автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Разработка методов расчёта и моделирование малообъёмных роторных дезинтеграторов-смесителей

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЁТА И МОДЕЛИРОВАНИЕ МАЛООБЪЁМНЫХ РОТОРНЫХ ДЕЗИНТЕГРАТОРОВ-СМЕСИТЕЛЕЙ

Специальность 05 17 08 - "Процессы и аппараты химических технологий"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 8 СЕН 2008

003445988

Работа выполнена на кафедре «Оборудование нефтехимических заводов» филиала Уфимского государственного нефтяного технического университета в г Стерлитамаке

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Шулаев Николай Сергеевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Умергалин Талгат Галеевич,

кандидат технических наук Лактионов Алексей Алексеевич

Ведущая организация ОАО «Сода», г Стерлитамак

Защита состоится «24» сентября 2008 года в 15-30 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212 289 03 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу 450062, Республика Башкортостан, г Уфа, ул Космонавтов, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета

Автореферат разослан ОЖ 2008 года

Ученый секретарь совета Абдульминев К Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Перемешивание в жидких средах является одним из наиболее распространённых способов организации и интенсификации процессов в различных отраслях промышленности

Все чаще процесс смешения рассматривают как целостную химико-технологическую систему, в которой оборудование является центральным звеном К такому оборудованию предъявляются требования обеспечения непрерывности технологического процесса, регулирования параметров смешения в широком диапазоне, простоты и надежности аппаратурного оформления.

К перспективным аппаратам смешения, отвечающим вышеперечисленным требованиям и имеющим небольшие габариты при высокой производительности, относятся малообъемные роторные смесители Отличительная особенность данных смесителей - это возможность достижения значительных величин деформаций и напряжений сдвига, обеспечивающих существенное увеличение поверхности раздела смешиваемых компонентов, концентрацию значительного количества энергии в малых объемах оборудования, что обусловливает высокое качество смешения Среди малообъёмных роторных смесителей широкое распространение получили различные варианты конструктивного исполнения роторно-пульсационных аппаратов

Разработка и совершенствование конструкций малообъемных роторных смесителей для интенсификации процессов химических технологий являются актуальной проблемой. Решение этой проблемы невозможно без понимания и адекватного описания совокупности физико-химических явлений, происходящих в технологических установках, и влияния конструктивных параметров аппаратов на эти процессы В связи с этим особую актуальность приобретает разработка методов расчета и математического моделирования смесительных аппаратов, что позволит

проектировать и создавать оптимальные конструкции для конкретных технологических процессов

Учитывая сложность протекающих процессов при обработке жидких сред в малообъемных роторных смесителях, оценивать эффективность процессов смешения целесообразно с точки зрения энергозатрат, которые в данном случае наиболее полно соответствуют количественным характеристикам проводимого процесса и определяют изменения свойств обрабатываемой среды Цели работы:

Разработка конструкции малообъемного роторного смесителя для перемешивания неоднородных сред Создание математической модели, связывающей основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности, необходимой для достижения заданных значений степени диспергирования Основные задачи исследования:

1 Разработка конструкции малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя для перемешивания неоднородных сред

2 Создание математической модели, связывающей основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности

3 Разработка экспериментальной установки для исследования малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей,

4 Исследование возможности применения предложенной математической модели на практике

5 Проведение экспериментальных исследований малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя в конкретных процессах химической технологии с целью оптимизации технологических режимов и внедрения в производство

Научная новизна

Разработана математическая модель, связывающая основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности Экспериментально установлены факторы, влияющие на обработку неоднородных сред в малообъемных роторных дезинтеграторах-смесителях для процессов карбонизации содового и кальцийсодержащего растворов, а также очистки дихлорэтана от побочных продуктов Определены оптимальные по энергозатратам скорости вращения ротора, величины зазоров между вращающимися и неподвижными дисками и количество рабочих ступеней аппарата Практическая значимость

Разработана конструкция малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя (патенты РФ № 59441, № 60880, Ф № 64943, № 66228), использование которого позволит повысить эффективность процессов смешения и массообмена

Применительно к производственным условиям Стерлитамакского ОАО «Каустик» по результатам разработки внедрены

1 Малообъемный роторный дезинтегратор-смеситель в процессе удаления побочных продуктов из дихлорэтана в производстве винилхлорида

2 Малообъемный роторный дезинтегратор-смеситель в процессе карбонизации стоков гипохлорита кальция с получением химически осажденного мела.

