автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Коагуляция высокодисперсных феррромагнитных частиц в аппарате с пульсирующим зернистым слоем.

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

На правах рукопису

ОД

ІІЕСТЕРОВ Олександр Павлович

УДК 663. 63. 067

КОАГУЛЯЦІЯ ДРІБНОДИСПЕРСНИХ ФЕРОМАГНІТНИХ ЧАСТОК В АПАРАТІ З ПУЛЬСУЮЧИМ ЗЕРНИСТИМ ШАРОМ

Спеціальність 05.17.08 - Процеси, машини та апарати

хімічних та нафтопереробних виробництв.

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Київ - 1996

Дисертація є рукописом

Робота виконана на кафедрі машин та апаратів хімічних виробництв Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”.

доктор технічних наук Павліщев Марат Іванович

доктор технічних наук Яхно Олег Михайлович кандидат технічних наук Яцков Микола Васильович

Інститут газу НАН України

■Захист відбудеться 1996 р. о *^~годині

на засіданні спеціалізованої вченоі ради Д 01. 02. 11 в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 252056, м. Київ - 56, проспект Перемоги, 37, ауд. 212, корп. 21.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” •

Автореферат розісланий 1996 ,р.

Науковий керівник

Офіційні опоненти

Провідна організація

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

Круглицька В.Я.

АНОТАЦІЯ В роботі вивчено процес магнітної коагуляції дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок в апараті з пульсуючим зернистим шаром, який призначено для очистки газових викидів від частинок аерозолю в процесах; хімічної технологи, при виробництві магнітної плівки, магнітополімерів, порошкових полімерних красок, а також у зварювальному та ливарному виробництвах.

В роботі розроблена структура процесу магнітної коагуляції дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок. Побудована математична модель процесу. Визначена функція розподілу розмірів «коагульованих частинок аерозолю. Розроблена методика, створені алгоритм та програма розрахунку магнітного коагулятора' з поршневим псевдозрідженим зернистим шаром. Проведена ідентифікація параметрів та установлена адекватність моделі магнітної коагуляції.

Створено спосіб та конструкцію магнітного коагулятора, що захищено патентом України та а.с. СССР.

Виготовлена та пройшла позавідомчі випробування установка продуктивністью 100 м'З/г.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальність нроблсми. Високі темпи розвитку виробництва супроводжуються забрудненням навколишнього середовища шкідливими речовинами, які є відходами виробництва. Цо негативно виливає на біологічні умови існування людини, рослинність, визиває корозію матеріалів. Захист навколишнього середовища є актуальною науково-технічною та соціальною проблемою. Серед різних промислових газових викидів одними з найбільш шкідливих та найбільш складних з точки зору їх очистки є викиди з розмірами частинок від 0,1 до 1 мкм (тобто однодоменні). Вони є складовою частиною відходів у виробництві магнітної плівки, магнітополімерів, порошкових полімерних красок, зварювальному та ливарному виробництвах.

Одним з перспективних методів очистки газових викидів від високодисперсних частинок є метод магнітної коагуляції з використанням магнітних властивостей цих частинок.

Мета роботи є вивчення основних закономірностей та математичне моделювання процесу магнітної коагуляції високодисперсних феромагнітних твердих частинок в апараті з поршне-

вим псевдозрідженим зернистим шаром, створення наукове обумовленого методу його розрахунку, розробка на цій основ апарату для його здійснення .

Для досягнення вище згаданої мети необхідно вйрішиті такі задачі:

1) провести системний аналіз структури процесу магнітне коагуляції високодисперсних феромагнітних твердих частиної в апараті з поршневим псевдозрідженим зернистим шаром;

2) побудувати математичну модель процесу;

3) провести аналіз дисперсного складу скоагульовани: частинок аерозолю;

4) провести ідентифікацію математичної моделі процесу;

б) розробити методику і скласти алгоритм розрахунк;

апарату для коагуляції високодисперсних феромагнітних части нок аерозолю;

6) розробити конструкцію апарату і визначити раціональн режими його роботи.

