автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и исследование пенно-вихревого аппарата с коническим перфорированным контактным элементом

На правах рукописи

САБЛИНСКИЙ АЛЕКСАНДР ИГОРЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕННО-ВИХРЕВОГО АППАРАТА С КОНИЧЕСКИМ ПЕРФОРИРОВАННЫМ КОНТАКТНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Специальность: 05.18.12 - процессы и аппараты пищевых производств.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2004

Работа выполнена на кафедрах «Процессы и аппараты» Кемеровского технологического института пищевой промышленности и «Процессы, машины

и аппараты химических производств» Кузбасского государственного технологического университета

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор

технических наук, профессор Иванец В.Н.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Хорунжина С И. - кандидат технических наук Альбрехт С.Н.

Ведущая организация: ОАО «Кемеровский молочный комбинат»

Защита состоится июня 2004 г. в /ё> "час, на заседании

диссертационного совета К 212. 089.01 при Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 650056 , г. Кемерово, бульвар Строителей, 47.

С диссертацией можно ознакомиться в -библиотеке Кемеровского технологического института пищевой промышленности.

Автореферат р а з о с л а

чг. "а я 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Бакин И. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Определяющими факторами интенсификации процессов тепломассообмена в газожидкостных аппаратах являются: высокие относительные скорости фаз; развитая поверхность контакта; высокая дисперсность сред; достаточное время взаимодействия фаз и противоточный характер движения взаимодействующих потоков.

При разработке эффективной тепломассообменной аппаратуры все чаще прибегают к использованию вращающегося двухфазного слоя, имеющего ряд преимуществ перед обычным барботажем: повышенные скорости вдува газа способствуют увеличению удельной поверхности контакта фаз и коэффициентов тепломассообмена, сепарации капель жидкости и, следовательно, уменьшению брызгоуноса.

В настоящее время разработаны и испытаны различные конструкции газожидкостных вихревых аппаратов, которые представляют собой дальнейшее развитие пенных. Их конструктивной особенностью является тангенциальный вдув газа в жидкость через отверстия контактного элемента. Благодаря вращательному движению газа обеспечиваются: равномерность его подвода по периметру контактного элемента, формирование устойчивого динамического газожидкостного слоя, непрерывное обновление поверхности контакта фаз, а, следовательно, снижение диффузионных сопротивлений, повышение скорости те-пломассообменных процессов.

Высокая интенсивность переноса тепла и массы, возможность регулирования времени пребывания жидкости в зоне контакта с газом, а также малые габариты, низкий брызгоунос, простота конструкции, отсутствие движущихся элементов делают данные аппараты весьма перспективными при проведении таких технологических процессов как абсорбция, ректификация, экстрагирование, нагрев и охлаждение газов и жидкостей, пылеулавливание и газоочистка.

В связи с недостаточной изученностью гидродинамики пенно-вихревого потока, а также процессов тепломассообмена в центробежном поле широкое внедрение газожидкостных вихревых аппаратов в промышленности в настоящее время сдерживается. Прежде всего, это касается пищевой промышленности, где использование аппаратов данного типа только начинается.

Цель и задачи исследований. Основной целью работы является разработка пенно-вихревого аппарата с коническим перфорированным контактным элементом, на основе анализа результатов экспериментальных исследований его гидродинамики, позволяющего более эффективно проводить процессы тепломассообмена.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- идентификация и определение пенно-вихревого аппарата с коническим ПСрф$рирДВЖШМЬ)Шр >йством и внутренними циркуляционными трубами;

] СПетер*

• ОЭ МО

■мммчм

- разработка математической модели движения пенного слоя по внутренней поверхности конического перфорированного контактного элемента;

- проведение экспериментальных исследований гидродинамических характеристик аппарата с целью определения эмпирических констант и проверки на адекватность гидродинамической модели;

- разработка новой конструкции пенно-вихревого аппарата.

Научная новизна. Разработана гидродинамическая модель движения

пенного слоя по внутренней поверхности конического перфорированного контактного элемента, позволяющая оценить радиальный профиль осевой компоненты скорости потока пены с учетом неравномерности вдува газа в конус и гидравлическое сопротивление газового потока, проходящего через аппарат; предложены классификация режимов работы пенно-вихревого аппарата, расчетные зависимости для оценки толщины и среднего газосодержания пенного слоя, степени заполнения контактного элемента и коэффициента сопротивления конуса с пеной и без нее.

Практическая значимость и реализация. Результаты экспериментальных исследований гидродинамики пенно-вихревого аппарата позволили разработать новую конструкцию, позволяющую более эффективно и с пониженными гидравлическими сопротивлениями проводить в нем процессы тепломассообмена за счет увеличения времени пребывания фаз и смешанного движения газожидкостного потока. Данная конструкция защищена заявкой на патент.

Успешно проведены опытно промышленные испытания аппарата в качестве пылеуловителя для очистки газа от пыли сухого молока. При непосредственном участии автора разработано аппаратурное оформление стадии второй ступени очистки сушильных газов в технологической схеме производства сухого молока на ОАО «Кемеровский молочный комбинат».

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедрах «Процессы и аппараты пищевых производств» КемТИППа и «Процессы, машины и аппараты химических производств» КузГТУ при подготовке бакалавров и магистров.

Автор защищает. Гидродинамическую модель, описывающую вихревое движение пены в перфорированном конусе; результаты экспериментальных исследований толщины и среднего газосодержания пенно-вихревого слоя, степени заполнения и гидравлического сопротивления контактного элемента с пеной и без; новую конструкцию двухсекционного пенно-вихревого аппарата с нисходящим и восходящим пенным слоем.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, были представлены и обсуждены на: ежегодных научных конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности (2001-2004); «Информационные недра Кузбасса», Кемерово: КемГУ, 2001; научно-практической конференции «Достижение науки и практики в деятельно-

ста образовательных учреждений», Юрга, 2003; межрегиональных научно-практических конференциях молодых ученых «Пищевые технологии», Казань, 2002 - 2003 и всероссийской научно-практической конференции «Экологическая безопасность, сохранение окружающей среды и устойчивое развитие регионов Сибири и Забайкалья», Улан-Удэ, 2002.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 работ из них 1 в центральном журнале, 1 депонированная рукопись.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений; включает 61 рисунок, 3 таблицы. Основной текст изложен на 120 страницах машинописного текста, приложения - на 44 страницах. Список литературы включает 134 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и сформулирована цель работы, приведена ее общая характеристика.

В первой главе проведен анализ состояния и перспектив развития газожидкостных аппаратов вихревого типа, который позволил сделать вывод, что для решения задач интенсификации тепломассообменных наиболее перспективными являются пенно-вихревые аппараты с коническими перфорированными контактными элементами. Анализ состояния теории по гидродинамике пенно-вихревых аппаратов показал, что до настоящего времени не предложено общих зависимостей для определения гидродинамических характеристик аппарата. Это связано с различной гидродинамической обстановкой в турбулентном слое в зависимости от аппарата и его геометрических параметров.

Во второй главе рассмотрены вопросы математического моделирования движения пенно-вихревого слоя в перфорированном конусе.

Течение двухфазного слоя в коническом контактном элементе имеет сложный характер, так как наряду с вращательно-поступательным движением имеют место процессы возникновения и дробления газовых пузырей, что усложняет его математическое описание. В общем случае, вихревой поток имеет три составляющие скорости: тангенциальную Wt, радиальную Wr и осевую Wx, поэтому его движение можно описать системой трех уравнений, дополненной уравнениями связи и граничными условиями.

В целях упрощения решения этой задачи, рассмотрена плоская модель вихревого течения двухфазного слоя (рис. 1), учитывающая вращательное и осевое движение пены (радиальные потоки не учитываются). При этом для простоты анализа приняты следующие допущения: 1) тангенциальный вдув газа допустимо отождествлять с вращением конуса с некоторой угловой скоростью со; 2) перфорированный конус заменен на проницаемый; 3) вращающийся газожидкостный поток в конусе рассматривается с позиции однородной гомо-

генной среды.

