование принципа дискретно-импульсного ввода энергии для создания эффективных энергосберегающих технологий / Инженерно-физический журнал. 1996. - 69. - № 6. - С. 35 -43.

30. Аксельруд Г. А. Массообмен тел сферической формы с потоком жидкости / Инженерно-физический журнал. 1970. - Т. 19. - № 1. - С. 110112.

31. Новицкий, Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии). М.: Химия, 1983. - 192 с.

32. Теумин, И.И. Ультразвуковые колебательные системы. М.: Машгиз, 1959.-331 с.

33. Кардашев, Г.А. Теплообменные акустические процессы и аппараты / Г.А. Кардашев, П.Е. Михайлов. М.: «Машиностроение», 1973. -223 с.

34. Фридман, В.М. Ультразвуковая химическая аппаратура. -М.: «Машиностроение», 1967.-211 с.

35. Донской, А.В Ультразвуковые электротехнологические установки: 2-е изд., перераб. и доп / A.B. Донской, O.K. Келлер, Г.С. Кратыш. Д.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 208 с.

36. Неволин, В.Г. Опыт применения звукового воздействия в практике нефтедобычи Пермского края. Пермь, 2008. - 54 с.

37. Гершгал, Д.А. Ультразвуковая технологическая аппаратура / Д.А. Гершгал, В.М. Фридман. М.: «Энергия», 1976. - 318 с.

38. Агранат, Б.А. Основы физики и техники ультразвука / Б.А. Агранат, М. Н. Дубровин, Н. Н. Хавский и др. М.: Высшая школа, 1987. -352 с.

39. Стренк, Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Пер. с польск. под ред. И.А. Щупляка. Л.: Химия, 1975. - 384 с.

40. Брагинский Л.Н. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета / Л.Н. Брагинский, В.И. Бегачев, В.М. Барабаш. Л.: Химия, 1984. - 336 с.

41. Новиков, B.C. Импульсные процессы переноса в гетерогенных системах (обзор) /B.C. Новиков // Промышленная теплотехника. -1990. -Т. 12. -№2. С. 23-39.

42. Островский, Г.М. О работе пульсационных аппаратов в резонансном режиме / Г.М. Островский, П.А. Малышев, Е.Г. Аксёнова // Теоретические основы химической технологии. 1990. - Т.24. - №6. - С. 835 -839.

43. Червяков, В.М. Гидродинамические и кавитационные явления в роторных аппаратах: монография / В.М. Червяков. В.Ф. Юдаев. М.: «Издательство Машиностроение - 1», 2007. - 128 с.

44. Червяков, В.М. Основы теории и расчета деталей роторного аппарата: Учебное пособие / В.М. Червяков, Ю.В. Воробьев. Тамбов: Изд-во Тамбовского государственного университета, 2008. - 64 с.

45. Червяков, В.М. Использование гидродинамических и кавитационных явлений в роторных аппаратах / В.М. Червяков, В.Г. Однолько. М.: «Машиностроение», 2008.-116с.

46. Долинский, A.A. Принцип дискретно-импульсного ввода энергии и его применения в технологических процессах / A.A. Долинский // Вестник АН УССР. 1984. - №1. - С. 39 - 46.

47. Долинский, A.A. Принципы разработки новых энергоресурсосберегающих технологий и оборудования на основе методов дискретно-импульсного ввода энергии / A.A. Долинский, Г.К. Иваницкий // Промышленная теплотехника. 1997. - Т.19. -№ 4-5. - С.13-25.

48. Червяков, В.М. Нестационарное течение жидкости во вращающихся каналах роторного аппарата / В.М. Червяков, В.И. Галаев, A.A. Коптев // Вестник ТГТУ. 2000. - Т.6. - № 4. - С. 611 - 616.

49. Червяков, В.М. Нестационарное течение жидкости в зазоре между ротором и статором / В.М. Червяков, В.И. Галаев, A.A. Коптев // Вестник ТГТУ. 2003. - Т.9. - № 4. - С. 649 - 652.

50. Балабудкин, М.А. О закономерностях гидромеханических явлений в роторно-пульсационных аппаратах / М.А. Балабудкин // Теоретические основы химической технологии. 1975. - Т. 9. - № 5. - С. 738 -788.

51. Зимин, А.И. Интенсификация приготовления дисперсных сред в роторно-импульсных аппаратах в химико-фармацевтической промышленности / А.И. Зимин // Химико-фармацевтический журнал. 1997. -Т. 31. -№ 8. - С. 50-53.

52. Балабудкин, М.А. Установка мокрого измельчения галловых орешков с роторно-пульсационным аппаратом / М.А. Балабудкин, J1.A. Климов, М.В. Леквеишвили, В.Г. Шебатин // Химико-фармацевтический журнал. 1990. - Т. 24. - № 3. - С. 68 - 69.