Робота виконувалась по завданню ДНТК Україні №02.03.00/010 - 95 “Розробка та впровадження в виробництв' нового класу саморегенеруючихся магнітних фільтрів дл: вловлювання дрібнодисперсних твердих часток з газови: викидів різних виробництв”.

На захист виносяться наукові положення: а) структур: процесу магнітної коагуляції дрібнодисперсних феромагнітни: твердих частинок в апараті з пульсуючим зернистим шаром; б) математична модель процесу магнітної коагуляції; в) функ ція розподілу розмірів скоагульованих частинок зварювальноп аерозолю; г) методика, алгоритм та програма розрахунк; магнітного коагулятора з поршневим псевдозрідженим зернис тим шаром; д) спосіб та конструкція магнітного коагуляторі для очистки газових викидів від дрібнодисперсних феромаг нітних твердих частинок.

Наукова новизна роботи. Побудована структура процес; магнітної коагуляції дрібнодисперсних феромагнітних тверди: частинок в апараті з пульсуючим зернистим шаром, які складається з розгляду наступних питань: 1) динамікі поршневого режиму псевдозрідження; 2) осадження дрібнодис персних і скоагульованих феромагнітних твердих частинок ні зерна насадки; 3) руйнування шару зерен насадки з утворю впнням скоагульованих частинок аерозолю;

Створена структура процесу осадження дрібнодисперсних і ¡коагульованих феромагнітних твердих частинок на зерна іасадки, яка складается з трьох рівнів: 1) осадження частинок іерозолю в поперечному полідисперсному шарі насадки; 2) осад-«ення частинок аерозолю в поршні (сукупності шарів); 3) осад-«ення частинок аерозолю в апараті.

Побудована математична модель процесу магнітної коагу-(іяції дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок в апараті з пульсуючим зернистим шаром з немагнітного матеріалу.

Визначена функція розподілу розмірів скоагульованих частинок аерозолю;

Розроблена методика, створені алгоритм та програма розрахунку магнітного коагулятора з поршневим псевдо-зрідженйм зернистим шаром.

Визначені дотичні напруги тертя спокою зерна насадки з поверхнею стінки апарату і сили зчеплення між зернами насадки.

Створено спосіб та розроблена конструкція апарату призначепного для магпітної коагуляції дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок.

Практичне значення. Отримані рівняння мапштниї коагуляції і результати експериментальних досліджень процесу, дозволили розробити і провести випробування магнітного коагулятора, призначеного для очищення газових викидів від дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок.

Складено алгоритм та програму розрахунку магнітного коагулятору.

Реалізація роботи. Результати роботи стали складовою

частиною комплексу заходів по розробці установки, призначеної для очищення газових викидів зварювального виробництва від дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок, яка включає в себе магнітний коагулятор та циклон. Виготовлена та пройшла позавідомчі випробування установка про-дуктивністью 100 м~3/г.

Апробація роботи. Основні положення роботи доповідались і обговорювались: - на II звітній науково-технічній конференції з приоритетного напряму розвитку науки і техніки “Охорона навколишнього природного середовища”, яка проводилась Державним комітетом України з питань науки і технологій та Національною Радою з питань науки і технологій 17-18 грудня 1993 р. в Українському науковому гігієнічному центрі МОЗ

- З -

України, м. Київ; - на конференції “Проблеми якості атмосфери та охорона повітряного басейну” яка проводилась в Українському Домі економічних та науково-технічніх знаній 27-29 квітня 1993 р. м. Київ; - на конференції “Захист повітряного середовища від забруднення промисловими викидами та покращення санітарно - гігієнічних умов праці на заводах УНК "Укрсільхозмані” (м. Одеса, 1993 р.)

Публікації. Зміст дисертаційної роботи був опублікований в 9 друкованих працях, в їх числі авторське свідоцтво та патент України.

