автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Гидродинамика и массообмен в двухроторном аппарате для обработки систем газ-жидкость

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

РГБ ОД

: ПОП 2П00

.

ЛЕБЕДЕВ Сергей Николаевич ¿'¿г^Л/'

ГИДРОДИНАМИКА И МАССООБМЕН В ДВУХРОТОРНОМ АППАРАТЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СИСТЕМ ГАЗ - ЖИДКОСТЬ

05.17.08 - Процессы и аппараты химической технологии

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Веригин А. Н.

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете)

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Веригин Александр Николаевич

Официальные оппоненты ■

доктор технических наук, профессор Яблокова Марина Александровна

кандидат технических наук, начальник отдела РНЦ "Прикладная химия" Леонтьев Владимир Савельевич

Ведущая организация -

НПО "Синтез ПАВ" (г. Шебекино Белгородская обл.)

Защита диссертации состоится У?? "С&0-/^1 2000 г. в час. на заседании диссертационного Совета Д 063.25.02 в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете) по адресу: 198013, г. Санкт-Петербург, Москов-' скин пр., 26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета).

Отзывы на автореферат в одном экземпляре, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 198013, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 26, Ученый Совет.

Автореферат разослан "Ж 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного

Совета Д 063.25.02 Jij

д-р. тех. наук, профессор U- jP H.A. Марцулсвич

Л ААЪ-J Г)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие химической промышленности и связанных с ней других отраслей народного хозяйства невозможно представить без создания новых технологических линий и увеличения производственных мощностей единичных агрегатов.

Одними из основных процессов химической технологии являются массообменные процессы, среди которых значительная часть проводится в газожидкостных системах. К таким процессам относятся абсорбция, десорбция, ректификация, дистилляция и др. В основном они применяются для разделения жидких смесей или выделения отдельных компонентов из газовых или парообразных выбросов. Оборудование, предназначенное для проведения таких процессов, в большинстве случаев остается металлоемким и малопроизводительным. Причем постоянно увеличиваются требования, предъявляемые к качеству конечных продуктов, обусловленные как жесткой конкуренцией различных производителей, так и все более возрастающей ролью экологического контроля. Поэтому, задачей аппаратурного оформления современных массообменных процессов является поиск наиболее эффективных аппаратов, позволяющих улучшить качественные и количественные показатели. В особенности это относится к процессам, в которых перерабатывают и получают химические продукты с ограниченной термостойкостью.

По этой причине, в последнее время, возрос интерес к массооб-менной технике, работающей в интенсивных режимах развитой турбулентности с высокими относительными скоростями потоков газа и жидкости и малым временем пребывания обрабатываемых фаз в рабочей зоне аппарата.

Этим требованиям в полной мере отвечают роторные аппараты, в которых межфазная турбулентность обеспечивается за счет действия центробежных сил. Кроме того, они имеют малое гидравлическое сопротивление и высокую удельную производительность. Однако помимо достоинств роторные аппараты имеют и ряд недостатков, что оставляет возможность для их дальнейшего совершенствования как конструктивного, так и_ принципиального. Поэтому проблема создания и исследования таких аппаратов весьма актуальна.

Цель работы. Целью данной работы является теоретическое и

экспериментальное обоснование возможности создания высокоэффективных малогабаритных роторных массообменных аппаратов, за счет организации в них развитой и быстро обновляющейся межфазной поверхности.

Научная новизна. На основании существующих моделей массо-обмена в двухфазной системе газ-жидкость предложена методика определения объемного коэффициента массоотдачи, учитывающая нестационарный характер массопереноса, для случая, когда сопротивление процессу сосредоточено в жидкой фазе.

Разработана двухпоточная гидродинамическая модель движения газа в аппарате, устанавливающая взаимосвязь между коэффициентом гидравлического сопротивления насадки и коэффициентами гидравлического сопротивления образованных в ней каналов. Исходя из этой модели, получены зависимости для определения гидравлического сопротивления по газу сухой и орошаемой насадки.

На основании теории локальной изотропной турбулентности и понятия о неоднородности поля диссипации энергии получена формула, связывающая коэффициент скорости диссипации энергии с параметрами движения обрабатываемой среды в аппарате, и предложена методика расчета мощности, затрачиваемой на создание и перемешивание газожидкостного слоя.

Практическая ценность. В результате проведенных экспериментов по гидродинамике и массообмену показана высокая эффективность предлагаемого аппарата. При высоте ступени контакта 10 - 30 мм ее гидравлическое сопротивление составляло 20-50 Па, а скорость газа в поперечном сечении аппарата достигала 2,5 м/с; объемный коэффициент массопередачи изменялся от 0,1 до 0,4 с "'(при скорости диссипации энергии 10-50 кВт/м3), что в 1,5-2 раза выше, чем у аналогичных аппаратов; коэффициент полезного действия ступени контакта находился в пределах от 0,5 до 0,8.

Установлены границы области устойчивой работы аппарата для различных гидродинамических режимов. Получена зависимость, определяющая скорость газа при захлебывании.

Разработана методика комплексного расчета двухроторного аппарата для проведения массообменных процессов в двухфазных системах, в которых основное сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкой фазе.

Предложенная конструкция аппарата может быть применена в ряде современных технологий. Вследствие малого гидравлического сопротивления аппарат особенно эффективен в случаях, когда по технологическим причинам процесс должен проводиться при атмосферном давлении или под вакуумом.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научных семинарах кафедры «Машины и аппараты химических производств» Санкт-Петербургского государственного технологического института, на научно-технической конференции аспирантов СПбГТИ(ТУ) (Санкт-Петербург, 1997 г.), на Всероссийской научно-практической конференции по прикладным аспектам совершенствования химических технологий и материалов (Бийск, май 1998 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных результатов, приложений и списка литературы, содержащего 103 источника. Работа изложена на 174 страницах печатного текста (из пих 28 - приложения) и содержит 55 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проблемы создания новых высокоэффективных средств для проведения процессов массообмена. Выделяются преимущества двухроторного массообменного аппарата. Обосновывается необходимость его всестороннего исследования и формулируется цель диссертационной работы.

В первой главе проанализированы различные физико-химические, геометрические и гидродинамические факторы влияющие на эффективность массообмена в газожидкостных системах и выделены те из них, наличие которых способствует интенсификации процесса. Рассмотрены известные конструкции роторных массооб-менных аппаратов, выявлены их достоинства и недостатки.

Показано, что для проведения массообменных процессов требующих большого числа теоретических тарелок лучше всего подходят аппараты со струйно-капельными контактными устройствами. Но, несмотря на многообразие конструктивных решений, эффективность таких аппаратов одинакова и находится в пределах 0,5-0,8 теоретических тарелок на единицу контактного элемента. Поэтому наиболее

целесообразными признаны конструкции, обладающие не столько сложным ротором, сколько малой высотой единицы контактного устройства, т.е. с дисковыми контактными элементы.

Выявлено, что существенным недостатком роторных аппаратов с дисковыми контактными элементами является их секционирован-ность, обусловленная необходимостью возврата жидкой фазы от периферии к центру последующей контактной ступени. Наличие секций приводит к усложнению конструкции корпуса и к увеличению высоты ступени контакта.