Применительно к производственным условиям ООО «Стерлитамакский завод катализаторов» по результатам разработки внедрен малообъемпый роторный дезинтегратор-смеситель в процессе растворения парамолибдата аммония и нитрата никеля (II)

Достоверность н обоснованность

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованной в ней нормативной базой, обоснованно

апробированными современными экспериментальными и расчетными методами, сходимостью экспериментальных и расчётных данных Апробация работы Основные результаты работы

1) На Международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех - 2006» (г Ухта, 2006 г),

2) Всероссийской научно-практической конференции «Роль науки в развитии топливно - энергетического комплекса» (г Уфа, 2007 г),

3) XI региональном конкурсе научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов Приволжского федерального округа (г Уфа, 2007 г.),

4) IV Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности»

(г. Санкт-Петербург, 2007 г) Публикации

Основное содержание работы изложено в 15 публикациях, 4 из которых - патенты РФ на полезную модель Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов, списка использованных источников из 116 наименований и приложений Общий объем диссертации составляет 117 страниц (без учета приложений), содержит 44 рисунка и 14 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность работы, ее научная и практическая значимость, сформулированы основные задачи исследований и положения, которые выносятся на защиту

В первой главе рассмотрены основные показатели процесса перемешивания Дан краткий анализ конструкций дисковых мешалок, аппаратов и устройств с рабочими элементами в виде дисков Показано, что рассмотренным конструкциям присущи следующие недостатки невысокая

производительность из-за низкой пропускной способности отдельных элементов аппарата, неэффективное воздействие на обрабатываемую среду со стороны рабочих органов аппарата; невозможность оперативного изменения параметров обработки среды (например, изменение зазора между дисками), повышенное потребление мощности на преодоление гидродинамических сопротивлений из-за наличия выступающих частей над дисками, узкая область применения (например, только для систем «жидкость-жидкость» или «жидкость-твердое тело»); сложность конструкции аппарата

Разработанная конструкция малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя позволяет свести к минимуму вышеперечисленные недостатки Предлагаемый малообъемный роторный дезинтегратор-смеситель состоит из загрузочного и разгрузочного патрубка, неподвижного цилиндрического корпуса, в объеме которого жестко зафиксированы перфорированные диски, расположенные поочередно с аналогичными по конструкции перфорированными дисками, закрепленными на вращающемся роторе (рисунок 1) Отверстия перфорированных дисков могут быть ориентированы под различным углом в направлении от центра к периферии На рисунке 1 отверстия ориентированы под углом 45° Пара, состоящая из одного подвижного и одного неподвижного диска, составляет рабочую ступень аппарата

Малообъемный роторный дезинтегратор-смеситель выполнен с возможностью регулирования зазора между подвижными и неподвижными перфорированными дисками с помощью регулирующего устройства

Малообъемный роторный дезинтегратор-смеситель работает следующим образом Под действием массовых сил или искусственно создаваемого избыточного давления обрабатываемая смесь перемещается от загрузочного патрубка к разгрузочному патрубку При движении через перфорированные диски обрабатываемая смесь подвергается интенсивному механическому и гидродинамическому воздействию с проведением процесса диспергирования и перемешивания Интенсивность механического

воздействия достигается относительно высокой частотой вращения ротора и возникающим в связи с этим высокотурбулентным движением обрабатываемой среды в зазорах между вращающимися и неподвижными перфорированными дисками и за счет принудительного перекрытия каналов течения обрабатываемой среды с возникновением значительных значений градиента скорости и давления

а) б)

1 - загрузочный патрубок, 2 - разгрузочный патрубок, 3 - неподвижный цилиндрический корпус, 4 - перфорированные диски, 5 - регулирующее устройство