Структура та об’єм роботи. Дисертаційна робота викладена на 126 сторінках і складається з вступу, п’яти розділів, висновків та додатку, включає 17 малюнків та 7 таблиць. Список літератури складається з 83 найменування.

ЗМІСТ РОБОТИ

В роботі проведено аналіз літературних джерел про властивості високодисперсних феромагнітних твердих частинок аерозолю, процеси очистки газових викидів від вищеназваних частинок, процес поршнеутворення та процес утворювання скоаульованих частинок аерозолю при руйнуванні шара зерен насадки. Приведено обгрунтування вибору динамічної структури зернистого шару насадки, мета та задачі роботи.

Для опису процесу магнітної коагуляції запропоновано використати системно-структурний підхід, який дозволив виділити основні елементи процесу та побудувати його структуру, яка складається з динаміки поршневого режиму псевдозрідження, осадження дрібнодисперсних і скоагульованих феромагнітних твердих частинок на зерна насадки, руйнування шару зерен насадки з утворюванням скоагульованих частинок аерозолю.

Процес осадження дрібнодисперсних і скоагульованих феромагнітних твердих частинок на зерна насадки складається

з трьох рівнів: осадження частинок аерозолю в поперечному полідисперсному шарі насадки, осадження частинок аерозолю в поршні (сукупності шарів), осадження частинок аерозолю в апараті.

Для визначення умов, при яких утворюється поршневий режим псевдозрідження, було розглянуто умови рівноваги для шару зерен насадки (поршню) перед відривом від основної маси на висоті Ь від верхньої границі в апараті круглого перерізу з

діаметром П, коли знизу, крізь розподільну сітку рівномірно подавався газ для очищення з швидкістью и.

Для відриву шару зерен насадки (поршня) від основної маси на висоті Ь від верхньої границі за рахунок динамічної дії газового потоку потрібно подолати силу ваги зерен насадки, силу зчеплення між зернами по перерізу апарату, а також дотичні напруги тертя спокою зерен насадки з поверхнею стінки апарату. Умова рівноваги в даному випадку буде мати такий вигляд: .

П*0~2 П*Э*2 П*В‘2

дР *.........=..........*ві + рн* ё *.........*І1 + П*В*1і*т ( 1 )

4 4 4

Для визначення гідравлічного опору використовуємо залежність:

рг * ІГ2 Ь

Л Р = Кя * Кс *..............- (2)

2 сік

-4,2

Кс = 1.53 * Е (3)

ЗО З

Кя - 0,3 + —- +........—- ( 4 )

Яе ІІе-0,7

Середній діаметр каналу між зернами насадки выражаемо через пористість шару Е та кількість зерен в одиниці об’єму Ыу: ЕА0,5

(ік = ............ ( 5 )

N^(1/3)

При зростанні швидкості потоку газу І] вище критичної 15к відбувається відрив шару зерен насадки. Утворюється поршень

з висотою Ьк, яку можна визначити з рівняння ( 1 ), якщо облічити значення Д Р з формули ( 2 )

Б * ві '

Ьк =....................-................................. ( 6 )

Кя * Кс * рг * ІІк~2 * О

............................. 4 * т - рн * Є * О

2 * сік

Після відриву першого поршню з верхньої частини насадки частина зерен насадки що ¡залишилася опиниться у такому ж стані, іцо було описано вище, і буде утворено ще один поршень,

а за ним і настунний, доки уся система не перетвориться в багатошаровий “сендвіч”, який буде мати вигляд поршнів насадки розділених газовими “пробками”.