53. Балабышко, A.M. Роторные аппараты с модуляцией потока и их применение в промышленности / A.M. Балабышко, В.Ф. Юдаев. М.: Недра, 1992.-176 с.

54. Балабышко, A.M. Гидромеханическое диспергирование / A.M. Балабышко, А.И. Зимин, В.П. Ружицкий. М.: Наука, 1998. - 331 с.

55. Богданов, В.В. Эффективные малообъёмные смесители / В.В. Богданов, Е.И. Христофоров, Б.А. Клоцунг. Л.: Химия, 1989. - 224 с.

56. Богданов, B.B. Активирующее смешение в технологии полимеров. СПб.: Проспект Науки, 2007. - 320 с.

57. Никифоров, А.О. Использование насоса-диспергатора для получения раствора полиакриламида / А.О. Никифоров, A.B. Коршаков, Ю.И. Авербух и др. //Химическое и нефтехимическое машиностроение. 1990. — № 11.-С. 14 -15.

58. Бадиков, Ю.В. Использование аппаратов гидроакустического воздействия в гетерофазных процессах / Ю.В. Бадиков, B.C. Пилюгин, Р.Б. Валитов. М.: Химия, 2004. - 244 с.

59. Маргулис, М.А. Основы звукохимии (химические реакции в акустических полях) / М.А. Маргулис. М.: Высшая школа, 1984. - 272 с.

60. Маргулис, М.А. Звукохимические реакции и сонолюминисценция / М.А. Маргулис. М.: Химия, 1986. - 300 с.

61. Юдаев, В.Ф. Роторные аппараты с модуляцией потока и импульсным возбуждением кавитации для интенсификации процессов химической технологии: дис. д-ра техн. наук / В.Ф. Юдаев. М, 1984. - 454 с.

62. Ободович, А.Н. Интенсификация производства глюкозно-фруктозных сиропов за счёт механо-химической деструкции / А.Н. Ободович, М.А. Хибина, Л.А. Боряк и др. // Промышленная теплотехника. -2006. Т. 28. - № 3. - С. 44 - 49.

63. Чичева-Филатова, Л.В. Научные основы интенсификации физико-химических процессов в роторных аппаратах с модуляцией потока и ихприменение в пищевом производстве / JI.B. Чичева-Филатова. М.: Пищевая промышленность, 2005. - 208 с.

64. Авербух, Ю.И. Расчёт дисперсности эмульсий, образующихся в роторно-статорном аппарате / Ю.И. Авербух, А.О. Никифоров, Н.М. Костин и др. // Журнал прикладной химии. 1988. - № 2. - С. 433 - 434.

65. Долинский, A.A. Водоугольное топливо: перспективы использования в теплоэнергетике и жилищно-коммунальном секторе / A.A. Долинский, A.A. Халатов // Промышленная теплотехника. 2007. - Т. 29. -№5. -С. 70-79.

66. Гинстлинг, A.M. Ротационный высокочастотный аппарат для процессов массообмена / A.M. Гинстлинг, A.A. Барам // Химическое машиностроение. 1960. - № 1. - С. 4 - 5.

67. Барам, A.A. Исследование процесса извлечения веществ из пористых тел в многофазных системах в поле механических колебаний: Автореф. дис. канд. техн. наук / A.A. Барам. Л., 1963. - 16 с.

68. Мандрыка, Е.А. Экспериментальное исследование кинетики процесса растворения в роторном аппарате с модуляцией потока: Автореф. дис. канд. техн. наук / Е.А. Мандрыка. М., 1979. - 16 с.

69. Зимин, А.И. Приготовление раствора эвкалимина в этиловом спирте в роторном аппарате при импульсном возбуждении кавитации / Химико-фармацевтический журнал. 1996. - Т. 30. - № 10. - С.46.

70. Зимин, А.И. Абсорбция диоксида углерода водой в роторном аппарате с модуляцией потока / А.И. Зимин, В.Ф. Юдаев // Теоретические основы химической технологии. 1989. - Т. 23. - № 5. - С. 673 - 676.

71. Зимин, А.И. Кавитационная ректификация двухкомпонентных смесей / А.И. Зимин // Теоретические основы химической технологии. -1996. Т. 30. - № 4. - С. 392 - 398.

72. Басок, Б.И. Оборудование для получения и обработки высоковязких дисперсных сред / Б.И. Басок, А.П. Гартвиг, А.Р. Коба и др. // Промышленная теплотехника. 1996. - Т. 18. - № 1. - С. 50 - 56.

73. Басок, Б.И. Дисперсный анализ соевой пасты, полученной при роторно-пульсационной гомогенизации / Б.И. Басок, И.А. Пироженко, A.B. Булавка // Промышленная теплотехника. 2003. - Т. 25. - № 4. - С. 88 - 92.