На элемент потока, выделенный двумя сечениями (рис. 1), действуют две силы: тяжести Р = pg и центробежная С = р(й2Г. Тогда уравнение осевого движения слоя запишется следующим образом:

Рис. 1. Плоская гидродинамическая модель пенно-вихревого слоя

Преобразование выражения (1) позволяет получить обобщенное уравнение вихревого движения пены:

1 с12и

■ = 1-Fr(l + X-R-Y-Kh)p.

(2)

Stk dY2

Граничными условиями являются:

1) Y=0, U=l (граничная осевая скорость);

2) Y=0, dU/dY=0 (отсутствие трения о газ).

Параметр р в уравнении (2) определяет профиль тангенциальной компоненты скорости потока. В частности, значение р=-1 определяет потенциальный вихрь (Fr ~ С/г), а значение р= 1 - вихрь квазитвердого вращения (Fr ~

Сг). В интервале -1<р<1 вращающийся поток имеет промежуточную структуру. Поэтому случай р=0 назовем промежуточным вихрем постоянной интенсивности (Fr = const). Можно предположить, что структура последнего наиболее близка к реальной.

На рис. 2, а) изображены кривые, описывающие три случая, рассмотрен-

Рис. 2. Зависимость профиля осевой компоненты скорости слоя от р (81к = 2,915; Бг = 0,107)

ных выше. Область, находящаяся выше оси У соответствует восходящему движению вихревого слоя в конусе, а ниже - нисходящему движению слоя. Из представленных графиков следует: 1) характер вращения потока пены слабо влияет на радиальном профиле его осевой скорости, поэтому для описания структуры пенно-вихревого слоя целесообразно использовать модель промежуточного вихря (р = 0), имеющую более простые расчетные зависимости; 2) существует циркуляционный характер движения пены внутри контактного элемента, обусловленный наличием в нем восходящих и нисходящих потоков.

Расчеты, выполненные нами, показывают, что в конических контактных элементах необходимо учитывать неравномерность вдува газа, связанную с разметкой отверстий по образующей конуса. В результате неравномерного расположения отверстий на поверхности конуса (чем ближе к нижнему основанию, тем они располагаются плотнее), интенсивность вдува газа в разных сечениях будет различной.

Доказано, что неравномерность вдува газа по высоте конуса можно учесть введением поправочного множителя для тангенциальной составляющей вектора скорости, равного К(Х)=(1+Я/2)/(1+КХ). Тогда, для тангенциальной скорости вращения пенного слоя справедливо выражение: \У,(Х)=\У,К(Х).

Изменение критериев Бг и 81к вдоль оси X можно описать следующими соотношениями:

0 0,2 0,4 0,6 0,8 у

Рис. 3. Изменение профиля осевой компоненты скорости слоя по высоте конуса ^к= 2,915; Бг = 0,107)

Fr(X)=[K(X)fFr,

Stk(X)=Stk/K(X) (3)

Решая уравнение (2) (принимая ve = const) для случая р=0 с учетом граничных условий и неравномерности вдува газа (3), получим выражение для осевой компоненты скорости пены:

U(X,Y)=Stk(X)-[l-Fr(X)]-Y^|-lj+l.

(4)

На рис. 3 показано распределение осевой скорости пены в слое для трех сечений: нижнего, среднего и верхнего. Из графика видно, что неравномерность вдува оказывает существенное влияние на осевую скорость движения пены, значение которой уменьшается с увеличением высоты конуса. Возвратно-циркуляционные потоки возникают ближе к верхнему краю конуса.

С целью оценки значения гидравлического сопротивления контактного элемента с пеной и без, было составлено уравнение энергетического баланса для газового потока, проходящего через перфорированный конус и создающего в нем вращающийся вихревой слой. Полагая, что энергия газового потока расходуется на раскручивание и подъем жидкости, преодоление сопротивлений тангенциальных отверстий конуса и противодавления вращающегося потока.

Тогда уравнение энергетического баланса запишется следующим обра-

зом:

ДР—= L

(

gH +

Wt

2\

GW„

Pr

wl

P-^-Sn + Pghnsin(a)

(5)

Eu = + e

2k

Lf 2tg(a)H 1 Gl r, Fr

(6)

Приведем уравнение (5) к безразмерному виду, учитывая, что отношение тангенциальной скорости вращения пенного слоя к скорости газа в отверстиях пропорционально доли живого сечения конуса, т.е. - некоторая

эмпирическая величина). Тогда окончательное выражение для коэффициента сопротивления будет иметь вид:

В1р 211пзш(аМа) 1 м „у г, Рг,

Первое слагаемое правой части уравнения (6) характеризует потери давления газового потока при прохождении отверстий конуса. Второе слагаемое учитывает потери газового потока во вращающемся газожидкостном слое. Анализ показал, что оно определяется, главным образом, критерием Фруда и долей живого сечения конуса и мало зависит от удельного расхода жидкости.

При продувке аппарата газом без подачи орошающей жидкости: Ь = О, = 0, р/рг=1, = Таким образом, В условиях турбулентного режима,

при постоянной геометрии контактного элемента, значение ^ остается практически постоянным.

В третьей главе рассмотрены вопросы аппаратурного и методического обеспечения экспериментальных исследований. Приведено описание экспериментального стенда для исследования гидродинамических характеристик пенно-вихревого аппарата, который представляет собой двухконтурную установку с верхней и нижней подачей орошающей жидкости в контактный элемент. В состав стенда входят: регулируемый блок питания, газодувка и центробежный насос с электроприводами постоянного тока, пенно-вихревой аппарат, измерительная система.

На рис. 4 приведена принципиальная схема опытной модели пенно-вихревого аппарата, который являлся основным объектом исследований. Принцип его работы заключается в следующем. Газ поступает в газовую камеру 4 через тангенциально расположенный патрубок 8, затем проходит через контактный элемент 5 и закручивается в нем за счет того, что перфорация конуса выполнена в виде тангенциальных отверстий. Орошающая жидкость через патрубок 11 равномерно подается на нижнюю тарелку 6, где захватывается закрученным газом, смешивается с ним, образуя газожидкостную эмульсию, и выбрасывается из конуса на верхнюю тарелку 7. Здесь газ отделяется от жидкости и, пройдя каплеуловитель 3, выходит из аппарата через патрубок 2. Сама жидкость по переточным трубкам 9 опускается в коническое днище 10, откуда выводится наружу по сливному патрубку 12. Жидкость, находящаяся в днище, частично засасывается конусом через отверстия нижней тарелки 6 и вовлекается в циркуляционное движение внутри аппарата, вступая в контакт с газом.

Рис. 4. Пенно-вихревой аппарат

При подаче жидкости в верхнюю часть конуса отверстия тарелки 6 закрываются. Жидкость подается в патрубок 12, заполняет коническое днище 10, поднимается по переточным трубкам 9, попадая на верхнюю тарелку 7, откуда равномерно сливается внутрь конуса. После взаимодействия с газом она опускается к тарелке 6 и отводится из аппарата через патрубок 11.

На экспериментальном стенде измерялись следующие параметры: расходы рабочих сред, поступающих в аппарат; перепад давления на входе и выходе аппарата; толщина и объем пенно-вихревого слоя.

Объем газа измерялся с помощью стандартной диафрагмы с сужающим устройством, вмонтированной во всасывающий трубопровод и микроманометра, и изменялся от 0 до 380 м3/ч. Количество жидкости, определяемое с помощью ротаметра, варьировалось в пределах от 0 до 400 л/ч. Перепад давления измерялся при помощи ^образного манометра. Датчики отбора давления были установлены на входном 8 и выходном 2 патрубках аппарата. Определение толщины пенно-вихревого слоя в аппарате осуществлялось визуально с помощью контактной гребенки, которая позволяла определять значение толщины пены в различных сечениях по высоте конуса.