Были сформулированы требования, которым должно отвечать предлагаемое конструктивное решение. Роторный аппарат для проведения процессов массообмена между жидкостью и газом должен иметь простую конструкцию ротора. Возврат жидкости от периферии к центру необходимо обеспечить за счет элементов насадки без дополнительного секционирования.

Предложена конструкция роторного аппарата отвечающего поставленным требованиям, принципиальная схема которого представлена на рис. 1. Аппарат состоит из корпуса 1 с патрубками для подвода и отвода газовой 2 и 3, и жидкой 4 и 5 фазы, параллельных вертикальных валов 6, вращающихся в подшипниках качения 7, на которых находится насадка из перфорированных дисков 8 в рабочей зоне II и 9 в сепарационной зоне III, расположенных таким образом, что диски одного вала врезаются между дисками другого вала. Для разделения фаз и выравнивания скорости газа в нижней части аппарата предусмотрена кубовая зона I.

Аппарат работает следующим образом. Жидкость подается через штуцер 4 на верхний перфорированный диск 8 рабочей зоны II и под действием центробежных сил перебрасывается с верхнего диска на нижний, расположенный на соседнем валу, тем самым, обеспечивая принудительный ток жидкости по направлению от периферии к центру и книзу аппарата. Отработанная жидкость собирается в кубовой зоне I и затем отводится через штуцер 5, связанный со статическим гидрозатвором. Газ подается снизу через штуцер 2 в кубовой зоне I аппарата и проходит сквозь перфорацию в контактных элементах 8, 9 и жидкость. Скорость газа и частота вращения роторов подбираются такими, что исключается протекание жидкости через контактные элементы. Газ выводится из аппарата через штуцер 3, располо-

женный в крышке сепарационной зоны III корпуса 1. Унесенная жидкая фаза отделяется на перфорированных дисках 9 в сепарационной зоне III. Получение различных гидродинамических режимов достигается путем изменения частоты вращения валов, а также изменением

I - кубовая зона; II - рабочая зона; III - сепарацион-ная зона; 1 - корпус; 2 -патрубок для подвода газа; 3 - патрубок для отвода газа; 4 - патрубок для подвода жидкости; 5 - патрубок для отвода жидкости; 6 - валы; 7 - подшипники качения;

8, 9 - перфорированные диски.

Рис. 1. Схема исследуемого роторного аппарата.

Изложение первой главы завершается постановкой задачи исследования, заключающейся в установлении возможных взаимосвязей между закономерностями массопереноса и гидродинамическими параметрами системы.

Во второй главе рассмотрены теоретические вопросы, посвященные исследованию массообмена в двухфазных системах.

Проанализированы известные способы моделирования массопереноса в газожидкостных системах на основе уравнений гидродинамики и конвективной диффузии.

Показано, что для описания массопереноса в дисковой насадке аппарата наиболее приемлемы модели, учитывающие нестационарный характер диффузии протекающей вблизи границы раздела фаз. Когда движение жидкости в фазах носит ламинарный характер и поле скоростей известно (массообмен между газом и каплями жидкости), массоперенос может быть рассчитан на основе решения полного уравнения диффузии.

Для капель жидкости, размер которых достаточно мал, коэффи-

расходов подаваемых фаз.

циент массоотдачи определяется выражением

(С), (1)

где С =

6 г

6Д 1 ( 4п2я2Вт

= Ау—

_2 2-1 „2

у ехр--г- - относительная доля

п*^п \ 8кап )

целевого компонента, находящегося в капле.

При высокоинтенсивном процессе образования и дробления капель в насадке аппарата среднее время их жизни пропорционально времени, за которое капля пройдет расстояние соизмеримое со своим диаметром

(2)

У кап

где Ат- коэффициент пропорциональности.

Диаметр образующихся капель связан со скоростью диссипации энергии

= 3,5

С \ 0.6 / ч-0,4

а ~

УРжУ

\Рж<Р)

(3)

Так как предполагается, что частицы жидкости равномерно распределяются в газожидкостном слое, долю дисперсной фазы можно определить из выражения

<4)

Скорость капли принимается равной 80 % от окружной скорости ротора.

При массообмене в газожидкостном слое поверхность раздела фаз определяется суммой поверхностей капель, находящихся в этом слое. Однако действительную поверхность контакта в данном случае определить довольно сложно, поэтому удобнее использовать коэффициент массоотдачи, отнесенный к единице рабочего объема аппарата рУх и определяемый через удельную поверхность контакта фаз а

(5)

где

а^. (6)

На основании уравнений (1)-(6) рассчитаны ожидаемые значения коэффициента массоотдачи, лежащие в пределах 0,15 - 0,7 с'1 при скорости диссипации энергии порядка 10-50 кВт/м3.

Третья глава посвящена вопросам моделирования гидродинамической обстановки в исследуемом аппарате.

Гидравлическое сопротивление двухроторного аппарата определяется выражением

= (7)

Однако для исследуемого типа насадки в литературе отсутствуют данные о коэффициенте £ Решение данной проблемы возможно, если предположить, что поток газа в аппарате проходит по двум параллельным не связанным друг с другом каналам (рис. 2) - вертикальному (через перфорированные пластины) и зигзагообразному (вдоль междискового пространства насадки).

Если принять за ступень контакта две рядом расположенные пластины с таким расчетом, что обе они перекрывают горизонтальное сечение аппарата, то на одну ступень контакта насадки будут приходиться: в вертикальном канале - две перфорированные пластины, расположенные на разных валах (или одна приведенная тарелка), а в зигзагообразном - два П-образных поворота.

Так как каналы параллельны, гидравлическое сопротивление насадки можно определить двумя способами. Для первого вертикального канала через приведенную скорость газа 1¥в и коэффициент сопротивления приведенной тарелки

= (8)

Для второго зигзагообразного канала - через скорость газа в канале между пластинами Их и коэффициент гидравлического сопротивления П-образного поворота

ЛР = 2{к.Р±-.\У2к. (9)

Приравняв правые части выражений (7) - (9) при учете, что расход газа, проходящего через аппарат, равен сумме расходов имеющих место в параллельных каналах было получено выражение

для определения гидравлического сопротивления сухой насадки

Г . „

Рг Т1г2

АРс =

1 К

2

где К = ^ ^ - коэффициент, определяющий отношение площади

поперечного сечения П-образного канала (в сечении В-В рис. 2, а) Бк к площади поперечного сечения аппарата Б.

IV, 5

1

—

I

—

1

—

г

Рис. 2. К определению гидравлического сопротивления насадки: а - схема аппарата; б - расчетная схема аппарата (общий поток газа разделен на два потока).

Особенность полученного выражения заключается в том, что коэффициенты и являются табличными величинами и могут быть определены по справочным данным, соответственно в зависимости от живого сечения перфорированного диска и геометрических размеров П-образного канала.