Рисунок 1 - Малообъемный роторный дезинтегратор-смеситель (а) и вариант исполнения его перфорированного диска (б)

Отверстия в роторе и статоре, создавая осевой поток, непрерывно ориентируют элементы объема среды перпендикулярно направлению сдвигового воздействия, а также дробят потоки на малые объемы, способствуя значительному увеличению площади поверхности раздела и равномерному распределению элементов объема обрабатываемой смеси в аппарате Кроме того, поскольку материал обрабатывается в малом зазоре, в нем возникают большие скорости сдвига, что позволяет достичь высокой интенсивности деформационного воздействия.

Возможность изменения величины зазора между вращающимися и неподвижными дисками с помощью перемещения ротора в вертикальном направлении посредством вращения регулировочной гайки, позволит получать на выходе из аппарата дисперсные частицы требуемых размеров.

Во второй главе описывается разработка математической модели для малообъёмных роторных дезинтеграторов-смесителей.

В качестве критерия эффективности процесса смешения выбран удельный расход энергии, который наиболее полно соответствует количественным характеристикам проводимого процесса и проявляется в изменениях свойств обрабатываемой среды.

При разработке математической модели рассматривался случай движения жидкости в аппарате, когда один диск вращается, а второй неподвижен. На рисунке 2 приведена схема движения жидкости в зазоре между двумя перфорированными дисками малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя. Течение вязкой несжимаемой жидкости между проницаемыми дисками стационарное. Движение жидкости представлено в цилиндрической системе координат г, в, г, причем ось г совпадает с осью вала.

1

2:

1 - неподвижный диск, 2 - вращающийся диск

Рисунок 2 - Схема движения жидкости в зазоре между двумя дисками малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя

Для решения задачи о движении жидкости введены некоторые допущения:

1 Учитывая осевую симметрию (ось 2 совпадает с осью вала), — = 0

дв

2 Зазоры между валом и дисками, дисками и корпусом настолько малы, что течением жидкости через эти зазоры пренебрегаем, в этом случае составляющая скорости по оси г равна нулю уг = 0

3 Отверстия в дисках не вносят заметных возмущений в картину течения

4 Движение жидкости установившееся, те — = 0

5?

5 Массовыми силами пренебрегли, т е Рг= Р2= Ре=0

С учетом введенных допущений из уравнения движения вязкой жидкости и уравнения непрерывности, записанных в цилиндрической системе координат, были определены составляющие скорости V, и V,, м/с

в

0)

где (7 - массовый расход обрабатываемой смеси, кг/с;

р - плотность смеси, кг/м3;

п - число отверстий на диске,

¿етз - площадь каждого отверстия диска, м2

Се"'1 - п

где оз - угловая скорость вала, с'1, Яд - радиус диска, м, Яв - радиус вала, м к - величина зазора между подвижным и неподвижным диском, м.

(3)

№

где /л - динамический коэффициент вязкости, Па-с

На рисунках 3 и 4 представлены графические зависимости, характеризующие

изменение скорости ув в зазоре между дисками

ЫВ.В г/Кв " ' г/А

Рисунок 3 - График зависимости Рисунок 4 - График зависимости V» от г ув от г

Диссипируемая мощность ТУ, Вт определяется соотношением

Л'= ¿9 йг,

(4)

из которого следует

луЖе, иЧК -К) 4А О-е"^) '

(5)

где Кс2 = - осевой критерий Рейнольдса

Кроме диссипируемой в аппарате мощности, необходимо учитывать мощность, затрачиваемую на транспортировку обрабатываемой среды через аппарат.