В качестве рабочих сред использовались воздух, вода и водно-глицериновый раствор.

Таблица 1

Геометрические параметры контактных элементов

№ конуса Обозначение Г2, ММ Г], мм и, Мм н, мм а Гр а, мм ь, мм N

1 К6-0,95-0,04-0,011 125 100 203 215 6 5 2 672

2 К12-0,73-0,03-0,009 125 76 170 215 12 5 1,5 517

3 К12-0,73-0,04-0,011 125 76 170 215 12 5 2 517

4 К12-0,73-0,03-0,011 125 76 170 215 12 5 2 345

5 К12-0,73-0,02-0,011 125 76 170 215 12 5 2 280

6 К12-0,35-0,02-0,011 125 76 90 215 12 5 2 280

7 К12-0,13-0,03-0,029 125 76 37 215 12 37 4 30

8 К17-0,91-0,04-0,011 125 55 215 215 17 5 2 528

В ходе экспериментов было исследовано 8 контактных элементов, имеющих вид усеченных, сужающихся к низу, перфорированных конусов, различающихся между собою расположением отверстий и геометрическими параметрами. При обработке экспериментальных данных и составлении критериальных зависимостей использовались четыре безразмерных параметра:

которые полностью описывают геометрию перфорированного конуса заданной высоты Н и диаметром верхнего основания Б. Параметр характеризует степень раскрытия конуса, - равномерность расположения отверстий

по поверхности конуса, е - количество отверстий, Га - размер отверстий. Данные всех исследованных конусов представлены в таблице 1, в которой контактные элементы обозначаются следующим образом: Ка-Р-е-Га,

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований гидродинамических характеристик пенно-вихревого аппарата.

Обработка экспериментальных данных производилась в виде зависимостей критерия Эйлера от чисел Фруда, Рейнольдса, удельного расхода Ь/Э и геометрических параметров конусов.

В результате визуального наблюдения за структурой газожидкостного слоя предложена классификация основных режимов работы пенно-вихревого аппарата с изображением структуры пенного слоя для каждого из них. Определены границы режимов соответствующих эффективной работе аппарата.

С целью определения эмпирических констант и проверки на адекватность гидродинамической модели были определены следующие величины: степень заполнения контактного элемента, среднее газосодержание и толщина пенного слоя.

Анализ результатов показал, что степень заполнения конуса практически не зависит от количества жидкости, подаваемой в аппарат, а определяется интенсивностью вдува газа и углом раскрытия конуса. При обработке экспериментальных данных на ЭВМ, была получена расчетная зависимость для определения степени заполнения (в исследуемых границах для системы воздух-

Для газосодержание пенного слоя было установлено, что оно однозначно определяется степенью заполнения конуса, и для его определения имеет место следующая зависимость:

<р = 0,9ч/0'2 (8)

В реальных условиях толщина пенного слоя не остается постоянной, а меняется по высоте конуса (увеличивается ближе к краю). Поэтому для ее численного определения был предложен способ усреднения с использованием накопительной способности конуса, которая характеризуется степенью его заполнения. Поэтому для определения средней толщины слоя пены в конусе предложено использовать зависимость:

Ьп^срО-лД-ЧОсоза, (9)

Проверка математической модели (4) сводилась к определению эмпирического коэффициента эффективной вязкости пены Уе, который в рамках предложенной модели считался постоянным. Для этого, было проведено осреднение скорости движения пены вдоль координат X и Y по следующему выражению:

Рис. 5. Коэффициент эффективной вязкости пены

(10)

из которого можно определить искомую величину коэффициента эффективной вязкости пены. При подстановке опытных данных для всех конусов, получили, что

ve =0,05 ±0,005 (рис. 5). Таким образом, ve имеет разброс относительно среднего значения ±10%, что позволяет считать корректным допущение о постоянстве коэффициента эффективной вязкости пены.

Основная часть экспериментов была посвящена исследованию гидравлического сопротивления перфорированного конуса с пеной и без нее (в «мокром» и «сухом» режимах работы аппарата).

Графическое представление результатов обработки экспериментальных данных (рис. 6) показало, что при работе аппарата без подачи жидкости коэффициент сопротивления Ей практически не зависит от угла раскрытия конусов и критерия Re, а полностью определяется их геометрическими параметрами. Небольшое увеличение коэффициента сопротивления (с ростом интенсивности вдува газа в аппарат) связано с ростом влияния противодавления вращающе-

1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Rе ,

M гося газового потока (ди-

Рис. 6. Коэффициент сопротивления намическое сопротивле-

«сухого» контактного элемента н и е) Одинаковый угол на-

клона прямых, аппроксимирующих опытные данные, позволил предположить, что величина противодавления определяется лишь интенсивностью вдува газа в конус. При анализе результатов эксперимента на ЭВМ в программе Excel было

получено следующее выражение для числа Эйлера:

Ей = 0,66Гй~°,4е0'2 Re0,03. (И)

С учетом влияния всех параметров по уравнению (11) число Эйлера остается постоянным во всем диапазоне нагрузок по газу. Отклонение от среднего значения не превышает ± 4 %.

Полученные зависимости для среднего газосодержания и толщины пенного слоя позволяют проверить на адекватность уравнение (6). На рис. 7 показано сравнение значения коэффициентов сопротивления полученного экспериментально и рассчитанного по уравнению (6) (для случая k=0,5) для конусов №2 и №8, которые отличаются практически всеми геометрическими параметрами. Отклонение опытных точек от кривой, соответствующей уравнению (6) не превышает ± 5 %.

Обработка экспериментальных данных на ЭВМ в программе Excel позволила получить более простое выражение для нахождения коэффициента сопротивления конуса с пеной, который в области устойчивой работы аппарата практически обратно пропорционален числу Рейнольдса (рис. 8), т. е. имеет место соотношение Eu=C-Re-1. Коэффициент С меняется в зависимости от способа подачи жидкости в конус и его геометрических параметров. Его значение практически не зависит от количества жидкости, подаваемой в аппарат.

В конечном итоге была получена следующая зависимость:

La = 2 • 103 р"0,24е"0,2 (tga)"0'1 (12)

Рис. 7. Сравнение теоретического и экспериментального значений критерия Еu

Ей 9

О л X Конус №1 О Конус №2 О Конус №3 й Конус №4 ж Конус №5 + Конус №« о Конус Л>8

\

V \

п

1 N1

¿5

1 1 *

1000 2000 3000 4000

Рис. 8. Коэффициент сопротивления контактного элемента с пеной

Не

С учетом влияния всех параметров по уравнению (12) критерий Лагранжа остается постоянным во всем диапазоне нагрузок по газу. Отклонение от среднего значения не превышает ± 3 %.

Анализ экспериментальных данных, полученных при работе аппарата с подачей жидкости в верхнюю часть конуса, показал, что сопротивление конуса с пеной на 30 - 40% меньше, чем при нижней подаче. Для данного режима наблюдается та же степень зависимости параметров. Таким образом, в уравнении (12) меняется лишь коэффициент, который для

верхней подачи равен 1,3 103.

Исследование гидродинамики пенно-вихревого аппарата, работающего с верхней и нижней подачей жидкости в контактный элемент, позволило разработать конструкцию двухсекционного пенно-вихревого аппарата (заявка №2003131322/15) (рис. 9), позволяющего интенсифицировать протекающие в нем процессы. Это обеспечивается размещением в нем дополнительной секции и организацией смешанного движения пенного слоя в конусах. В связи с этим увеличивается время пребы-

вания контактирующих сред в рабочей зоне аппарата, а совмещение режимов с нисходящим и восходящим движением пенно-вихревого слоя позволяет эффективно проводить процессы при низких гидравлических сопротивлениях в широком диапазоне на-

Рис. 9. Двухсекционный пенно-вихревой аппарат

грузок по газу.