Подача в насадку жидкости приведет к увеличению гидравлического сопротивления аппарата. Это обусловлено тем, что жидкость перекроет часть перфорации и уменьшит свободное сечение дисков. Поэтому гидравлическое сопротивление аппарата работающего с

орошаемой насадкой будет таким же, как и у аппарата с сухой насадкой, с той лишь разницей, что поперечное сечение вертикального канала останется меньше поперечного сечения аппарата и будет зависеть от условий смачивания

АР =

Г цг К Л

г +

■^-■Ш2, (11)

где у/ = — - доля диска открытая для прохода газа, определяемая

как отношение площади поперечного сечения вертикального канала Бп к площади поперечного сечения аппарата Параметр у/ может принимать значения в промежутке от 0 до 1.

Изучаемый роторный аппарат относится к аппаратам с внешним подводом энергии. Эта энергия расходуется на создание в аппарате развитой межфазной поверхности, которая образуется за счет диспергирования жидкой фазы и интенсивного перемешивания газожидкостного слоя. Ее учет удобно проводить, опираясь на понятие об удельной диссипируемой энергии, введенное Колмогоровым в рамках теории локально-изотропной турбулентности. Зная скорость диссипации энергии в рабочем объеме аппарата Еу можно определить мощность, затрачиваемую на перемешивание газожидкостного слоя

К = £уУа„. (12)

Связь между средним значением скорости диссипации энергии и параметрами обрабатываемой среды может быть установлена при использовании коэффициента скорости диссипации Ке

(13)

Входящие в выражении (13) плотность и кинематическая вязкостью являются параметрами газожидкостного слоя, который образуется в междисковом пространстве насадки. Этот слой представляет собой смесь газа и мелких капель жидкости. Принимая во внимание, что объемная доля жидкости значительно меньше доли газа, плотность и кинематическая вязкость слоя должны определяться соответственно из выражений

Р = Рг<Р + Рж^-Ф) О4)

И

У =-:-• (15)

<Р , 1~<Р

Уг

Коэффициент Ке представляет собой безразмерную функцию, которая зависит от критерия Рейнольдса, режима течения среды и геометрии насадки, учитываемой симплексом (И/Од). Критерий Рейнольдса определяется через характерную скорость и масштаб всего газожидкостного потока. В качестве масштаба может использоваться диаметр перфорированных дисков Ид, тогда характерная скорость потока будет соответствовать окружной скорости ротора. В этом случае критерий Рейнольдса определяется следующим выражением

а>ф1

Яе =-=4 (16)

V

Для ламинарных потоков Ке ~ Ке2, а для турбулентных Ке ~ Ие3. Реализуемые в роторных аппаратах турбулентные течения являются неоднородными и представляют смесь турбулентных и ламинарных потоков, поэтому выражение для коэффициента скорости диссипации может быть записано в виде

Ке~ = /(Яе) • Ал ■ Яе2+(1 - /(Яе)) ■ Ат • Яе3, (17)

Од

где Ад и Ат - коэффициенты пропорциональности, соответственно для ламинарной и турбулентной составляющих

Функция /(Яе) представляет отношение объема ламинарного потока ко всему объему системы

где Яе* — такое значение 11с, при котором объем ламинарного потока в системе равен объему турбулентного потока.

В четвертой главе освещается методика проведения и результаты экспериментальных исследований.

Для исследования гидродинамики роторного аппарата, а также для изучения возможности масштабного перехода была разработана и собрана экспериментальная установка, предусматривающая использование аппаратов с различными диаметрами роторов: аппарат № 1 с диаметром роторов 80 мм и аппарат № 2 с диаметром роторов 160 мм.

Кроме того, аппарат № 2 предусматривал возможность проведения массообмена. В качестве эталонного был выбран процесс, при котором сопротивление массопередаче сосредоточено в жидкой фазе. Таким процессом являлась десорбция двуокиси углерода из воды в воздух. В ходе исследований расходы компонентов изменялись в пределах: воздуха - до 92-10"3 м3/с; воды - до 0,44-10'3 м3/с.

При изучении гидравлического сопротивления сухой насадки определялось влияние таких факторов, как высота ступени контакта и доля свободного сечения перфорированных дисков. Для всех наборов влияющих факторов строились зависимости перепада давления на насадке, и определялся коэффициент гидравлического сопротивления ступени контакта С Полученные экспериментальные значения сравнивались с данными, рассчитанными по двухпоточной модели. Установлено, что расхождение между экспериментом и моделью не превышает 15 % для аппарата № 1 и 5 % для аппарата № 2, что доказывает правомочность этой модели.

При исследовании гидравлического сопротивления орошаемой насадки, помимо описанных факторов, изучалось влияние расходов фаз и скорости вращения роторов. Также были проведены дополнительные исследования, направленные па выявление зависимостей параметра у/ от соответствующих факторов. В результате экспериментов для параметра ^было получено выражение следующего вида

Характерные зависимости гидравлического сопротивления ступени контакта от приведенной скорости газа в аппарате для различных условий смачивания приведены на рис. 3. Отклонение между экспериментальными данными (точки рис. 3) и рассчитанными по формуле (11) с учетом выражения (19) (линии рис. 3) для обоих типов аппаратов не превышает 20 %.

Для выявления предельных режимов работы исследуемого аппарата определялись значения скорости газа, при которых наступало захлебывание, сопровождаемое накоплением жидкости в аппарате и резким ростом сопротивления.

Для определения скорости захлебывания получена эмпирическая зависимость

\ 0,27

(19)

Ш3 = 0,102 — -1,5 • 10~3/

( , Л°>26

(20)

где 1¥3- скорость газа при захлебывании, м/с; Л-высота ступени контакта, мм; -окружная скорость ротора, м/с; / -плотность орошения, м3/(м2-ч); рж, рг - плотности жидкой и газовой фазы, соответ-

Из анализа экспериментальных данных и визуального наблюдения за процессом образования газожидкостного слоя установлены предельные режимы работы аппарата: 1/д = ( 8-=-12), м/с;

/- (15-3-40),м3/(м2-ч). На рис.4 приведен пример области устойчивой работы для насадки с высотой ступени контакта 20 мм.

Исследование энергетических характеристик дисковой насадки было сведено к определению зависимости коэффициента скорости диссипации энергии от критерия Рейнольдса. Коэффициент Ке определялся исходя из экспериментально установленных значений мощности, затрачиваемой на перемешивание газожидкостного слоя, в соответствии с формулами (12) и (13). Окончательный вид зависимость для Ке, с учетом выражений (14) - (18), был получен в виде

На рис. 5 представлен вид обобщенной зависимости коэффициента скорости диссипации энергии от критерия Рейнольдса. Отклонение опытных значений коэффициента Ке (точки рис. 5) от рассчитанных по формуле (21) (линия рис. 5) не превышает 20 %.

Изучение эффективности работы аппарата заключалось в определении интенсивности массообмена в зависимости от гидродинамических параметров системы. Интенсивность массообмена характеризовалась объемным коэффициентом массопередачи и коэффициентом полезного действия ступени контакта, (рис. 6).

Экспериментальные данные были обобщены при использовании, в качестве определяющего параметра, скорости диссипации энергии (рис. 7).

ственно, кг/м3.

(21)

где Ые* = 230000; Ал = 1,95 • 103; Ат - 8 • Ю-3.