Під час переміщення поршнів відбувається осипання зерен насадки з нижніх шарів кожного поршня. Швидкість падіння зерен насадки відносно стінки апарату визначимо по залежності:

2 * ти * В

из =------------------------------------ - ІІ8,

9 * а * рг * (1 + 0,0955 * В'0,5)

а'З

В *=*.....* рг * ( рн - рг ) * д * Е*(19/4)

ти*2

Швидкість переміщення границі поршня відносно апарату: . ві

Ш =.....................,

рн * V * (1 - Ео)

ві * (1 - Ео)

(1 - Ео) =...........-............. ( 9 )

зі + рн * У'2 * (1 - Ео)

Залежності ( 1 ) - ( 9 ) описують динаміку поршневого режиму псевдозрідження. При цьому висота кожного поршня знаходиться по формулі ( 6 ), а рух поршня починається при швидкості и > ик.

Для розгляду питання про осадження частинок аерозолю на зерна насадки було розділено кожний поршень насадки на іп горизонтальних шарів , при чому висота кожного шару

дорівнює середньому діаметру зерен насадки сізср. •

Кількість горизонтальних шарів у поршні визначимо по формулі :

іп = 1ш / Ьа ( 10 )

В' процесі фільтрування газу, який містить в собі частинки аерозолю з магнітною компонентою, відбувається осадження частинок аерозолю на зерна насадки. Основними механізмами осадження є: інерція, зачеплення, дифузія та дія магнітних сил. При чому осадження дрібнодисперсних феромагнітних частинок відбувається переважно за рахунок магнітних сил, що генеруються самими дрібнодисперсними феромагнітними частинками.

- в -

(7)

стінки

(8)

Сумарна ефективність вловлювання частинок аерозолю під дією різних механізмів осадження описується рівнянням:

N = 1 - (1 - №ік) * (1 - N11) * (1 - N0) * (1 - NN1) * ... ( 11 )

Для розрахунку сумарного впливу трьох механізмів осадження інердіі, зачеплення та дифузії використовуємо рівняння:

в 3 * ІГ2

N<3 - —-...................+.............. ( 12 )

вс-(2/3) * Ееч‘(1/2) Неч~(1/2) -

И = січ / ( 2 * а ) ( 13 )

Враховуючи ( 12 ) формула ( 11 ) матиме вигляд:

N = 1 - (1 - N<3) * (1 - N1»!) ( 14 )

Коли розмір частинок аерозолю більше середнього шляху пробігу молекул газу, коефіцієнт дифузії в критерії Шмідта виражаємо як функцію розміру частинок:

СК * кб * Тг

Бч =.............-........ ( 16 )

З * П * пш * січ При січ < 1і коефіцієнт дифузії розраховуємо по рівнянню, запропонованому Лангмюром:

4 * кб * Тг 8 * Рг * Тг

Бч =..................... *(..............Г0,б (16)

З * II * січ~2 * рг II * Мг

Поправка Кеннінгема-Міллікена розраховується по рівнянню:

2 * И січ

СК = 1 +..........— * (1,257 + 0,4 * е‘(-1,1 *........)) ( 17 )

січ 2 * 1і

В свою чергу 1і можна знайти по формулі: ти П * Мг

1і =..... * (—.............. )'0,5 (18)

рг 2 * Иг * Тг В залежності ( 12 ) критерій Рейнольдса для частинки аерозолю обчислюємо по формулі: січ * рн * V/

Деч =................. . ( 19 )

ти * Ео * 2 Пористість шару насадки.

Е = (Уо - ( Уч + Уаэр )) / Уо ( 20 )

Загальний об’єм шару.

Уо = П * 0*2 * Ьз/ 4 ( 21 )

Об’єм зерен насадки

Уч = 4* П * а'З * и/ 3 ( 22 )

п = Уо * Ыу . ( 23 )

Об’єм осаджених частинок аерозолю за час Іс

Уаэр= Ма/ ра ( 24 )

Маса осадженого аерозолю за час іс

Ма = ( Сн - Ск ) * \Уг (25)

Об’єм газу очищеного в шарі насадки за час Ьс

Wг = П * Б~2 * и * іс / 4 ( 26 )

Час існування поперечного шару насадки

^ = Ьз / из ( 27 )

Ефективність осадження частинок аерозолю під дією магнітних сил обчислюємо по залежності:

0,00434*то*К1*сГ2*Кк'(2/3)*Оа

КМ=1-ЕХР(-Ьз*(....................................)*(3/2)) ( 28 )

ти * иф * а*(2/3)

Формули (10)-(28) дають повний математичний опис процессу осадження феромагнітних твердих частинок на поверхню зерен поперечного шару насадки висотою Ls і можливість розрахувати коефіцієнт коагуляції для кожної фракції частинок аерозолю, пористість та гідравличний опір для кожного шару насадки.