Ыт = ( О , . ®Ч? ^

2 2п £ 1

(6)

где

расстояние от центра вала до центра отверстия диска (1<у<и,)

Суммируя выражения (5) и (6) для многоступенчатого малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя можно получить соотношение,

связывающее основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды

Ah, (1-е-)

V

^рп^ом,.

np(Rl-Rl) |

2", ^

(7)

где i - число ступеней (зазоров) между неподвижными и вращающимися дисками, 1<г<к, п, - число отверстий i диска, Somet - площадь отверстия г диска, м2

h, - величина зазора между дисками г ступени, м

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований, целями которых явились

- проверка адекватности математической модели, описывающей связь потребляемой мощности на обработку жидких сред с конструктивными параметрами роторных дезинтеграторов-смесителей, разработанной в рамках указанных выше допущений,

- обоснование перспективности применения роторного дезинтегратора-смесителя для осуществления процессов карбонизации содового и кальцийсодержащего раствора, в процессе смешения дихлорэтана с щёлочью, а также исследование закономерностей проведения данных процессов

На экспериментальной установке, предназначенной для исследования энергетических характеристик малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей, были испытаны четыре конструкции роторных дезинтеграторов-смесителей, характеристики которых представлены таблице 1 Аппараты были изготовлены с возможностью изменения величины зазора между вращающимися и неподвижными перфорированными дисками

В качестве обрабатываемой среды использовались вода (/5=998,1 кг/м3, 10"3 Па с), массовый расход которой поддерживался равным б^рЗ^-Ю^кг/с, и минеральное масло (/5=915,4 кг/м3; /<=36,6 -10"3 Пас), массовый расход которого под держивался равным GM-1,1 Ю"3кг/с

Таблица 1 - Характеристики опытных аппаратов

Номер аппарата и, $0твЬ К* 1 Яд, м Яв, м

1 16 17,66 10° 3 6,125 10* 9-10'

2 22 11,30 10° 5 7,0 Ю-' 9 10"'

3 20 25,43 10° 1 8,0 10"' 12 10"3

4 10 61,54 Ю"5 3 7,7-Ю-2 12 10"3

В ходе исследований менялась скорость вращения вала, замерялись сила тока I (А) и напряжение ¡7 (В), рассчитывалась потребляемая мощность N (Вт) Эксперименты проводили для различных значений величин зазора Л (м) между неподвижными и вращающимися дисками аппарата

Ы.Вт 100

80

60

40

20

О

600 800 1000 1200 1400 1600

и, об/мин

1т- теоретические (расчетные) значения при /¡1=Лз=1 103 м, Лг=9 10 Зм,

1 э - экспериментальные значения при Й1=Л3=1 10"3 м, А2=9 10'3 м,

2т- теоретические (расчетные) значения при Аг=Аз=2 103 м, Аг=8 10'3 м,

2 э - экспериментальные значения при Й1=Ьз=2 10'3 м, Аг=8 10"3 м,

3 т - теоретические (расчетные) значения при /¿[=/¡3=4 103 м, />2=6 10"3 м, 3 э - экспериментальные значения при Й1=А3=4 10"3 м, й2=6 10"3 м

Рисунок 5 - Графики теоретических и экспериментальных зависимостей потребляемой мощности от числа оборотов вала для различных зазоров между неподвижными и вращающимися дисками аппарата № 1

Сравнение полученных результатов показало, что расхождение найденных экспериментально и теоретически рассчитанных значений мощности для всех четырех аппаратов не превышало 10% Таким образом, предложенная зависимость для расчета потребляемой мощности малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей с достаточной степенью точности может быть использована при проектировании конструкций и оптимизации параметров работы малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей.

Экспериментальные исследования по карбонизации содового раствора проводились на установке, изображенной на рисунке 6, с роторным дезинтегратором-смесителем, выполненным с возможностью изменения зазора между дисками рабочих ступеней, имеющим две рабочие ступени и следующие конструктивные параметры Яд= 6,125 10"2м, Лд=8,5 10'3м; и,=16, £,ТО1=17,66 10"5м2

4

1 - роторный дезинтегратор-смеситель, 2 - электродвигатель, 3 - механизм регулирования зазора между рабочими элементами аппарата, 4 - преобразователь частоты вращения электродвигателя, 5 - баллон углекислого газа, 6 - редуктор баллона углекислого газа, 7 - реометр влажный, 8 - ёмкость газоотделения (сепаратор), 9 -ёмкость с насосом, 10 - адсорбер с цеолитом КА (размер пор ЗА0), 11 - реометр сухой