О 0.5 1 1.5 2 2.5 Я7, м/с

Рис. 3. Зависимость гидравлического сопротивления ступени контакта от приведенной скорости газа (аппарат № 1; /¡=20 мм; ¡у=203 рад/с): 1 - сухая насадка; 2 - орошаемая насадка с расходом жидкости 1=2,33-10"5 м3/с; 3-1=3,38-Ю"5 м3/с; 4-¿=4,44-10'5 м3/с; 5 -£=5,5-10'5 м3/с; 6-¿=6,55-10"5 м3/с; 7 -¿=7,61-Ю"3 м3/с; 8 - £=8,66-10"5 м3/с; 9 -1=9,72-10"5 м3/с.

м/с

г 1.5

~Г 2.5

0.110.100.090.08-0.07-I 0.06 0.050.04-

о.озн 0.020.01—

о-

-1 | 1 | Г-

5 10

Л—1—I—1—г~ 15 20 25

I

30

п—I 35

1—1 I—

.3//..2 ,

0 5 10 15 20 25 30 35 40 /,м3/(м-ч) Рис. 4. Пример области устойчивой работы аппарата при высоте ступени контакта насадки И~20 мм и окружной скорости ротора С^=10 м/с.

Рис. 5. Обобщенная зависимость комплекса КефЮд) от Ле: о -аппарат № 1; + - аппарат № 2.

кпдс„

0.8-

0.6-

0.4-

0.2-

0-

Т

"I—1—I—1—I—1—1—1—I—'—! 0 20 40 60 80 100 120 140 160 ю, рад/с

Рис. 6. Экспериментальные зависимости коэффициента полезного

действия ступени контакта от частоты вращения роторов:

1 -2=2, А=10мм,1=1,75-Ю"4м3/с, в=0,038м3/с; 2-2=2, /2=20мм,

1=2-10"4 м3/с, (34),06 м3/с; 3 -г=Ъ, й=30 мм, 1=2,44-10"4 м3/с,

0=0,072 м3/с.

кух, с1

0.40.20.10.06 0.04

0.02 4

0.01-

5-103 7-103 1-Ю4 2-104 3-Ю4 £у, Вт/м

Рис. 7. Зависимости объемного коэффициента массопередачи от скорости диссипации энергии:

1 - /¡=10 мм; 2 - А=20 мм; 3 - й=30 мм.

Установлено, что кпд. ступени практически не зависит от ее высоты, в то время как для объемного коэффициента массопередачи су-

ществует зависимость кУх ~ И °'4. На основании анализа экспериментальных величин, характеризующих интенсивность массообмена, было выдвинуто предположение о том, что в действительности процесс протекает не во всем объеме насадки, а в некотором эффективном объеме, величина которого не зависит от высоты ступени контакта. Эффективный объем предложено учитывать в виде эффективной высоты газожидкостного слоя Иэф. Связь объемного коэффициента массопередачи с эффективным выражается зависимостью

кУх — куЭф

V И

0,4

(22)

Эффективный коэффициент массопередачи определялся по методике предложенной во второй главе диссертации. При этом принималось, что куэф = Рух.

Было установлено, что коэффициент пропорциональности Ат в выражении (2) принимает значение 1, а эффективная высота газожидкостного слоя равна 3,5 мм. Погрешность определения объемного коэффициента массопередачи по формулам (1) - (6) (линии рис. 7) для большинства экспериментальных точек не превышала 15 %, но для некоторых достигала 25 %.

В конце главы приводятся рекомендации по использованию результатов исследований для расчета и конструирования двухроторно-го аппарата, а также определяются возможные области его применения в химической технологии.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ существующих роторных массообменных аппаратов, а также рассмотрены основные факторы, влияющие на процесс массообмена, что позволило предложить конструкцию роторного аппарата, в котором взаимодействие фаз происходит в поле центробежных сил при интенсивном перемешивании газожидкостного слоя, с развитой и быстро обновляемой межфазной поверхностью, наряду с принудительным током жидкости от одной ступени контакта к другой.

2. Создана экспериментальная установка, с помощью которой изучались гидродинамические, энергетические и массообменные характеристики работы аппарата, и исследовалась возможность моделирования в условиях масштабного перехода.

3.На основе моделирования массопереноса в газожидкостных системах показана возможность создания высокоэффективных массообменных аппаратов. Предложена методика расчета массообмена при диспергировании жидкости в дисковой насадке для случая, когда сопротивление процессу сосредоточено в жидкой фазе.

4. Предложена двухпоточная гидродинамическая модель движения газа в аппарате, и на ее основе получены выражения для определения гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадки.

5. Экспериментально изучены предельные режимы работы аппарата, получена эмпирическая зависимость для определения скорости газа, при которой наступает захлебывание. Определена область устойчивой работы аппарата в зависимости от нагрузок по взаимо-

действующим фазам и скорости вращения ротора.

6. На основании теории локальной изотропной турбулентности и понятия о скорости диссипации энергии предложена методика определения мощности, затрачиваемой на перемешивание газожидкостного слоя. С учетом представлений о неоднородности поля диссипации энергии, в рамках этой методики получена и экспериментально подтверждена зависимость коэффициента скорости диссипации энергии от критерия Рейнольдса.

7. Предложены рекомендации по расчету основных геометрических размеров и технологических параметров роторного аппарата для проведения массообменных процессов в двухфазных системах, а также определены области его применения в химической технологии.

Основное содержание диссертации изложено в следующих

публикациях:

1. Лебедев С. Н. Гидродинамика и массообмен в роторно-барботажном аппарате. // Сборн. тез. докл. научно-техн. конф. аспирантов СПбГТИ(ТУ), посвященной памяти М. М. Сычева. -СПб.: Издательство СПбГТИ(ТУ), 1997. - С. 137.

2. Лебедев С. Н., Веригин А. Н. Моделирование гидродинамики колонного аппарата с перфорированными контактными элементами. // Прикладные аспекты совершенствования химических технологий и материалов: Матер. Всерос. науч.-практич. конф. 28 - 29 мая 1998 г. Часть 2. - Бийск: изд. АлтГТУ, 1998. - С. 133-137.

3. Лебедев С. Н. Веригин А. Н. Гидравлическое сопротивление колонного аппарата с перфорированными контактными элементами. //ЖПХ. - 1999. - Т. 72, № 6. - С. 1032-1034.