Аппарат работает следующим образом. Газ, через тангенциально расположенный патрубок 14, поступает в газовую камеру 7 секции 5, проходит через отверстия контактного элемента 11 и закручивается в нем за счет того, что отверстия выполнены тангенциально. Жидкость, через патрубок 3, подается на верхнюю тарелку 10 секции 6, заполняет ее и, равномерно переливаясь через край контактного элемента 12, стекает вниз к трубке 13, по которой поступает к нижнему основанию конуса 11. Здесь жидкость захватывается закрученным потоком газа и смешивается с ним, образуя вращающийся высоко турбулизиро-ванный пенно-вихревой слой. Последний выбрасывается из конуса на верхнюю тарелку 9, где происходит отделение газа от жидкости. Сама жидкость, пройдя обе ступени контакта, по переточным трубкам 15 опускается в коническое днище 16, откуда выводится наружу по сливному патрубку 17. Газ, пройдя первую ступень контакта, попадает в газовую камеру 8 секции 6, откуда, через отверстия конуса 12, проходит сквозь жидкость, стекающую с верхней тарелки 10, образуя вращающийся слой сильно турбулизированной пены. Столб воды в трубке 13 не дает газу проникнуть в рабочую область конуса 12 иначе, чем через его отверстия. Газ, после прохождения второй ступени контакта, попадает в центробежный каплеуловитель 2 и выводится из аппарата через патрубок 4.

В пятой главе показано практическое использование исследуемого пенно-вихревого аппарата. Проведены экспериментальные исследования эффективности пылеулавливания на сухом молоке.

В ходе эксперимента выяснилось, что в пенно-вихревом аппарате существует две зоны очистки: грубая - в газовой камере аппарата (в силу действия центробежных сил) и тонкая - в перфорированном контактном элементе в вихревом слое пены. Поэтому было предложено смачивать стенки газовой камеры жидкостью с верхней тарелки аппарата и через дополнительный патрубок отводить ее со дна газовой камеры.

Анализ экспериментальных данных показал, что эффективность пылеулавливания пенно-вихревого аппарата не ниже 99%. Поэтому нами предложено использовать данный аппарата в качестве пылеуловителя для очистки газов после сушильных установок.

При непосредственном участии автора разработано аппаратурное оформление стадии второй ступени очистки сушильных газов в технологической схеме производства сухого молока на ОАО «Кемеровский молочный комбинат».

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана математическая модель движения пенного слоя по внутренней поверхности конического перфорированного контактного элемента. Теоретически показано, что при числах Бг < 0,3 в осевом потоке возникают области с восходящим и нисходящим движением пены вдоль образующей конуса.

Это означает, что наряду с вращательно-поступательным движением, имеет место циркуляция вихревого слоя внутри конического контактного элемента. Данное явление способствует интенсификации процессов.

2. Выполнен анализ энергетического баланса газового потока, проходящего аппарат, и получена теоретическая зависимость для определения гидравлического сопротивления перфорированного конуса для сухого и мокрого режимов вдува.

3. Предложена классификация и дано описание основных гидродинамических режимов работы пенно-вихревого аппарата. Определены границы эффективной работы аппарата.

4. Получены расчетные зависимости для оценки степени заполнения контактного элемента, толщины и среднего газосодержания пенного слоя и коэффициента сопротивления конуса с пеной и без нее.

5. Экспериментально проверены: допущение о постоянстве коэффициента ^ принятое в математической модели движения пенно-вихревого слоя в перфорированном конусе; формула для нахождения коэффициента гидравлического сопротивления.

6. На основе анализа экспериментальных исследований, предложена двухступенчатая конструкция пенно-вихревого аппарата со смешанным движением пенно-вихревых потоков, обладающая пониженными гидравлическими сопротивлениями в широком диапазоне нагрузок по газу и жидкости.

7. Разработано аппаратурное оформление стадии второй ступени очистки сушильных газов в технологической схеме производства сухого молока на ОАО «Кемеровский молочный комбинат».

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

<о - угловая скорость вращения пены; \\'х - осевая скорость движения пены; \Ухо - осевая скорость пены на поверхности конуса; \У, - тангенциальная скорость вращения пенного слоя; \Ув - скорость газа в отверстиях конуса; уг -вязкость газа; р и рг - плотность пены и газа; ц» или V, = р</р - эмпирический коэффициент эффективной вязкости пены; АР - перепад давления в аппарате; Ь и С - массовые расходы жидкости и газа; У„ - расход пены; и=,\Ух/^о - относительная осевая скорость; Х=х/Ц и У=у/Ъп - относительные координаты; Ь„ -толщина пенного слоя; а - угол раскрытия конуса; Н - высота конуса; п и г2 -радиусы нижнего и верхнего оснований конуса; г, - средний радиус конуса; К=г2/Г]-1 - конструктивный параметр конуса; 1ц - образующая конуса, Ь, - образующая конуса с активной поверхностью; а и Ь -длина и ширина отверстий конуса; бэ - эквивалентный диаметр отверстия; N - количество отверстий; Б 1к=£Ьп2соза/(\УхоУе) - критерий Стокса; Гг^г^а^ - критерий Фруда для потока пены; Ке=\Уо(1,Л'г - критерий Рейнольдса; Еи=2ДР/(р,ЛУо2) - критерий Эй-

лера; Ьа=Еи Ис - критерий Лагранжа; Кь=ЬпС05а/Г| - отаосительная толщина слоя;. и ^ - коэффициенты гидравлического сопротивления перфорированного конуса, пенного слоя и вращающегося газового потока; Р - доля активной поверхности; Б - доля живого сечения конуса; Г^ёэ/О - относительный размер отверстий конуса.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ:

1. Саблинский А.И., Плотников В.А., Иванец В.Н. Гидравлическое сопротивление контактного элемента пенно-вихревого аппарата // Хранение и переработка сельхозсырья, 2003. - №9. - С. 32 - 33.

2. Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. Пенно-вихревой аппарат с коническим перфорированным контактным устройством // Деп. рук. указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи». - М, 23.042003, № 782 - В2003. -14 с.

3. Гидродинамика пенно-вихревого аппарата с перфорированным конусом / Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. // Технология и техника пищевых производств. Сборник научных работ. Кемерово, 2003. - С. 159 - 163.

4. Основные режимы работы и гидравлическое сопротивление пенно-вихревого аппарата / Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. // Экологическая безопасность, сохранение окружающей среды и устойчивое развитие регионов Сибири и Забайкалья: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Улан-Удэ, 2002. - С. 153 -156.

5. Гидравлическое сопротивление пенно-вихревого аппарата / Иванец В.Н., Саблинский А.И. // Пищевые продукты и здоровье человека. Сборник тезисов докладов ежегодной аспирантско-студенческой конференции. Кемерово, 2002.-С. 76.

6. Разработка экспериментального стенда для исследования гидродинамических свойств пенно-вихревого аппарата / Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник работ. Выпуск 4. Кемерово, 2002. - С. 120.

7. Гидродинамика двухфазного слоя на конических контактных устройствах пенно-вихревого аппарата / Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник работ. Выпуск 4. Кемерово, 2002. - С. 119.

8. Классификация основных режимов работы пенно-вихревого аппарата / Саблинский А.И., Артемасов В.В. // Межрегиональная конференция молодых ученых « Пищевые технологии». Сборник тезисов. Казань, 2002. - С. 102.

9. Газосодержание и объем газожидкостного слоя на контактном устройстве пенно-вихревого аппарата / Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. // Достижения науки и практики в деятельности общеобразовательных учреждений. Юрга, 2003. - С. 48 - 49.

10. Моделирование движения двухфазного потока на конусе пенно-вихревого аппарата / Иванец В.Н., Саблинский А.И. // Межрегиональная конференция молодых ученых « Пищевые технологии». Сборник тезисов. Казань, 2003.-С. 74-75.

11. Моделирование движения потока обрабатываемой среды в межцилиндровых зазорах роторно-пульсационного аппарата / Плотников В.А., Саб-линский А.И., Афанасьева М.М. // Информационные недра Кузбасса. Труды конференции. Сборник сообщений. Часть 2. Кемерово, 2001. - С. 254 - 255.