Рисунок 6 - Схема экспериментальной установки

1- й/=870 об/мин, 2 - йя=1200 об/мин, 3 - ¿у=1400 об/мин, 4 - ет=1680 об/мин Рисунок 7 - Концентрация бикарбоната натрия в растворе в зависимости от времени обработки содового раствора в аппарате при различной скорости вращения ротора аппарата

1- />=0,5 10"3 м, 2- к=1,0 10"3 м, 3- й=3,0 10"3 м, 4- /¡=5,0 Ю-3 м Рисунок 8 - Концентрация бикарбоната натрия в растворе в зависимости от времени обработки содового раствора в аппарате при различных величинах зазора между рабочими элементами аппарата

N,Bm 250

200

150

100 50 О

800 ЮОО 1200 1400 1600

n, об/мин

1- h=0,5 103 м, 2- h= 1,0 103 м, 3- /¡=3,0 10"3 м, 4- й=5,0 10"3 м Рисунок 9 - Графики зависимостей потребляемой мощности от числа оборотов вала при различных значениях величины зазоров между рабочими элементами аппарата

В ходе экспериментальных исследований было выявлено, что при увеличении скорости вращения ротора процесс карбонизации проходит интенсивнее (рисунок 7) Это связано с увеличением воздействия рабочих элементов на обрабатываемую среду с возникновением развитого турбулентного движения смеси в аппарате, интенсификации влияния сдвиговых напряжений и, как следствие, более тонкого диспергирования газа Как видно из рисунка 9, увеличение скорости вращения ротора более 1400 об/мин приводило к резкому увеличению потребляемой мощности, при этом выход бикарбоната натрия увеличивался незначительно (кривые 3 и 4 на рисунке 7) Таким образом, целесообразнее было проводить карбонизацию содового раствора при числе оборотов ротора «=1400 об/мин, чем при «=1680 об/мин

1 \ 2 Ч /

э \ Ч ч\ ч / /

\ 4 \ \N

\ -А

С уменьшением величины зазора между вращающимися и неподвижными дисками аппарата эффективность использования диоксида углерода возрастала, это происходило вследствие интенсификации сдвигового воздействия на обрабатываемую среду Ординаты кривых 3 и 4 на рисунке 8 свидетельствуют о том, что рост бикарбоната натрия для зазоров й=1 мм и /¡=0,5 мм отличается незначительно При этом потребляемая мощность при зазоре /¡=0,5 мм (при п>1400 об/мин) значительно превышала потребляемую мощность для зазора А—1,0 мм. Кроме того, уменьшение величины зазора повышает требования к изготовлению и эксплуатации аппарата Таким образом, для рассмотренного случая оптимальная величина зазора /¡=1,0 мм

Экспериментальные исследования по обработке кальцийсодержащих стоков с получением химически осажденного карбоната кальция проводились на установке с роторным дезинтегратором-смесителем, выполненным с возможностью изменения числа ступеней и имеющим следующие конструктивные параметры Дд=6Д25 10"2м, Дг=8,5 10'3м, щ= 16, Яотю~17,66-10"5 м2, А=1 мм.

Анализ полученных в ходе экспериментальных исследований графических данных (рисунок И) показал, что для аппарата с числом ступеней, равным трем и четырем, при числе оборотов ротора свыше 17001800 об/мин, наблюдалось прекращение роста массовой доли карбоната кальция в суспензии. Кривые зависимости массовой доли карбоната кальция от числа оборотов ротора для аппарата с тремя и четырьмя ступенями в интервале 1700-2000 об/мин отличались не более чем на 5% по величине массовой доли карбоната кальция На графике же зависимости потребляемой мощности от числа оборотов ротора (рисунок 10) в интервале 17002000 об/мин значение мощности для аппарата с тремя и четырьмя ступенями отличалось в 1,6-1,8 раз Таким образом, с учетом затрат мощности оптимальный режим работы аппарата наблюдался при числе оборотов ротора 1700-1800 об/мин при трех ступенях аппарата