4. Лебедев С. Н., Веригин А. Н., Малютин С. А. Химико-технологические агрегаты для обработки дисперсных систем газ-жидкость. // Химико-технологические агрегаты для обработки гетерогенных сред: Межвуз. сб. науч. тр. - СПб.: Изд-во. С.-Петерб. ун-та., 1999.-С. 80-91.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а - удельная поверхность контакта фаз, м2/м3; й - коэффициент молекулярной диффузии, м2/с; Ид - наружный диаметр перфорированного диска, м; О - расход газа, м3/с; Л - высота ступени контакта, м; Иэф — эффективная высота газожидкостного слоя, м; Ке - коэффициент скорости диссипации энергии; кУх - объемный коэффициент массопередачи, с'1; куэф- объемный эффективный коэффициент массопередачи, с*'; £ - расход жидкости, м3/с; тУ- мощность затрачиваемая на перемешивание газожидкостного слоя, Вт; АР - гидравлическое сопротивление, Па; 11ка„ - средняя скорость капли, м/с; ¡V- скорость газа, приведенная к площади поперечного сечения аппарата, м/с; х, х - соответственно, текущая и равновесная концентрации целевого компонента в жидкой фазе, кг/м3; х0 - концентрация компонента в момент образования капли, кг/м3; /Зу - объемный коэффициент массоотдачи, с"1; Д - коэффициент мас-соотдачи, м/с; 8кап- диаметр капли, м. £у- скорость диссипации энергии, Вт/м3; ср -доля дисперсной фазы; у- кинематическая вязкость среды (газожидкостного слоя), м2/с; р - плотность среды (газожидкостного слоя), кг/м3; а- коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; г- время жизни капли, с; «у-частота вращения ротора, рад/с; коэффициент гидравлического сопротивления насадки; Индексы: г - газ; ж - жидкость.

25.05.00г. Зак.112-65РТП ИК «Синтез» Московский пр., 26

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ ГАЗ - ЖИДКОСТЬ.

1.1. Способы интенсификации массообмена в газожидкостных системах.

1.2. Конструкции газожидкостных массообменных аппаратов.

1.3. Предлагаемая конструкция двухроторного аппарата.

1.4. Постановка задачи исследования.

Глава 2. МАССООБМЕН В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМАХ.

2.1. Моделирование массопереноса в газожидкостных системах.

2.2. Нестационарный массообмен при диспергировании жидкости в дисковой насадке.

Глава 3. ГИДРОДИНАМИКА ДВУХРОТОРНОГО АППАРАТА.

3.1. Гидравлическое сопротивление насадки из перфорированных контактных элементов.

3.2. Мощность на перемешивание газожидкостного слоя.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Описание экспериментальной установки.

4.2. Методика проведения исследований.

4.3. Исследование гидродинамики.

4.4. Исследование диссипации энергии.

4.5. Исследование массообмена (на примере десорбции С02).

4.6. Рекомендации по использованию результатов исследования.

ВЫВОДЫ.

Развитие химической промышленности и связанных с ней других отраслей народного хозяйства невозможно представить без создания новых технологических линий и увеличения производственных мощностей единичных агрегатов.

Одними из основных процессов химической технологии являются массообменные процессы, среди которых значительная часть проводится в газожидкостных системах. К таким процессам относятся абсорбция, десорбция, ректификация, дистилляция и др. В основном они применяются для разделения жидких смесей или выделения отдельных компонентов из газовых или парообразных выбросов. Оборудование, предназначенное для проведения таких процессов, в большинстве случаев остается сравнительно металлоемким и малопроизводительным. Причем постоянно увеличиваются требования, предъявляемые к качеству конечных продуктов, обусловленные как жесткой конкуренцией различных производителей, так и все более возрастающей ролью экологического контроля. Поэтому, задачей аппаратурного оформления современных массообменных процессов является поиск наиболее эффективных аппаратов, позволяющих улучшить качественные и количественные показатели. В особенности это относится к процессам, в которых перерабатывают и получают химические продукты с ограниченной термостойкостью, причем ассортимент таких продуктов непрерывно расширяется, главным образом в результате появления новых полимерных материалов.

По этой причине, в последнее время, возрос интерес к массообменной технике, работающей в интенсивных режимах развитой турбулентности с высокими относительными скоростями потоков газа и жидкости, и малым временем пребывания обрабатываемых фаз в рабочей зоне аппарата.

Этим требованиям в полной мере отвечают роторные аппараты, в которых межфазная турбулентность обеспечивается за счет действия центробежных сил.

Кроме того, они имеют малое гидравлическое сопротивление и высокую удельную производительностью. Однако помимо достоинств роторные аппараты имеют и ряд недостатков, что оставляет возможность для их дальнейшего совершенствования как конструктивного, так и принципиального. Поэтому проблема создания и исследования таких аппаратов весьма актуальна.

Цель работы. Целью данной работы является теоретическое и экспериментальное обоснование возможности создания высокоэффективных малогабаритных роторных массообменных аппаратов, за счет организации в них развитой и быстро обновляющейся межфазной поверхности.

В связи с этим в настоящей работе была предложена новая конструкция роторного аппарата, в котором взаимодействие фаз происходит в рабочей зоне, образованной двумя параллельными взаимно проникающими роторами с насадкой из перфорированных контактных элементов.

Научная новизна. На основании существующих моделей массообмена в двухфазной системе газ - жидкость предложена методика определения объемного коэффициента массоотдачи, учитывающая нестационарный характер массопереноса, для случая, когда сопротивление процессу сосредоточено в жидкой фазе.

Разработана двухпоточная гидродинамическая модель движения газа в аппарате, устанавливающая взаимосвязь между коэффициентом гидравлического сопротивления насадки и коэффициентами гидравлического сопротивления образованных в ней каналов. Исходя из этой модели, получены зависимости для определения гидравлического сопротивления по газу сухой и орошаемой насадки.

На основании теории локальной изотропной турбулентности и понятия о неоднородности поля диссипации энергии получена формула, связывающая коэффициент скорости диссипации энергии с параметрами движения обрабатываемой среды в аппарате и предложена методика расчета мощности, затрачиваемой на создание и перемешивание газожидкостного слоя.

Практическая ценность. В результате проведенных экспериментов по

11 гидродинамике и массообмену показана высокая эффективность предлагаемого аппарата. При высоте ступени контакта 10-30 мм ее гидравлическое сопротивление составляло 20 - 50 Па, а скорость газа в поперечном сечении аппарата достигала 2,5 м/с; объемный коэффициент массопередачи изменялся от

1 3

0,1 до 0,4 с" (при скорости диссипации энергии 10 - 50 кВт/м ), что в 1,5 - 2 раза выше, чем у аналогичных аппаратов; коэффициент полезного действия ступени контакта находился в пределах от 0,5 до 0,8.

Установлены границы области устойчивой работы аппарата для различных гидродинамических режимов. Получена зависимость, определяющая скорость газа при захлебывании.

Разработана методика комплексного расчета двухроторного аппарата для проведения массообменных процессов в двухфазных системах, в которых основное сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкой фазе.

Предложенная конструкция аппарата может быть применена в ряде современных технологий. Вследствие малого гидравлического сопротивления аппарат особенно эффективен в случаях, когда по технологическим причинам процесс должен проводиться при атмосферном давлении или под вакуумом.

ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ существующих роторных массообменных аппаратов, а также рассмотрены основные факторы, влияющие на процесс массообмена, что позволило предложить конструкцию роторного аппарата, в котором взаимодействие фаз происходит в поле центробежных сил при интенсивном перемешивании газожидкостного слоя, с развитой и быстро обновляемой межфазной поверхностью, наряду с принудительным током жидкости от одной ступени контакта к другой.

2. Создана экспериментальная установка, с помощью которой изучались гидродинамические, энергетические и массообменные характеристики работы аппарата, и исследовалась возможность моделирования в условиях масштабного перехода.