Ефективність вловлювання при очищенні потоку газу в поршні визначається як сума єфективностей осадження на кожному поперечному шарі:

ік '

Np - X (С(і) / Сн(і)), ( 29 )

і=1

Необхідно відзначити, що при розрахунку ефективності осадження на кожному поперечному шарі, концентрація частинок аэрозолю на вході в наступний шар буде дорівнювати концентрації на виході з попереднього шару.

Сн(і) = Ск(і - 1) (ЗО)

При руйнуванні попереднього шару насадки концентрація на вході в пастушиш шар визначається по формулі:

Сн(і) — Ск(і-І) + Сг(і-І) (31)

Концентрація частинок аерозолю при руйнуванні попереднього шару

СІг(і-І) - Ма(і-І) / У/г, ( 32 )

Маса частинок аерозолю Мп(і-І), осаджених на шарі пасадки визначається по формулі ( 25 ). '

В наслідок руйнування нижніх шарів поршню відбувається процес відділення від зерен насадки скоагульованих частинок аерозолю.

Визначено, що функція розподілу скоагульованих частинок аерозолю підпорядковується закону

Кз

Р(і1) = А * <1 ( 33 )

Максимальний розмір частинок аерозолю гішах, утворених при руйнуванні шару насадки, можна визначити, якщо припустити, що (Ітах прямо пропорційний масі осадженого аерозолю:

сітах = К * Ма, ( 34 )

Доказ вірності цього припущення обгрунтовується в розділі 4. При побудові математичної моделі були використані залежності авторів: Галин Л.А., Гупало 10.II., Черепанов Г.ІІ. -(7 Степашок А.Р. -(2, 28).

На основі математичної моделі процесу магнітної коагуляції складено методику, алгоритм та програму розрахунку магнітного коагулятора з поршневим псевдозрідженим зернистим шаром. Метою розрахунку магнітного коагулятора є знаходження по відомим величинам НДВ І ІІДК, початкової концентрації частішої«, аерозолю, геометричних властивостей насадки, - конструктивних розмірів апарату.

Проведена ідентифікація параметрів та встановлена адекватність математичної моделі. Приведено схеми та оцис установок, викладено методику проведення досліджень.

Встановлено, що для розрахунку процесу справедливі математичні формули ( 2, 7-9, 11, 12, 16-18, 28).

На основі дисперсійного аналізу визначено, що функція розподілу скоагульованих чистшюк аерозолю підпорядковується закону (-43), для частинок зварювального аерозолю коефіцієнти мають таке значення Кв = 1,80, А =■ 0,021 (мал. 1). Визначені дотичні напруги тертя спокою зерен насадки з поверхнею стінки апарату і сили зчеилення між зернами

насадки (мал. 2) та залежність висоти поршнів Ьк, які утворюються, від швидкості газового потоку и (мал. 3).

Встановлено, що дотичні напруги тертя спокою та сила зчеплення між зернами насадки не залежать від швидкості газового потоку. , 9

Мал.1. Розподіл розмірів сі частинок зварювального аерозолю. ( 1 - до коагуляції; 2 - після коагуляції ) т,ві, Па

130

120

110

100

90

80

70

І 1

■■ "1 ~-| Т“

0,8 0,62 0,64 0,66 0,68 0,7 и,м/с

Мал. 2. Залежність дотичних напруг тертя спокою зерен насадки т з поверхнею стінки апарату та сили зчеплення між зернами насадки ві від швидкості газу и.