12. Кибернетический анализ процесса смешивания в роторно-пульсационном аппарате / Артемасов В.В., Сафонова Е.А., Саблинский А.И. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник научных работ. Выпуск 1. Кемерово, 2001. - С. 124.

13. Гидродинамика потока обрабатываемой среды в межцилиндровых зазорах роторно-пульсационного аппарата / Плотников В.А., Саблинский А.И. // Новые технологии в научных исследованиях и образовании. Материалы всероссийской научной конференции. Часть 1. Юрга, 2001. - С. 138.

14. Течение вязкоупругой среды в межцилиндровом зазоре роторно-пульсационного аппарата / Плотников В.А., Саблинский А.И. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник научных работ. Выпуск 2. Кемерово, 2001. - С. 108.

Выражаю большую благодарность Плотникову В.А., к.т.н., доц. кафедры «Процессы, машины и аппараты химических производств» КуЗГТУ за ценные советы и указания, высказанные им при выполнении и обсуждении данной работы.

Подписано к печати 5.05.04. Формат 60x90/18 Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №97 Отпечатано на ризографе Кемеровский технологический институт пищевой промышленности 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47 отпечатано в лаборатории КемТИППа 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

Ii 1 g

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ВИХРЕВЫХ АППАРАТОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

1.1. Характеристика основных типов контактных аппаратов для систем газ-жидкость.

1.2. Анализ конструкций газожидкостных вихревых аппаратов.

1.2.1. Центробежно-пенные аппараты.

А 1.2.2. Пенно-вихревые аппараты.

1.3. Результаты исследований гидродинамики газожидкостных аппаратов.

1.3.1. Характеристика гидродинамических режимов движения вихревого газожидкостного слоя.

1.3.2. Газосодержание и поверхность контакта фаз в вихревом газожидкостном слое.

1.3.3. Гидравлическое сопротивление газожидкостных вихревых аппаратов.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

КОНИЧЕСКОГО ПЕРФОРИРОВАННОГО

КОНТАКТНОГО УСТРОЙСТВА.

2.1. Модель движения пенно-вихревого слоя в перфорированном конусе.

2.2. Гидравлическое сопротивление конического контактного элемента.

Ь Выводы по главе.

ГЛАВА 3. АППАРАТУРНОЕ И МЕТОДИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Описание экспериментального стенда.

3.2. Методика проведения экспериментальных исследований.

3.2.1 Методика проведения экспериментов по характеристике режимов работы аппарата и определению гидравлического сопротивления конуса.

3.2.2 Методика проведения экспериментов по определению степени заполнения конуса, толщины и среднего газосодержания пенного слоя.

3.3. Методика обработки экспериментальных данных.

3.3.1 Расчет геометрических параметров контактного элемента.

3.3.2 Расчет расходов рабочих сред.

3.3.3 Обработка экспериментальных данных по определению гидравлического сопротивления контактного элемента.

3.3.4 Обработка экспериментальных данных по определению степени заполнения конуса, толщины и среднего газосодержания пенного слоя.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕННО-ВИХРЕВОГО АППАРАТА И ИХ СОПОСТАВЛЕНИЕ С ЕГО

МАТЕМАТИЧЕСКИМИ МОДЕЛЯМИ.

4.1. Гидродинамические режимы работы пенно-вихревого аппарата.

4.2. Степень заполнения контактного элемента, среднее газосодержание и средняя толщина ^ пенно-вихревого слоя.

4.3. Гидравлическое сопротивление перфорированного контактного элемента.

4.4. Проверка гидродинамической модели перфорированного конуса.

4.5. Двухсекционный пенно-вихревой аппарат.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОМЫШЛЕННОМУ

ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПЕННО-ВИХРЕВОГО АППАРАТА.

Выводы по главе.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Определяющими факторами интенсификации процессов тепломассообмена в газожидкостных аппаратах являются: высокие относительные скорости фаз; развитая поверхность контакта; высокая дисперсность сред; достаточное время взаимодействия фаз и противоточный характер движения взаимодействующих потоков.

При разработке эффективной тепломассообменной аппаратуры все чаще прибегают к использованию вращающегося двухфазного слоя, имеющего ряд преимуществ перед обычным барботажем: повышенные скорости вдува газа способствуют увеличению удельной поверхности контакта фаз и коэффициентов тепломассообмена, сепарации капель жидкости и, следовательно, уменьшению брызгоуноса.

В настоящее время разработаны и испытаны различные конструкции газожидкостных вихревых аппаратов, которые представляют собой дальнейшее развитие пенных. Их конструктивной особенностью является тангенциальный вдув газа в жидкость через отверстия контактного элемента. Благодаря вращательному движению газа обеспечиваются: равномерность его подвода по периметру контактного элемента, формирование устойчивого динамического газожидкостного слоя, непрерывное обновление поверхности контакта фаз, а, следовательно, снижение диффузионных сопротивлений, повышение скорости тепломассообменных процессов.

Высокая интенсивность переноса тепла и массы, возможность регулирования времени пребывания жидкости в зоне контакта с газом, а также малые габариты, низкий брызгоунос, простота конструкции и отсутствие движущихся элементов делают такие аппараты весьма перспективными при проведении многих технологических процессов, в том числе абсорбции, ректификации, экстрагирования, охлаждения газов и жидкостей, а так же пылеулавливания и газоочистки.

В связи с недостаточной изученностью гидродинамики пенно-вихревого * потока, а также процессов тепломассообмена в центробежном поле широкое внедрение газожидкостных вихревых аппаратов в промышленности в настоящее время сдерживается. Прежде всего, это касается пищевой промышленности, где использование аппаратов данного типа только начинается. Поэтому исследование гидродинамики и процессов тепломассообмена газожидкостных вихревых аппаратов, а также разработка методов его конструктивного расчета и определения основных гидродинамических характеристик являются актуальными.

Цель и задачи исследований. Основной целью работы является ^ разработка пенно-вихревого аппарата с коническим перфорированным контактным элементом, на основе анализа результатов экспериментальных исследований его гидродинамики, позволяющего более эффективно проводить процессы тепломассообмена.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- идентификация и определение границ возможных режимов работы пенно-вихревого аппарата с коническим перфорированным устройством и внутренними циркуляционными трубами;

- разработка математической модели движения пенного слоя по внутренней поверхности конического перфорированного контактного элемента;

- проведение экспериментальных исследований гидродинамических характеристик аппарата с целью определения эмпирических констант и проверки на адекватность гидродинамической модели;

- разработка новой конструкции пенно-вихревого аппарата.

Научная новизна. Разработана гидродинамическая модель движения пенного слоя по внутренней поверхности конического перфорированного контактного элемента, позволяющая оценить радиальный профиль осевой ц компоненты скорости потока пены с учетом неравномерности вдува газа в конус и гидравлическое сопротивление газового потока, проходящего через аппарат; предложены классификация режимов работы пенно-вихревого аппарата, расчетные зависимости для оценки толщины и среднего газосодержания пенного слоя, степени заполнения контактного элемента и коэффициента сопротивления конуса с пеной и без нее.

Практическая значимостьиреализация. Результаты экспериментальных исследований гидродинамики пенно-вихревого аппарата позволили разработать новую конструкцию, позволяющую более эффективно и с пониженными гидравлическими сопротивлениями проводить в нем процессы тепломассообмена за счет увеличения времени пребывания фаз и смешанного движения газожидкостного потока. Данная конструкция защищена заявкой на патент.

Успешно проведены опытно промышленные испытания аппарата в качестве пылеуловителя для очистки газа от пыли сухого молока. При непосредственном участии автора разработано аппаратурное оформление стадии второй ступени очистки сушильных газов в технологической схеме производства сухого молока на ОАО «Кемеровский молочный комбинат».