3. На основе моделирования массопереноса в газожидкостных системах, показана возможность создания высокоэффективных массообменных аппаратов. Предложена методика расчета массообмена при диспергировании жидкости в дисковой насадке для случая, когда сопротивление процессу сосредоточено в жидкой фазе. Кроме того, в ходе исследований была установлена эмпирическая зависимость объемного коэффициента массопередачи от скорости диссипации энергии в рабочем объеме аппарата.

4. Предложена двухпоточная гидродинамическая модель движения газа в аппарате, и на ее основе получены выражения для определения гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадки.

5. Экспериментально изучены предельные режимы работы аппарата, получена эмпирическая зависимость для определения скорости газа, при которой наступает захлебывание. Определена область устойчивой работы аппарата в зависимости от нагрузок по взаимодействующим фазам и скорости вращения ротора.

6. На основании теории локальной изотропной турбулентности и понятия о

136 скорости диссипации энергии предложена методика определения мощности, затрачиваемой на перемешивание газожидкостного слоя. С учетом представлений о неоднородности поля диссипации энергии, в рамках этой методики получена и экспериментально подтверждена зависимость коэффициента скорости диссипации энергии от критерия Рейнольдса.

7. Предложены рекомендации по расчету основных геометрических размеров и технологических параметров двухроторного аппарата для проведения массообменных процессов в двухфазных системах. Даны практические советы по конструированию отдельных элементов насадки, а также определены области применения аппарата в химической технологии.

1. Рамм В. М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976. - 656 с.

2. Рамм В. М. Абсорбционные процессы в химической промышленности. М.: Госхимиздат, 1951. - 352 с.

3. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. -М.: Наука, 1967.-491 с.

4. Интенсивные колонные аппараты для обработки газов жидкостями. / Под общей ред. Э. Я. Тарата. Л.: Изд-во. ЛГУ, 1976. - 240 с.

5. Балабудкин М. А., Голобородкин С. И., Шулаев Н. С. Об эффективности роторно-пульсационных аппаратов при обработке эмульсионных систем. // ТОХТ. 1990. - Т. 24, № 4. - С. 502-508.

6. Пикков Л. М. Эффективность использования механической энергии в массообменных аппаратах. // ТОХТ. 1986. - Т. 20, № 2. - С. 241-243.

7. Vivian J. I., Brian P. L. T., Krukonis V. J. The Influence of Gravitational Forces on Gas Absorption in a Packed Column. // A. I. Ch. E. Journal. 1965. - Y. 11, № 6. -P. 1088-1091.

8. Исследование массопередачи в абсорбционных аппаратах при наложении пульсационных колебаний / И. Я. Городецкий, В. М. Олевский, Р. П. Левитанайте, Л. А. Легочкина // Химическая промышленность. 1965. -№11.-С. 834-837.

9. Тютюнников А. Б., Тарынин Е. К. Современное колонное оборудование для массообменных процессов в системах газ жидкость. - M.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. - 52 с.

10. Гелперин H. Н., Пебалк В. Л., Костанян А. Е. Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности. М.: Химия, 1977.-261 с.

11. Броунштейн Б. И., Щеголев В. В. Гидродинамика, массообмен и теплообмен в колонных аппаратах. Л.: Химия, 1988. - 335 с.

12. Коган В. Б., Харисов М. А. Оборудование для разделения смесей под вакуумом. Л.: Машиностроение, 1976. - 376 с.

13. Филиппов И. П. Исследование и расчет аппаратов с вертикальными решетками (сетками): Диссерт. на соискание ученой степени к-та. техн. наук. / ЛТИ им Ленсовета. Л., 1975.- 126 с.

14. Олевский В. М., РучинскийВ. Р. Роторно-пленочные тепло- и массообменные аппараты. М.: Химия, 1977. - 208 с.

15. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура. / В. М. Олевский, В. Р. Ручинский, А. М. Кашников, В. И. Чернышев М.: Химия, 1988. - 240 с.

16. Стабников В. Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. Киев: Техшка, 1970. -208 е., ил.

17. A.c. 768410 СССР, МКИ В01 D3/30. Роторная массообменная колонна. /

18. B. Р. Ручинский, Б. А. Турнов, Ю. Т. Нечаев и др. (СССР). № 2676217; Заявл. 23.10.78; Опубл. 07.10.80, Бюл. № 37. - 2 е., ил.

19. Кафаров В. В. Основы массопередачи. М.: Высшая школа, 1972. - 494 с.

20. NeimannF. Rotationskolonnen und andere Bauarten für die Rektifikation bei Drucken von 20 bis 1 Torr. // Chem. Ing. Techn. 1961. - Bd. 33, №7. - S. 485-491.

21. Reichle L., Billet R. Vacuum Rectification in High Efficiency Equipment. // Ind. Eng. Chem. 1965. - V. 52, № 4. - P. 52-60.

22. Kirschbaum E. Neues aus der Rektifiziertechnik. // Zeitschrift VDJ6. 1956. — Bd. 98, №32.-S. 1797-1804.

23. Харисов M. А., Петров Ю. А. Исследование гидравлических и массообменных характеристик роторных ректификационных колонн. // Материалы III Всесоюзной конференции по теории и практике ректификации. 4.2. -Северодонецк, 1973. С. 55-61.

24. Галаган Н. К., Никитин И. С. Исследование разбрызгивающих роторов. // Проблемы химического машиностроения. М.: ЦИНТИнефтехим, 1968.1. C. 32-33.

25. Петров Ю. А., ХариеовМ. А. Исследование оптимальных соотношений конструктивных и гидравлических характеристик при моделировании гидродинамических условий в роторных колоннах. // Теор. основы хим. технол. 1975. - вып. 2. - С. 77-81.

26. Николаев В. С. Вертикальный роторный аппарат для проведения физикохимических процессов между газами и жидкостями. // Материалы межвузовской конференции по машинам и аппаратам диффузионных процессов. Казань, 1961. - С. 263-269.

27. Аношин И. М. Об энергии динамического состояния поверхности массопередачи в роторных аппаратах. // Изв. вузов. Пищевая технология. -1962. -№6.-С. 105-108.

28. Аношин И. М., Малин В. Н. Массообмен в ректификационных аппаратах роторного типа и методика их расчета. // Изв. вузов. Пищевая технология. -1966.-№6.-С. 117-121.

29. Лозовой А. С., Бреднев В. М., Александровский А. А. Роторный массообменный аппарат с рециркуляцией жидкой фазы. // Труды КХТИ. -1973.-вып. 5.-С. 75-83.

30. Сафин Р. Ш., Николаев А. М., Жаворонков Н. М. Ротационный аппарат для проведения процессов массообмена. // Материалы межвузовской конференции по машинам и аппаратам диффузионных процессов. Казань, 1961. — С.292-296.

31. A.c. 1606137 СССР, МКИ В01 D3/30. Роторная массообменная колонна./ Ю. Г. Нечаев, Е. М. Михальчук, А. В. Овсюков, Н. С. Щербакова (СССР). -№ 464479/31-26; Заявл. 01.12.88; Опубл. 15.11.90, Бюл. № 42. 4 с.