1 - т = і ( и ) - без частинок аерозолю; 2 - т = ї ( и ) - з частинками аерозолю; 3 -зі = £(11)- без частиц аэрозоля;

4-ві = £(и)-з частинками аерозолю;

- 10 -

І1К,М

0,6 0,62 0,64 0,66 0,68 0,7 и,м/с

Мал. 3. Залежність висоти поршнів Ьк які утворюються від швидкості газового потоку и.

Знайдено коефіцієнт пропорціональності максимального розміру частинок аерозолю, утпорепого при руйнуванні шару насадки до маси осадженого аэрозолю. Для коагуляції частинок зварювального аерозолю він становить К ~ 2069 г/м (мпл. 4). Встановлено, гцо коефіцієнт пропорціональності К - не залежить від швідкості газового потоку и, висоти шару Ь, діаметра зерен насадкі На. '

Мал.4. Залежність коефіцієнта пропорціональності

К від швідкості газового потоку и, висоти шару Ь, діаметра зерен насадкі сіз.

1 - К = і (II);

2 - К = і (Ь);

3 - к = { ((із);

0,4 0,5 0,6 1],м/с

100 200 300 1),ММ

0,6 1,0 1,5 СІЗ.ММ

Проведено перевірку адекватності математичної моделі.

Результати розрахунків та дослідних данних по знаходженню залежності ступеню очистки Е та гідравличного опору ДР від висоти шару насадки Ь приведено на (мал.5, 6).

Е,%

100 200 300 Ь,мм

Мал.б. Залежність ефективності роботи установки Е від висоти шару насадки Н.

д - 0 16, 18, скло, сталь, річковий пісок (0,6 -1,6 мм);

О - 0 26 скло, річковий пісок (0,6 - 1,6 мм); х - 0 18, скло, квардевий пісок (1 - 2 мм);

□ - 0 18, скло, кварцевий пісок (0,5 - 1 мм);

— - розрахункові значення.

Встановлено що: при збільшенні діаметру апарату

ефективність його роботи зменшується;

при зменшенні діаметра зерен насадки - ефективність збільшується, но набагато зростає гідравлічний опір;

матеріал стінки магнітного коагулятора (скло або сталь) практично не впливає на ефективність роботи апарату;

найкращі результати роботи в співвідношенні ефективність

- гідравлічний опір показав магнітний коагулятор з діаметром каналу - 16 мм і зернистою насадкою - річковий пісок с розмірами зерен (0,6 - 1,6 мм).

На основі вищеприведених результатів досліджень та розрахунків розробленого способу коагуляціі дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок в магнітному коагуляторі а поршневим псевдозрідженим зернистим шаром, створена конструкція апарату для його здійснення.

Коагуляцію дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок було проведено в шарі немагнітної полідисперсної зернистої насадки 2, яка розташована в каналах 1 апарату та приведена в стан поршневого режиму псевдозріджеїшя. Канали апарату закріплені у фланцях 4. Для запобігання висппаппя та виносу зчрен насадки з апарату, зверху -та знизу канали обмежені сітками 3. В каналах апарату встановлені кільця 5 та 9, які запобігають забиванню сіток. Рівномірний розподіл газу здійснюється конусами 6 та 7. Частини апарату з'єднані стержнями 8 (мал. 7).

Р.кІІа

100 200 300 1і,мм

Мал.б. Залежність гідравлічного опору лР від висоти шару

насадки Ь.

д - 0 16, 18, скло, сталь, річковий пісок (0,5 - 1,6 ми);

О - 0 26 скло, річковий пісок (0,5 - 1,6 мм);

X - 0 18, скло, кварцовий пісок (1 - 2 мм);

П - 0 18, скло, квпрцевіш пісок (0,5 - 1 мм);

— - розрахункові значення.