74. Басок, Б.И. Энергосберегающая безотходная технология гомогенизации плодоовощного и цитрусового сырья / Б.И. Басок, А.Н. Ободович, И.А. Пироженко и др. // Промышленная теплотехника. 2003. - Т. 25.-№4.-С. 92-94.

75. Бодня, М.Д. Непрерывный процесс диспергирования пигментов при производстве эмалей путём озвучивания излучателями сиренного типа / М.Д. Бодня // Лакокрасочные материалы и их применение в промышленности. 1969. - № 1. - С. 24 - 26.

76. Леквеишвили, М.В. Диспергирование частиц галловых орешков в роторно-пульсационном аппарате / М.В. Леквеишвили, М.А. Балабудкин, Г.Н. Борисов // Сообщения АН ГССР. 1976. - Т. 81. - № 3. - С. 621 - 624.

77. Долинский, A.A. Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья / A.A. Долинский, Л.Н. Грабов, В.И. Мерщий и др. // Промышленная теплотехника. 2006. - Т. 28. - № 5. - С. 70-75.

78. A.c. 465213 СССР, МКИ В 01 F 7/28. Ротационный аппарат для взаимодействия жидкости с порошкообразными веществами / Кремнёв O.A., Боровский В.Р., Кравченко Ю.С. и др. № 1901742/23-26; заявл. 30.03.73; опубл 30.03.75., Бюл № 12. - 3 с.

79. A.c. 1389830 СССР, МКИ В 01 F 7/28. Роторный аппарат / Червяков В.М., Воробьёв Ю.В., Токарев В.И. и др. № 4073350/31-26; заявл. 02.06.86; опубл. 23.04.88., Бюл. № 15. - 3 с.

80. A.c. 1465101 СССР, МКИ В 01 F 7/28. Гомогенизатор / Сергеев Г.А., Грушина Т.А., Гарипова З.С. № 4274338/23-26; заявл. 25.05.87; опубл. 15.03.89, Бюл. № 10.-3 с.

81. A.c. 1768268 СССР, МКИ В 01 F 7/28. Роторный аппарат для обработки жидких сред и способ его монтажа / Шаяхметов Ф.Г № 4773235/26; заявл. 25.12.89; опубл. 15.10.92, Бюл. № 38. - 3 с.

82. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 3-е. В 2-х кн.: Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, 2002. - 368 с.

83. Коган, В.Б. Справочник по растворимости / В.Б. Коган, В.М. Фридман, В.В. Кафаров. Изд.: АН СССР, 1961. Т. 1. кн. 1.

84. Долинский, A.A. Использование механизмов ДИВЭ при роторно-пульсационной обработке гетерогенных сред / A.A. Долинский, Г.К. Иваницкий, А.Н. Ободович // Промышленная теплотехника. Т. 30. - № 4. -2008.-С. 5- 13.

85. Долинский, A.A. Оценка эффектов диспергирования включений в роторно-пульсационном аппарате дисково-цилиндрического типа / A.A. Долинский, Б.И. Басок, T.JI. Грабова // Промышленная теплотехника. Т. 28. -№6.-2006. С. 37-43.

86. Протодьяконов, И.О. Гидродинамика и массообмен в дисперсных системах жидкость твердое тело / И.О. Протодьяконов, И.Е. Люблинская, А.Е. Рыжков. - Л.: Химия, 1987. - 336 с.

87. Броунштейн, Б.И. Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах / Б.И. Броунштейн, Г.А. Фишбейн. Л.: Химия, 1977.

88. Кухленко, A.A. Разработка математической модели процесса растворения в аппарате роторно-пульсационного типа / A.A. Кухленко, Д.Б.

89. Иванова, М.С. Василишин // Труды Всероссийской научной молодежной школы-конференции «Химия под знаком «Сигма». Исследования, инновации, технологии». Омск. - 2010. - С. 101 - 102.

90. Шервуд, Т. Массопередача. Пер. с англ. Под ред. В.А. Малюсова / Т. Шервуд, Р.Л. Пигфорд, Ч. Уилки. М.: Химия, 1982. - 696 с.

91. Балабудкин, М.А. Масштабирование роторно-пульсационных аппаратов / Химико-фармацевтический журнал. 1981. - Т. 15. - №1. - С. 100- 105.

92. Федоров, A.B. Анализ рабочих характеристик роторно-пульсационного аппарата с крыльчаткой / A.B. Федоров, Т.А. Хмель, М.С. Василишин и др. // Инженерно-физический журнал. 2009. - Т. 82. - № 5. -С. 823-829.

93. Ш.Фомин, В.М. Теоретическое и экспериментальное исследование характеристик роторно-пульсационного аппарата / В.М. Фомин, A.B. Федоров, Т.А. Хмель, А.Г. Карпов, A.A. Кухленко // Инженерно-физический журнал. 2008. - Т. 81.-№ 5.-С. 817-825.