п, об/мин

1 - одна ступень, 2 - две ступени, 3 - три ступени, 4 - четыре ступени Рисунок 10 - Графики зависимостей потребляемой мощности от числа оборотов ротора для различных чисел ступеней

л, об/мин

1 - одна ступень, 2 - две ступени, 3 - три ступени, 4 - четыре ступени Рисунок 11 - График изменения массовой доли карбоната кальция от числа оборотов ротора для различных чисел ступеней

В роторном дезинтеграторе-смесителе с тремя рабочими ступенями при частоте вращения ротора в 1700 об/мин проводили карбонизацию реальных стоков производства гипохлорита кальция с концентрацией гидроксида кальция (СаОН2) - 112 г/л Полученную меловую суспензию промывали дистиллированной водой от хлоридов натрия и фильтровали на лабораторном вакуум-фильтре Осадок просушивали в печи и пропускали через лабораторную валковую дробилку

В результате был получен образец химически осажденного мела, показатели которого максимально приближены к аналогичным показателям мела первого сорта по ГОСТ 8253-79

Экспериментальные исследования по очистке дихлорэтана (ДХЭ) от побочных продуктов в производстве винилхлорида проводились на установке со следующими параметрами роторного дезинтегратора-смесителя 12 м, пг20, 5ОТВ=7,07 10^ м2, с возможностью изменения числа ступеней - от 2 до 4, величины зазора - от 4 до 10 мм и регулировкой частоты вращения ротора в интервале 400 - 2950 об/мин Способ очистки ДХЭ от побочных продуктов - смешение его с раствором щелочи (ЫаОН)

На рисунке 12 показана схема узла нейтрализации и отмывки, где смешение ДХЭ с щелочью происходило в сопловом смесительном устройстве. На рисунке 13 показано, что нейтрализация ДХЭ происходила в малообъемном роторном дезинтеграторе-смесителе

вхз

Сточные Ми

Н-1

Н-2

ЛХЗ

Рисунок 12 - Схема узла нейтрализации и отмывки ДХЭ

ДХЗ

рас

и

ш

Сточные Мы

П СМ-2

(СО

Н-2

Вода умягч №

Рисунок 13 - Схема узла нейтрализации и отмывки ДХЭ с малообъемным роторным дезинтегратором-смесителем

В ходе испытаний для каждого параметра (например, число ступеней равно 2, й=4мм, и=600об/мин) определялся расход щелочи - м3/ч, обеспечивающий при данных условиях полную нейтрализацию побочных продуктов, регистрировалась мощность, потребляемая электродвигателем смесителя - А',- Каждое значение gmm¡ сравнивалось с теоретически найденным минимальным значением расхода 0,0225 м3/ч, необходимым

СТ

для полной нейтрализации побочных продуктов. По значению ——

соотнесенному с выражением

N

(где - плотность щелочи, кг/м3),

строили графические зависимости для различных значений зазоров и различных чисел ступеней аппарата Полученные графические зависимости характеризовали эффективность процесса смешения ДХЭ с щелочью. При

большем значении отношения и меньшем значении затрачиваемой

8пап

N

-, эффективность

мощности ТУ, приведенной к массовому расходу

процесса возрастала По графическим зависимостям судили об оптимальных параметрах работы малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя

Из полученных графических зависимостей, были найдены оптимальные рабочие параметры - число ступеней равно трем, величина

зазора h=6 мм, число оборотов ротора п=1200-1300 об/мин (рисунок 14) При этом минимальный расход щелочи, необходимый для полной нейтрализации побочных продуктов, составил g„„=33,9 м3/ч, а потребляемая на перемешивание мощность N= 1020 Вт

При выбранных оптимальных параметрах аппарата расход щёлочи на полную нейтрализацию побочных продуктов снизился на 23,6% Кроме того, использование малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя позволило исключить из технологической схемы емкость Е-1 и насос Н-1, тем самым упростив технологическую схему и повысив при этом качество целевого продукта

gr/gmm 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35

0 50 100 150 200 250 300 350 N/(gmm рщел) \(j ,Дж/кг 1 - й=4 103 м, 2 - h=6 Ю-3 м, 3 - й=8 10"3 м, 4 - /¡=10 10"3 м

Рисунок 14 - Зависимость Q, от п, для различных значений зазоров при числе ступеней, равном трем

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Разработана конструкция малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя для перемешивания неоднородных сред.