Розроблена конструкція магнітного коагулятора має таки переваги: відсутність зовнішнього джерела магнітного полю та рухаючихся частин, безперервність в роботі, простота конструкції, відсутність рухомих частин, низькі капітальні та ексіїлу-

таційні витрати, надійність, висока питома продуктивність, вловлює високодисперсні частинки.

На спосіб очистки газу від високодисперсних частинок аерозолю який вміщує високодисперсні тверді частинки з магнітною компонентою отримано патент України та а.с. СССР.

Виготовлена та пройшла позавідомчі випробування установка продуктивністью 100 м'3/г.

і

і

. Мал.7. Магнітний коагулятор.

1 - канал; 2 - насадка; 3 - сітка; 4 - фланець; б - кільце; 6, 7 - конуси; 8 - стержні; 9 - кільце.

В И С II о в к и

1. Розроблена структура процесу магнітної коагуляції дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок в апараті з пульсуючим зернистим шаром.

2. Побудовапа математична модель процесу магнітної коагуляції дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок в апараті з пульсуючим зернистим шаром.

3. Визначена функція розподілу розмірів скоагульоввних частинок аерозолю.

4. Розроблена методика, створені алгоритм та програма розрахунку магнітного коагулятора з поршневим нсевдо-зрідженим зернистим шаром.

б. Проведена ідентифікація параметрів та установлена адекватність моделі магнітної коагуляції.

6. Створено спосіб та конструкцію магнітного коагулятора для очистки газових викидів від дрібнодисперсних феромагнітних твердих частинок.

Основний зміст дисертації викладений у наступних роботах.

1. А.с. № 1770425, МІСИ В 01 Д 36/06. Способ очистки газа от аэрозоля содержащего вьтсокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой /Нестеров А.П., Вознюк Т.Л., Ершов А.Л., Павлищев М.И., Стеипнкж Л.Р., Степура В.А., Фещенко 13.3. - Опубл. в Б.И. № 43-92.

2. Нестеров А.II., Степанюк Л.Р. Исследование процесса улавливания высокодисиерсных час-тнц в зернистом слое. Киев, политех, ип-т.- Киев, 1994 - 7с.: ил. - Деи. в ГНТБ Украины № 390-Ук95 от 16.02.95 г.

3. Нестеров А.II., Павлищев М.И. Определение эффективности работы магнитного коагулятора с поршневым псевдоожи-женным зернистым слоем.- Киев, политех, ин-т.- Киев, 1996 -8с.: ил.- Библиогр. 6 назв. - Деп. в ГНТБ Украины № 419-Ук95 от 17.02.96 г.

4. Нестеров А.II., Павлищев М.И. Математическая модель процесса магнитной коагуляции высокодисперсных ферромагнитных твердых частиц. - Нац. техн. ун-т Украины “Киев, политех, ин-т”.- Киев, 1996 - 12с.: ил.- Библиогр. 7 назв. - Деп. в ГНТБ Украины № 239-Ук96 от 10.01.96 г.

6. Нестеров А.П., Павлищев М.И., Вознюк Т.А. Экспери-. ментальные • исследования процесса иоршнеобразовапия в

магнитном коагуляторе с зернистым слоем. - Нац. техн. ун-т Украины “Киев, политех, ин-т”.- Киев, 1996 - 9с.: ил.-Библиогр. 2 назв. - Деп. в ГНТБ Украины № 815-Ук96 от 01.04.96 г.

6. Нестеров А.П., Павлищев М.И., Вознюк Т.А. Испытания

магнитного коагулятора. - Нац. техн. ун-т Украи-ны “Киев, политех, ин-т”.- Киев, 1996 - 6с.: ил. - Деп. в ГНТБ Украины № 814-Ук96 от 01.04.96 г. .

7. Патент Украины № 95031134, МКИ В 01 Д 35/06.Спосіб очистки газу від частинок аерозолю який вміщує високодисперсні тверді частинки з магнитною компонентою/ Нестеров О.П., Павліщев М.І., Вознюк Т.А., Фещенко В.З.