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедрах «Процессы и аппараты пищевых производств» КемТИППа и «Процессы, машины и аппараты химических производств» КузГТУ при подготовке бакалавров и магистров.

Автор защищает. Гидродинамическую модель, описывающую вихревое движение пены в перфорированном конусе; результаты экспериментальных исследований толщины и среднего газосодержания пенно-вихревого слоя, степени заполнения и гидравлического сопротивления контактного элемента с пеной и без; новую конструкцию двухсекционного пенно-вихревого аппарата с нисходящим и восходящим пенным слоем.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель движения пенного слоя по внутренней поверхности конического перфорированного контактного элемента. Теоретически показано, что при числах Fr < 0,3 в осевом потоке возникают области с восходящим и нисходящим движением пены вдоль образующей конуса. Это означает, что наряду с вращательно-поступательным движением, имеет место циркуляция вихревого слоя внутри конического контактного элемента. Данное явление способствует интенсификации процессов.

2. Выполнен анализ энергетического баланса газового потока, проходящего аппарат, в результате чего получена теоретическая зависимость для определения гидравлического сопротивления перфорированного конуса с пеной и без нее.

3. Предложена классификация и дано описание основных гидродинамических режимов работы пенно-вихревого аппарата. Определены границы эффективной работы аппарата.

4. Получены расчетные зависимости для оценки степени заполнения контактного элемента, толщины и среднего газосодержания пенного слоя и коэффициента сопротивления конуса в «сухом» и «мокром» режимах работы аппарата.

5. Экспериментально проверены:

- допущение о постоянстве коэффициента ve принятое в математической модели движения пенно-вихревого слоя в перфорированном конусе;

- теоретическая зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления.

6. На основе анализа экспериментальных исследований, предложена двухступенчатая конструкция пенно-вихревого аппарата со смешанным движением пенно-вихревых потоков, обладающая пониженными гидравлическими сопротивлениями в широком диапазоне нагрузок по газу и жидкости.

7. Проведены экспериментальные исследования процесса газоочистки воздушного потока от пыли сухого молока. Анализ результатов показал, что эффективность пылеулавливания составляет не менее 99%.

8. Разработано аппаратурное оформление стадии второй ступени очистки сушильных газов в технологической схеме производства сухого молока на ОАО «Кемеровский молочный комбинат».

1. А. с. № (РФ), 1992. Способ мокрой очистки газов и устройство для его осуществления / Авт. изобрет. В.А. Зайцев, Г.Н. Корелкин.

2. А. с. № 1058110 (СССР), 1980. Тепломассообменных аппарат / Авт. изобрет. М.А. Гольдпггик, Ю.М. Петин, А.Р. Дорохов, Б.И. Юдкин, Н.П. Смирнов, А .Я. Азбель, К.Н. Олейников, А.В. Ломенкова.

3. А. с. № 1073922 (СССР), 1982. Тепло-массообменный аппарат / Авт. изобрет. М.А. Гольдштик, Т.В. Ли, Н.П. Смирнов, В.И. Куракин, К.А. Ладыженский, Г.С. Палагин.

4. А. с. № 1209264 (СССР), 1986. Пенно-вихревой аппарат / Авт. изобрет. А.Р. Дорохов, В.П. Григорьев, В.П. Афонский, А.Я. Азбель, П.Г. Нечаев.

5. А. с. № 1263321 (СССР), 1986. Циклонно-пенный аппарат / Авт. изобрет. Ю.В. Брагин, В.П. Приходько, И.А. Коваленко.

6. А. с. № 1375296 (СССР), 1988. Пенно-вихревой аппарат / Авт. изобрет. Р.А. Абдрахимов, В.Г. Бестолоченко, В.Ф. Караулов.

7. А. с. № 1577809 (СССР), 1990. Контактный аппарат / Авт. изобрет. А.В. Луканин, В.А. Осипов, Е. Б. Вагнер, Н.В. Пименова, А.Д. Прокофьева.

8. А. с. № 2069080 (РФ), 1996. Центробежно-барботажный аппарат / Авт. изобрет. А.В. Бенедиктов, B.C. Калекин, В.А. Плотников и др.

9. А. с. № 389820 (СССР), 1973. Устройство для центробежно-пенной очистки воздуха / Авт. изобрет. В.Н. Корнеев, Я.Г. Науменко.

10. А. с. № 441026 (СССР), 1974. Пенно-вихревой аппарат / Авт. изобрет. Н.И. Алексеев, И.Я. Боев, В.П. Лукьянов, Э.Я. Тарат, С.А. Богатых.

11. А. с. № 585862 (СССР), 1978. Контактный аппарат для взаимодействия газа с жидкостью / Авт. изобрет. В.М. Сидоров, С.А. Богатых, М.П. Уманский, Т.А. Симбирцев.

12. А. с. № 596271 (СССР), 1978. Устройство для обработки газа в слое подвижной пены / Авт. изобрет. В.Г. Диденко, С.А. Диденко.

13. А. с. № 980745 (СССР), 1982. Многокамерный тепломассообменный аппарат / Авт. изобрет. В.И. Кореньков, М.А. Гольдштик, А.Р. Дорохов, В.И. Казаков, В.И. Грицан, А .Я. Азбель.

14. Абсорбция и пылеулавливание в производстве минеральных удобрений / Под ред. И.П. Мухленова, О.С. Ковалева и др. М.: Химия, 1987. -208 с.

15. Азбель Д.С., Зельдин А.Н. Исследование основных гидродинамических параметров барботажного слоя с учетом диссипативных сил // ТОХТ, 1971. Т.5. -№6. - с. 125-129.

16. Айзенбуд М.В. Дильман В.В. О газосодержании барботажного слоя // Хим. промышленность, 1966. №4. - с. 295-297.

17. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты / 3-е изд. перераб. и доп. М.: Химия, 1978. - 280 с.

18. Алексеев Н.И., Тарат Э.Я., Енгибарян С.Н., Бартов А.Т. Пенно-вихревой аппарат для мокрой обработки газов // Хим. и нефт. машиностроение, -1975.-№Ю.-с. 18-20.

19. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: Справочник. М.: Металлургия, 1986. - 543 е., ил.

20. Алимов Р.З. Гидродинамическое сопротивление и тепломассообмен в закрученном потоке // Теплоэнергетика, 1965. №3. - с. 81-85.

21. Андерсон Дейл и др. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: в 2-х т. / Пер. с англ. С.В. Сенина, Е.Ю. Шальмана; под ред. Г.Л. Подвиза. М.: Мир, 1990.

22. Андреев Е.А. Расчет тепло- и массообмена в контактных аппаратах. -Д.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. 192 е., ил.

23. Аношин И.М. Теоретические основы массообменных процессов пищевых производств. М.: Пищевая промышленность, 1970. - 342 с.

24. Артамонов Н.А., Мешалкин И.П., Мышлявкин М.И., Тсахалис Т.Д. Анализ эффективности вихревых аппаратов с цилиндрическими трубами // Хим. и нефтяное машиностроение, 1996. №3. - с. 63.

25. Артемасов В.В., Сафонова Е.А., Саблинский А.И. Кибернетический анализ процесса смешивания в роторно-пульсационного аппарата // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник научных работ. Выпуск 1. Кемерово, 2001. с. 124.

26. Балакирев А.А., Тихомиров В.К. Об изменении дисперсности пен // ЖПХ, 1969. Т.42. - №10. - с.2354-2356.

27. Бережинский А.И., Хомутинников П.С. Утилизация, охлаждение и очистка конвертерных газов. М.: «Металлургия», 1967. - 216 с.

28. Березин Р.В., Тарат Э.Я., Туболкин А.Ф. Поверхность контакта фаз в турбулизированных газожидкостных системах // ЖПХ, 1975. Т.48. - №12. - с. 2782-2786.

29. Богатых С.А. Комплексная обработка воздуха в пенных аппаратах. -JL: Судостроение, 1964. 316 с.

30. Богатых С.А. Цюслонно-пенные аппараты. JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. - 224 е., ил.