2 Создана математическая модель, связывающая основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности. Показано, что затраты мощности возрастают пропорционально квадрату скорости вращения ротора и четвертой степени диаметра дисков.

3 Разработана экспериментальная установка для исследования малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей

4 Исследованы возможности применения предложенной математической модели на практике, в ходе которых выявлено, что расхождение найденных экспериментально и теоретически рассчитанных значений потребляемой мощности не превышает 10%

5 Проведены экспериментальные исследования малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя в процессах карбонизации содового и кальцийсодержащего растворов, а также очистки дихлорэтана от побочных продуктов. Экспериментально установлены факторы, влияющие на обработку неоднородных сред Определены оптимальные по энергозатратам скорости вращения ротора, величины зазоров между вращающимися и неподвижными дисками и количество рабочих ступеней аппарата

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1 Пат на полезную модель № 59441 Российская Федерация, МПК В02С7/08 Роторный дезинтегратор - смеситель / Шулаев Н С, Николаев Е А, Иванов С П, Боев Е В , Бикбулатов И X, Боев А В , заявл 14 08 06, опубл 27 12 06, бюл № 36

2 Пат на полезную модель № 60880 Российская Федерация, МПК В02С7/08 Роторный дезинтегратор - смеситель / Шулаев Н С,

Бикбулатов И X , Иванов С.П., Николаев Е А, Боев Е В , заявл 10 11 05, опубл 10 02 07, бюл № 4

3 Пат на полезную модель № 64943 Российская Федерация, МПК В02С7/08 Роторный дезинтегратор - смеситель / Шулаев Н С, Иванов С П, Николаев Е А, Бикбулатов И X, Боев Е В , заявл 26 02 07, опубл. 27 07 07, бюл №21

4 Пат на полезную модель № 66228 Российская Федерация, МПК В02С7/08 Роторно - дисковый дезинтегратор - смеситель / Николаев Е А, Иванов С П, Шулаев Н С , Шириязданов Р Р , Боев Е В ; заявл 03 05 07, опубл 10 09 07, бюл № 25

5 Шулаев Н С Определение мощности малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей при обработке жидких сред / Шулаев Н С., Николаев Е А, Боев Е В. // Химическое и нефтегазовое машиностроение - 2008 - № 4 - С 3-4

6 Шулаев Н С Смеситель для удаления побочных продуктов из дихлорэтана в производстве винилхлорида / Шулаев Н С, Николаев Е А, Бушокин П Е, Шириязданов Р Р // Нефтепереработка и нефтехимия -2008 -№3 - С 52-54

7 Шулаев НС Очистка стоков производства гипохлорита кальция в роторном дезинтеграторе-смесителе / Шулаев Н С , Николаев Е А, Боев Е В, Шириязданов Р Р, Афанасенко В Г // Экология и промышленность России - 2008 - № 2 - С 6-7

8 Шулаев Н С Разработка конструкции малообъемного роторно-дискового дезинтегратора-смесителя для получения гетерогенных смесей / Шулаев НС, Николаев ЕА, Иванов СП, Боев ЕВ // Химическая промышленность сегодня - 2008 - № 3 - С 42-44

9 Шулаев Н С Роторный дезинтегратор-смеситель для проведения газожидкостных реакций на примере карбонизации содового раствора / Шулаев Н С , Иванов С П, Николаев Е А, Боев ЕВ// Химическая технология -2008 -№4.-С 173-176

10 Шулаев НС Методика проведения испытаний малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя с целью получения энергетических характеристик / Шулаев Н С., Николаев Е А, Боев ЕВ// Естественные и технические науки -2007 -№3 -С 183-184