8. Нестеров А.П., Павлищев М.И., Вознюк Т.А. Очистка сварочных выбросов производств цветных металлов от аэрозолей./ Тезисы докладов семинара ” Проблемы качества атмосферы и охрана воздуодного бассейна”.- Киев.- 1993 г.

9. Нестеров А.П., Павлищев М.И., Вознюк Т.А., Гладкий В.Н. Очистка газовых выбросов производств цветной металлургии от жидких и твердых аэрозолей./ Тезисы доклада семинара ’’Защита воздушной среды от загрязнения промышленными выбросами и улучшение санитарно-гигиенических условий труда на заводах УНК “Укрсельхозмаш”- г. Одесса.- 1993г.

УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ Из - радіус зерна насадки, м; Ііа - радіус частинки аерозолю,м; £Іо - диаметр частинки аерозолю, м; 0 - диаметр апарату,м; 1\ - висота шару зерен насадки, м; Ьб - довжина шару, м;

С - концентрація частинок аерозолю, кг/м"3; Е - пористість шару; Ео - локальна пористість; g - прискорення сили тяжиння, м/с*2; 1 - середня довжина пробігу молекул газу, м; Ма - маса аерозолю, кг; мо - магнітна стала, Гн/м; N - кордина-ційне число; пи - ефективність осадження; Иу- кількість зерен в одиниці об’єму, 1/мЗ; п - кількість зерен насадки; ДР - гід-равличний опір, Па; Р - тиск, Па; р - щільність, кг/мЗ; II - відношення діаметрів частинок аерозолю та зерна насадки; ві - сила зчеплення зерен насадки, Па; Т - температура, К; Ь - час, с; и - швидкість, м/с; V - об’єм, м*3; А - стала; Бч - коефіцієнт діфузії, м/с'2; К - коефіцієнт пропорційності; К1 - магнітний фактор; Ке - показник ступіня; ти - дінамічний коефіцієнт вязкості, Па*с; т - дотичні напруги тертя спокою, Па.

Нестеров Л.II. Коагуляция высокодисперсных ферромагнитных частиц в аннараге с нулсирующнм зерпсгым слоем. Pyiconiicb. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук но специальности 05.17.08 - процессы, машины и аппараты химических и нефтеперерабатывающих производств. Национальный технический университет Украины “КПП”, Киев, 1996.

В работе исследован процесс магнитной коагуляции высокодисперсных ферромагнитных твердых частиц п аппарате с поршневым исевдоожижеиным зернистым слоем. Разработан способ и структура процесса. Построена математическая модель. Установлена функция распределения размеров екоягул’иронантплх частиц аэрозоля. Разработана методика, составлены алгоритм и программа расчета магнитного коагулятора с поршневым псевдоожижен-ным зернистым слоем. Разработана конструкция и определены рациональные режимы работы магнитного коагулятора, предназначенного для использования в процессах химической технологии, сварочном и литейном производствах.

Nesterov А.P. The high-dispersion ferromagnetic solid particles magnetic coagulation process in apparatus with piston fluidized grain bed. Manuscript. Dissertation for degree competition of technical science candidate on speciality 05. 17. 08. - process, machines and apparatus of chemical and oil refining productions. National technical university of Ukrain “KPI”, 1996.

The present work considers the high-dispersion ferromagnetic solid particles magnetic coagulation process in apparatus with piston fluidized grain bed. You can find here the mathematic model, the structure and the method of the process. Also, the size distribution function of the coagulated aerosol particles is established. Besides this the methodic, 1he algoritm and the programme of the magnetic coagulator with piston fluidized grain bed computing are desinged. The construction and the optimal work conditions of the coagulator are developed in this paper. The magntic coagulator with puston fluidized grain lied is applied to chemical technology processes, welding and casting industry.

Ключов! слова: коагуляцш, дисперсшсть, форомагнетик,

исевдозрвдження, частника, зерна, тар.