31. Броунштейн Б.И., Фишбейн Г.А. Гидродинамика и массо- и теплообмен в дисперсных системах. JL: Химия, 1977. - 279 с.

32. Бурундуков А.П., Казаков В.И., Кувшинов Г.Г. Тепло- и массоперенос в закрученном барботажном слое // Журн. прикладной механики и технической физики, 1981.-№6.-с. 134-136.

33. Бурундуков А.П., Казаков В.И., Кувшинов Г.Г. Влияние геометрических параметров решетки на скорость вращения барботажного слоя // Известия СОАН СССР. Сем-р техн. наук, 1986. - Вып. 1. - №4. - с. 32-37.

34. Бутыркин А.И., Волынкин В.В., Ветров A.M. Промышленное оборудование для сокращения потерь сухого молока // Молочная пром-ть, 1986. №6. - с. 11-14.

35. Былинкин Б.С., Горшенин П.А. и др. Исследование гидравлических потерь во вращающемся барботажном теплообменнике // Центр, инст-т авиац. моторостр. 1989, № 1239. - с. 132-137.

36. Вальдберг А.Ю. Выбор пылеуловителей для очистки промышленных газов // Хим. и нефт. машиностроение. 1997. - №1. - с. 54-56.

37. Вальдберг А.Ю., Тарат Э.Я. К вопросу о предельных параметрах пенного режима в аппаратах с полным протеканием жидкости через отверстия решеток//ЖПХ, 1970. Т.43.-№8. - с. 1712-1715.

38. Варваров В.В. Разработка способов центобежного улавливания пылевидных пищевых продуктов // Дисс. на соис. учен. степ, д.т.н., Одесса: ОТИПП, 1991.-481 с.

39. Варваров В.В., Камынина И.В. Очистка выбросов при сушке хлебопекарных и кормовых дрожжей. Воронеж, «Известия вузов. Пищевая технология», 1984. - 43 с.

40. Гидродинамика и массопередача в массообменных аппаратах / Труды МХТИИ им. Д.И. Менделеева. Москва, 1976, вып. 90. - 160 с.

41. Гольдштик М.А. Вихревые потоки. Новосибирск: Наука, 1981. 366 с.

42. Гольдштик М.А., Ли Т.В., Ханин В.М., Смирнов Н.П. О скорости вращения газожидкостного слоя // Процессы переноса в энергохимических многофазных системах (сб. научных трудов), Новосибирск, 1983. с. 93-99.

43. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. -М.: Пищевая промышленность, 1979, 200 с.

44. Грачев Ю.П., Тубольцев А.К., Тубольцев В.К. Моделирование и оптимизация тепло- и массообменных процессов пищевых производств. М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1984. - 216 с.

45. Гусев Ю.И., Карасев И.Н., Кольман-Иванов Э.Э, и др. Конструирование и расчет машин хим. производств. М.: Машиностроение, 1985.-408с.

46. Гута А., Лили Д., Сайред Н. Закрученные потоки. М,: Мир, 1987.

47. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Двухфазные течения в элементах теплоэнергетического оборудования. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 326 е., ил.

48. Дейч М.Е., Филиппов Г.В. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергия, 1968. - 132 с.

49. Енгибарян С.Н., Тарат Э.Я., Мухленов И.П., Бартов А.Т. О структуре и межфазовой поверхности дисперсных систем газ-жидкость (Г-Ж) и газ-жидкость-твердое (Г-Ж-Т), образующихся в пенных аппаратах // ЖПХ, 1970. -Т.43. -№5. с. 1178-1182.

50. Есендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983. - 312с.

51. Ефимов А.В. Математический анализ (специальные разделы). М.: Высш. щкола, 1980. -279с.

52. Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. Газосодержание и объем газожидкостного слоя на контактном устройстве пенно-вихревого аппарата // Достижения науки и практики в деятельности общеобразовательных учреждений. Юрга, 2003. с. 48 - 49.

53. Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. Гидравлическое сопротивление контактного элемента пенно-вихревого аппарата // Хранение и переработка сельхозсырья.

54. Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. Гидродинамика пенно-вихревого аппарата с перфорированным конусом // Технология и техника пищевых производств. Сборник научных работ. Кемерово, 2003. с. 159- 163.

55. Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. Основные режимы работы и гидравлическое сопротивление пенно-вихревого аппарата //

56. Экологическая безопасность, сохранение окружающей среды и устойчивое развитие регионов Сибири и Забайкалья: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Улан-Удэ, 2002. с. 153 - 156.

57. Иванец В.Н., Плотников В.А., Саблинский А.И. Пенно-вихревой аппарат с коническим перфорированным контактным устройством // Деп. в ВИНИТИ 23.04.2003, № 782-В2003.

58. Иванец В.Н., Саблинский А.И. Гидравлическое сопротивление пенно-вихревого аппарата // Пищевые продукты и здоровье человека. Сборник тезисов докладов ежегодной аспирантско-студенческой конференции. Кемерово, 2002. с. 76.

59. Иванец В.Н., Саблинский А.И. Моделирование движения двухфазного потока на конусе пенно-вихревого аппарата // Межрегиональная конференция молодых ученых. Сборник тезисов. Казань, 2003.

60. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М.О. Штейнберга. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 672 е., ил.

61. Измерения в промышленности. Справочное изд-е в 3-х кн. М.: Металлургия, 1990.

62. Кабаков П.И., Аладьев И.Т. Смешение и конденсация в скоростных двухфазных потоках в энергетических устройствах. М.: ЭНИН., 1974.

63. Кабза 3. Математическое моделирование расходомеров с сужающими устройствами / Пер. с польского под ред. П.Л. Кремлевского. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. - 115 е., ил.

64. Калекин B.C., Ломова О.С., Плотников В.А. Исследование гидродинамики контактных теплообменников компрессорных установок // Компрессорная техника и пневматика, 1998. №18-19. - с. 60-64.

65. Кафаров В.В. Основы массопередачи. Системы газ-жидкость, пар-жидкость, жидкость-жидкость. Изд. 2-е, перераб. и доп. Учеб. пособие для вузов. - М.: «Высшая школа», 1972. - 496 е., ил.

66. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1991.-400 е., ил.

67. Кембелл Д.П. Динамика процессов в химической технологии. М.: Госхимиздат, 1962.

68. Кокс Д., Снелл Э. Прикладная статистика. М.: Мир, 1984.

69. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1977. - 832с.

70. Кострюков В.А. Основы гидравлики и аэродинамики. М.: Высшая школа, 1975.-278 с.

71. Коузов П.А., Мальгин А.Д., Скрябин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1982. — 255 е., ил.

72. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982. - 214 е., ил.

73. Кропп Л.И. Харьковский М.С. Мокрое золоулавливание в условиях оборотного водоснабжения. М.: Энергия, 1980. - 111 е., ил.

74. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1976. - 296 е., ил.

75. Кутепов A.M., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. Учебник для вузов. М.: Высш. шк., 1985. - 448 е., ил.

76. Куцакова В.Е., Бурыкин А.И., Макеев И.А. Современное оборудование для сушки молочных продуктов. М: АгроНИИТЭИММП, 1988. -50 с.

77. Липатов Н.Н., Харитонов Д.В. Сухое молоко: Теория и практика производства. -М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981. 243с.

78. Леончик Б.И., Маякин В.П. Измерение в дисперсных потоках. 2-е изд., доп. и доп. -М.: Энергоиздат, 1981. - 181 е., ил.

79. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1987. - 840 е., ил.

80. Меньшиков В. А., Аэров М.Э. Профиль газосодержания в барботажном слое // ТОХТ, 1970. Т.4. - №6 - с. 875-871.

81. Михалевич А. А. Математическое моделирование массо- и теплопереноса при конденсации / Под ред. В.Б. Нестеренко. Минск: Наука и техника, 1982. - 216 е., ил.