32. A.c. 1212450 СССР, МКИ В01 D3/30. Тепломассообменная колонна./ Ю. Г. Нечаев, Е. М. Михальчук, В. Р. Ручинский, Ю. А. Басков (СССР). -№ 3738288/23-26; Заявл. 08.05.84; Опубл. 23.02.86, Бюл. №7.-3 с.

33. A.c. 1230617 СССР, МКИ В01 D3/30. Роторная массообменная колонна./ Ю.Г.Нечаев, Е. М. Михальчук, А. В. Авсюков (СССР). №3739222/23-26;

34. Заявл. 11.05.84; Опубл. 15.05.86, Бюл. № 18. 3 с.

35. А.С. 1599036 СССР, МКИ В01 БЗ/ЗО. Роторная массообменная колонна./ Ю. Г. Нечаев, Е. М. Михальчук, М. А. Шепидько, Н. С. Щербакова (СССР).-№4611372/31-26; Заявл. 01.12.88; Опубл. 15.10.90; Бюл. № 38.-3 с.

36. А.С. 1801541 СССР, МКИ В01 БЗ/ЗО. Роторный тепломассообменный аппарат. / А. Е. Рабко, А. И. Ершов, В. А. Марков, В. К. Волков (СССР). -№ 4917104/26; Заявл. 05.03.91; Опубл. 15.03.93; Бюл. № 10. 4 с.

37. Пат. 2009685 Россия, МКИ В01 БЗ/ЗО. Роторная массообменная колонна. / Ю. Г. Нечаев, Г. П. Есипов, К. В. Малашихин, А. Ю. Нечаев (Россия) -№ 4945948/26; Заявл. 18.06.91; Опубл. 30.03.94; Бюл. №6.-3 с.

38. Гнилуша И. И. Гидродинамика и массопередача в роторно-импульсном аппарате: Диссерт. на соискание ученой степени к-та. техн. наук. / СПбГТИ(ТУ). СПб., 1995. - 193 с.

39. Пат. 2032442 Россия, МКИ В01 БЗ/ЗО. Тепломассообменный аппарат. / А. Г. Басс.- № 5006986/26; Заявл. 29.10.91; Опубл. 10.04.95; Бюл. № 10,- 3 с.

40. Лебедев С. Н. Гидродинамика и массообмен в роторно-барботажном аппарате. // Сборн. тез. докл. научно-техн. конф. аспирантов СПбГТИ(ТУ), посвященной памяти М. М. Сычева. СПб.: Издательство СПбГТИ(ТУ), 1997.-С. 137.

41. Рудобашта С. П., Карташев Э. М. Диффузия в химико-технологических процессах. М.: Химия, 1993. - 208 с.

42. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов. 9-е изд. - М.: Химия, 1973. - 750 с.

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

44. Эйринг Г., Лин С. Г., Лин С. М. Основы химической кинетики. / Пер. с англ. Е. Л. Розенберга; Под ред. А. М. Бродского. М.: Мир, 1983. - 528 с.

45. ЛевичВ. Г. Физико-химическая гидродинамика. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Физматгиз, 1959. - 699 с.

46. KuthanK., BrozZ. Mass transfer in liquid films during absorption. Part 1: Comparison of mass transfer models with experiments. // Chem. Eng. and Process. -1989. - V. 24, № 4. - P. 221-231.

47. Зимин А. И., Юдаев В. Ф. Абсорбция диоксида углерода водой в роторном аппарате с модуляцией потока. // ТОХТ. 1989. - Т. 23, № 5. - С. 673.

48. Тасев Ж., Генчев Хр. Массоотдача в жидкой фазе в роторно-пленочном аппарате с коническими тарелками. // ТОХТ. 1990. - Т. 24, № 5. - С. 684.

49. Тасев Ж., Генчев Хр. К расчету коэффициентов массоотдачи в жидкой фазе в роторно-пленочном массообменном аппарате. // ТОХТ. 1997. - Т. 31, № 2. -С. 213-214.

50. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса. / Пер. с англ. Н. Н. Кулова и В. С. Крылова; Под ред. Н. М. Жаворонкова и В. А. Малюсова. М.: Химия, 1974.-687 с.

51. Беннетт К. О., Майерс Дж. Е. Гидродинамика, теплообмен и массообмен. / Пер. с англ. М. Г. Ассмус и В. М. Ентова; Под ред. Н. И. Гельперина и И. А. Черного. М.: Недра, 1966. - 726 с.

52. Pinczewski W. V., Sideman S. A model for mass (heat) transfer in turbulent tube flow. Moderate and high Schmidt (Prandtl) numbers. // Chem. Eng. Sci. 1974. -№29.-P. 1969-1979.

53. Meek R. L. Mean Period of Fluctuations Near the Wall in Turbulent Flows // A. I. Ch. E. J. 1972. - № 18, July. - P. 854-855.

54. Lamont J. C., Scott D. S. Energy-Determined Model of Mass Transfer. // A. I. Ch. E. J. 1970. - V. 16, № 513. - P. 235-238.

55. Брагинский JI. H., Павлушенко M. С. О массопередаче в аппаратах с перемешивающими устройствами. // ЖПХ. 1965. - Т. 38, № 6. - С. 1290-1295.

56. Kawase Y., Muo-Young М. Mass transfer at a free surface in stired tant bioreactjrs. // Trans, I Chem E. 1990. - V.68. - P. 189-194.

57. Скорость растворения твердых частиц в аппаратах с мешалкой. / Е. К. Николаишвили, В. М. Барабаш, Л. Н. Брагинский и др. // ТОХТ. 1980.1. Т. 14, №3.-С. 349-357.

58. Шарифулин В. Н. Соотношение между движущей силой и диссипацией в массообменном аппарате. // ТОХТ. 1993. - Т. 27, № 4. - С. 420-421.

59. БроунштейнБ. И., Фишбейн Г. А. Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах. Л.: Химия, 1977. - 280 с.

60. Рахматулин X. А. Основы газовой динамики взаимопроникающих движений сплошных сред. // Прикладная математика и механика. 1956. - Т. 20, № 2. -С. 184-185.

61. Авербах А. Ю., Муратов О. В. Экспериментальные исследования в статических аппаратах с помощью лазерной анемометрии. // ЖПХ. 1983. — Т. 56, № 8. - С. 565-572.

62. Романков П. Г., Курочкина М. И. Гидромеханические процессы химической технологии. 3-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1982. - 288 с.

63. Поляков М. И., Муратов О. В. К вопросу об экспериментальных исследованиях турбулентного переноса в аппарате с перемешивающим устройством. // ЖПХ. 1985. - Т. 58, № 10. - С. 2394-2396.

64. Яблокова М. А. Аппараты с инжектированием и диспергированием газа турбулентными струями жидкости: Диссерт. на соискание ученой степени д-ра. техн. наук. / СПбГТИ(ТУ). СПб., 1995.-387 с.

65. Брагинский Л. Н., БегачевВ.И., БарабашВ.М. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета. Л.: Химия, 1984. -336 с.

66. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. - 559 с.

67. Гидродинамические и кинетические характеристики высокоэффективной насадки типа колец Диксона. / Я. Д. Зельвенский, А. Е. Коваленко, Т. В. Мухина, В. И. Панфилов. //Хим. пром. 1977. - № 10. - С. 63-66.