82. Мухленов И.П., Позин М.Е. Пенный газопромыватель для очистки газов от летучей золы, пыли и туманов. Л., 1953. Лекции 1-2.

83. Наумов В.А. Интенсификация процесса пылеулавливания в аппаратах со слоем динамической пены / Автореферат дисс. на соис. учен. степ. канд. техн. Наук. Ленинград, 1991. - 18 с.

84. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. В 2-х ч. М.: Наука,1987.

85. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978.-336 с.

86. Пирумов А.И. Обеспылевание воздуха. М.: 1974. - 204 с.

87. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Химия, 1987. - 496 е., ил.

88. Плотников В.А., Саблинский А.И. Гидродинамика потока обрабатываемой среды в межцилиндровых зазорах роторно-пульсационногоаппарата // Новые технологии в научных исследованиях и образовании.щ

89. Материалы всероссийской научной конференции. Часть 1. Юрга, 2001. с. 138.

90. Плотников В.А., Саблинский А.И. Течение вязкоупругой среды в межцилиндровом зазоре роторно-пульсационного аппарата // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник научных работ. Выпуск 2. Кемерово, 2001. с. 108.

91. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. М.: Изд. иност. лит., 1949. - 520 с.

92. Пречистенский С.А. Центрифугирование аэрозолей в ЦРП. М.: Атомиздат, 1960. - 144 с.

93. Приемов С.И., Таньковский Р.Ю. Высокоэффективный мокрый пылеуловитель для очистки газовых выбросов распылительных сушилок // Ферментная и спиртовая пром-ть, 1981. №4. - с. 23.

94. Промышленная очистка газов и аэрогидродинамика ^ пылеулавливающих аппаратов. Сборник статей. Ярославль, 1975. - 114 с.

95. Протодьяконов И.О., Люблинская И.Е. Гидродинамика и массообмен в системах газ-жидкость / Отв. ред. П.Г. Романков; АН ССР. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1990. - 348 е., ил.

96. Реутович Л.Н. Разделение газовых гетерогенных систем в центробежном поле. М.: НИИТЭхим, 1975. - 46 е., ил.

97. Родионов К.И., Кашников А.М., Ульянов Б.А. Определение поверхности контакта фаз методом отражения светового потока // Хим. пром., 1967.-№3.-с. 209.

98. Саблинский А.И., Артемасов В.В. Классификация основныхрежимов работы пенно-вихревого аппарата // Межрегиональная конференция молодых ученых. Сборник тезисов. Казань, 2002. с 102.

99. Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1992. - 398 е., ил.

100. Соколов В.Н., Доманский И.В. Газожидкостные реакторы. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1976. - 214 е., ил.

101. Соколов В.Н., Решанов А.С. Межфазная поверхность и относительный объем капель при дисперсии барботирующим газом // ЖПХ, 1961. Т.34. - №2. - с. 1047-1052.

102. Соловьев А.В., Преображенский Е.И., Семенов П.А. Гидравлическое сопротивление в двухфазном потоке// Хим. промышленность, 1966. №8. - с. 41-42.

103. Солодовников A.M. Инженерные решения комплексного метода борьбы с пылью на основе газожидкостной среды и аспирации. -Днепропетровск, 1991.-61 е., ил.

104. Сорокопуд А.Ф. Разработка и совершенствование роторных распылительных аппаратов с целью интенсификации процессов в гетерогенных газожидкостных системах // Дисс. на соис. учен. степ, д.т.н., Кемерово: КемТИПП, 1998.-289 с.

105. Coy С. Гидродинамика многофазных систем. М.: «Мир», 1971.

106. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общ. ред. А.А. Русанова. М.: Энергия, 1983. - 312 с.

107. Старк С.Б. Газоочистительные аппараты и установки в металлургическом производстве: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1990. - 396 е., ил.

108. Страус В. Промышленная очистка газов / Пер. Ю.А. Косого. М.: Химия, 1981. - 616 е., ил.

109. Суслов А.Д., Иванов С.В., Мурашкин А.В., Чижиков И.В. Вихревые аппараты. — М.: Машиностроение, 1985.

110. Тарат Э.Я., Алексеев Н.И., Исаев В.И. Исследование гидродинамики газожидкостного слоя в пенно-вихревом аппарате // Изв. вузов. Химия и хим. Технологии, 1976. Т. 19. - №10. - с. 1600-1604.

111. Тарат Э.Я., Мухленов И.П., Туболкин А.Ф., Тумаркина Е.С. Пенный режим и пенные аппараты. Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1977. - 303 е., ил.

112. Твердохлеб Г.В., Диланян З.Х., Чекулаев Л.В., Шиллер Г.Т. Технология молока и молочных продуктов. Агропромиздат, 1991. - 463 с.

113. Терновский И.Г., Кутепов А.М. Гидроциклонирование. Москва: Наука, 1994. - 349 е., ил.

114. Трошкин О.А., Плотников В.А. Исследование устойчивости вращающегося потока жидкости // ТОХТ, 1980. Т. 14. - №5. - с. 745.

115. Уоллис Г.Б. Одномерные двухфазные течения. Изд-во «Мир», Москва, 1972. - 446 с.

116. Харитонов Д. В. Оценка гранулометрического состава сухого молока // Молочная промышленность. 1975, №1. - С. 15-19.

117. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами/ Пер. с англ. В.Д. Скаржинского. Под ред. В.Г. Горского. М.: Мир, 1973. - 957 е., ил.

118. Хьюитт Дж., Холл-Тейлор Н. Кольцевые двухфазные течения. М.: Энергия, 1974. - 407 е., ил.

119. Цывьян Л.И. Гидродинамические исследования: Приборы для исследования гидродинамических сил и давлений: Библиогр. указ. / Всесоюз. науч.-исслед. ин-т гидротехники им. Б.Е. Веденеева. Л.: ВНИИГ, 1975. - 74 с.

120. Чечик О.С., Люминарский Б.М. О расчете диаметра капель распыла при центробежном распылении жидкости // ЖПХ, 1972, Т.45, №4. с. 895-897.

121. Шиляев М.И., Дорохов А.Р. К расчету гидравлического сопротивления центробежно-барботажных аппаратов // Теплофизика и аэромеханика, 1998. Т.5. - №4. - с. 565-571.

122. Шиляев М.И., Дорохов А.Р. К расчету скорости вращения центробежно-барботажного слоя // Теплофизика и аэромеханика, 1998. Т.5. -№2.-с. 189-194.

123. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя: Пер. с нем. / Под ред. JI. Г. Лойцянского. М.: Наука, 1974. - 712 с.

124. Штокман Е.А. Очистка воздуха от пыли. Ростов-на-Дону, 1987.107 с.

125. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М.: Машиностроение, 1970. - 332 с.

126. Юрлов A.M., Ярошенко Ю.Г. Высокоэффективные мокрые пылеуловители Учеб. пособие. / Науч. ред. В.И. Лобанов, Урал, политехи, ин-т им. С.М. Кирова. Свердловск: УПИ, 1990. - 65 е., ил.

127. Calderbank Р.Н. Physical rate processes in industrial fermentation the interfacial area gas-liquid contacting with mechanical agitation // Inst. Chem. Engrs, 1958. Vol.36. - №6. - p. 443.

128. Rennie J., Evans F. The formation of foams and froths above sieve plates // Brit. Chem. Eng., 1962. Vol.7. -№7. - p. 498.

129. Scott D.S. Properties of cocurrent gas-liquid flow// Advances in chemical engineering. New York, 1963. Vol.4. - p. 199-277.

130. Van Wijngaarden L. On the equations of motion for mixture of fluid and gas bubbles// «J. Fluid Mech.», 1968. Vol.243. - №1. - p. 235.

131. Wallis G.B., Dobson J.E. The onset of slugging in statistical air-water flow//Int. J. Multiphase flow, 1973. Vol.1. -№2.-p. 173-277.

132. Williams G. How to Buy a Static mixer. The Chemical Engineer. 1984, October, p.30 - 33.