68. Алекперов Г. 3. Испытания промышленного абсорбера с псевдоожиженными слоями шаровой насадки. // Переработка газа и газового конденсата: Рефер. сб. М.: ВНИИЭГАЗПром, 1976. -№ 5. - С. 3-10.

69. Насадки массообменных аппаратов для нефтепереработки и нефтехимии: Обзор, инфор. / С. В. Гладилыцикова, В. А. Щелкунов, С. А. Круглов, Ю. К. Молоканов. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1982. - 49 с.

70. Сочешков Н. А., Сидягин А. А., Бахтин JI. А. Оценка рабочих характеристик новой конструкции насадки. // Интенсификация тепло- и массообменных процессов в химической технологии: IV всесоюз. студ. науч. конф.: Тез. докл. -Казань: КХТИ, 1989. С. 35-36.

71. Тимофеев А. В., Аэров М. Э. Регулярные насадки перспективные устройства для проведения массообменных процессов. // Инженер-нефтяник.- 1971. -№5.-С. 185-192.

72. Koch R., KucielE., KuzniarJ. Stoffaustausch in Absorptionskolonnen.: VEB Deutscher Verlag fuer Grundstoffindustrie, Leipzig, 1969. 200 c.

73. Подгорный В. Ф., Хмельницкая И. А. Насадка для массообменных колонных аппаратов. // Химическое и нефтяное машиностроение. 1971.- №11.-С. 10-11.

74. Филиппов И. П., Третьяков Н. П., Михалев М. Ф. Высокоскоростной массообменный аппарат с регулярной пакетной насадкой новой конструкции. // Химическое и нефтяное машиностроение: Научно-техн. реф. сб. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1978. - № 6. - 12 с.

75. Meier W. Sulzer columns for rectification and absorption. // Sulzer Technical Review. 1979. -№ 2. - P. 46-61.

76. Бельцер И. И., Кочергин H. А., Олевский В. М. Эффективность регулярной пакетной гофрированной насадки. // III Всесоюзная конференция по теории и практике ректификации. Северодонецк: б. и., 1973. - Ч. 2. Секция 3-5. -С. 131-135.

77. Промышленные испытания промывной колонны с плоскопараллельной насадкой. / В. Д. Добряк, Е. Я. Дорфман, Н. Я. Чернявская, Е. В. Попова. // Хим. пром. 1973. -№ 4. -С. 77.

78. Dyduszynski I. Nowe rozwiazanie konstrukzyine wkladu wypelniaj acego día kolumn desorbcyinych lub destylacyinich. // Inzynieria i apparature chemiczna. -1970, -№ i.-s. 6-9.

79. Стыденко А. В., Харисов M. А., Баранова М. Ю. Гидравлические и масоообменные характеристики регулярной вакуумной насадки. // Хим. пром. -1978. № 12. - С. 44-47 (924-927).

80. Скоростная насадочная колонна новой конструкции. / Л. И. Баркар, И. М. Аношин, Ю. И. Кочубей, Г. И. Березин. // Химическое и нефтяное машиностроение. 1975. - № 6. - С. 42-43.

81. Разработка высокоэффективных роторных абсорберов для поглощения газовых выбросов: Отчет о НИР (заключ.) / СПбГТИ(ТУ); Руководитель И. А. Щупляк. № 01970002129; Инв. № 02.9.70001040. - СПб. - 1996. - 46 с.

82. Юдаев В. Ф. Гидромеханические процессы в роторных аппаратах с модуляцией проходного сечения потока обрабатываемой среды. // ТОХТ. -1994. Т. 28, № 6. - С. 581-590.

83. Сиренко В. И., Кулов Н. Н., Тютюнников А. Б. Гидродинамика и массообмен в аппарате с вращающейся насадкой. // ТОХТ. 1992. - Т. 26, № 2. - С. 173-186.

84. Луканин А. В., Соломахин Г. П. Гидродинамика течения и массоперенос в продуваемом закрученном слое жидкости. // ТОХТ. 1988. - Т. 22, № 4.-С. 435-441.

85. Рудаков Н. С., Андреев Е. И. Гидродинамическое сопротивление тепломассообменных аппаратов. // Изв. вузов. Строительство и архитектура. -1983.-№4.-С. 102-105.

86. Чепура И. В., ТолстовВ. В., РудовГ. Я. Гидродинамика массообменного пленочного аппарата с вертикальными вращающимися дисками. // ТОХТ. -1986. Т. 20, № 2. - С. 196-200.

87. Лебедев С. Н. Веригин А. Н. Гидравлическое сопротивление колонного аппарата с перфорированными контактными элементами. // ЖПХ. 1999. -Т. 72, №6.-С. 1032-1034.

88. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. 3-е изд. -М.: Химия, 1977. -280 с.

89. Батунер Л. М., Позин М. Е. Математические методы в химической технике. -6-е изд. Л.: Химия, 1971. - 823 с.

90. Колмогоров А. Н. Рассеяние энергии при локально изотропной турбулентности. // Докл. АН СССР. 1941. - Т.32, № 1. - С. 19-21.

91. Колмогоров А. Н. Уравнения турбулентного движения несжимаемой жидкости. // Изв. АН СССР. Сер. физ. - 1942. - Т. 6, № 1. - С. 56-58.

92. Ландау Л. Д., ЛифшицЕ. М. Теоретическая физика: В 10 т. Т. 6: Гидродинамика. - М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 736 с.

93. Веригин А. Н., Ермаков А. С., Шашихин Е. Ю. Диссипация энергии и фрактальная размерность турбулентных потоков. // ЖПХ. 1995. - Т. 68,6. С. 982-986.

94. Монин А. С., ЯгломА. М. Статистическая гидромеханика (теория турбулентности). Т. 1. СПб.: Гидрометиоиздат, 1992. - 693 с.

95. Сыромятников С. Н. Фрактальная размерность при рэлейтейлоровской неустойчивости. // Механика жидкости и газа. 1993. - № 2. - С. 162-163.

96. Ермаков А. С. Перемешивание жидких сред в роторных аппаратах при больших скоростях диссипации энергии: Диссерт. на соискание ученой степени к-та. техн. наук / СПбГТИ(ТУ). СПб., 1996. - 177 с.

97. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / Под ред. П. Г. Романкова. 10-е изд., перераб и доп. - J1.: Химия, 1987. - 576 с.

98. Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника. Учеб. для вузов. 6-е изд. перераб. - М.: Высш. шк., 1999. - 542 с.

99. Грошев А. П. Технический анализ. М.: Госхимиздат, 1958. - 432 с.

100. Костанян А. Е. Диспергирование в колоннах с внешним подводам энергии. // ТОХТ. 1985.-Т. 19, №4.-С. 568-571.

101. СтренкФ. Перемешивание и аппараты с мешалками. JL: Химия, 1975. — 384 с.

102. Экономическое моделирование аппаратов химических производств./ Гнилуша И. И., Незамаев Н. А., Веригин А. Н., Лежании А. П. // Современные аппараты для обработки гетерогенных сред: Межвуз. сб. науч. трудов. Л.: ЛТИ, 1988.-С. 27-33.