11 Шулаев НС Распределение потребляемой энергии в малообъемных роторных дезинтеграторах-смесителях при обработке дисперсных

систем / Шулаев Н С , Николаев Е А, Боев ЕВ// Техника и технология -2007.-№3 -С 105-106

12 Шулаев Н С Малообъемные роторные дезинтеграторы - смесители для химической промышленности. / Шулаев Н С, Николаев Е А, Боев ЕВ// Севергеоэкотех - 2006 материалы VII Международной молодежной научной конференции В 3 ч - Ухта- УГТУ, 2006. - ч 1 - С 280-282.

13 Шулаев НС Роторный дезинтегратор - смеситель для проведения массообменных процессов / Шулаев Н С, Иванов С П., Николаев Е А, Афанасенко В Г, Боев ЕВ// Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности материалы Четвертой Международной научно-практической конференции. - СПб Изд-во Политехи ун-та,2007 -Т11 -С 444-445.

14 Шулаев НС Универсальный малообъемный роторно - дисковый дезинтегратор - смеситель / Шулаев Н С, Николаев Е А, Иванов С П, Боев ЕВ, Афанасенко В Г // Роль науки в развитии топливно -энергетического комплекса материалы Всероссийской научно-практической конференции - Уфа Изд-во ИПТЕР, 2007 - С 255-256

15 Николаев Е А Перемешивание в системе жидкость-газ / Николаев Е.А., Шулаев Н.С. // Материалы XI регионального конкурса научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов Приволжского федерального округа - Уфа Изд-во УГАТУ, 2007 - С 140-141.

Подписано в печать 07 07 08 Бумага офсетная Формат 60x84 1/16 Гарнитура «Тайме» Печать трафаретная Уел - печ л 1 Тираж 90 Заказ 140 Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета

Адрес типографии 450062, Республика Башкортостан, г Уфа, ул Космопавтов, 1

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ И 9 КОНСТРУКЦИИ АППАРАТОВ С МЕШАЛКАМИ В ВИДЕ ДИСКОВ

1.1 Перемешивание как способ интенсификации химико- 9 технологических процессов

1.2 Показатели процесса перемешивания

1.2.1 Степень перемешивания

1.2.2 Интенсивность перемешивания

1.2.3 Эффективность перемешивания

1.3 Конструкции аппаратов и устройств с мешалками в виде 14 дисков

1.3.1 Дисковые мешалки

1.3.2 Аппараты и устройства с рабочими элементами в виде дисков

1.3.3 Конструкции малообъёмного роторного дезинтегратора- 40 смесителя

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЁТА МАЛООБЪЁМНЫХ 46 РОТОРНЫХ ДЕЗИНТЕГРАТОРОВ-СМЕСИТЕЛЕЙ

2.1 Критерий эффективности процесса перемешивания

2.2 Закономерности движения жидкости в роторных 53 дезинтеграторах-смесителях

2.3 Определение потребляемой мощности при обработке жидких 61 сред в роторных дезинтеграторах-смесителях

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 64 МАЛООБЪЁМНЫХ РОТОРНЫХ ДЕЗИНТЕГРАТОРОВ -СМЕСИТЕЛЕЙ

3.1 Экспериментальное исследование малообъёмных роторных дезинтеграторов-смесителей при обработке жидких сред

3.1.1 Цели экспериментальных исследований

3.1.2 Описание экспериментальной установки и методика 65 проведения эксперимента

3.1.3 Результаты экспериментов и обсуждение

3.2 Экспериментальное исследование малообъёмных роторных 69 дезинтеграторов-смесителей в процессе карбонизации содового раствора

3.2.1 Цели экспериментальных исследований

3.2.2 Описание экспериментальной установки и методика 71 проведения эксперимента

3.2.3 Результаты экспериментов и обсуждение "

3.3 Экспериментальное исследование малообъёмных роторных 84 дезинтеграторов-смесителей в процессе карбонизации кальцийсодержащих растворов

3.3.1 Цели экспериментальных исследований

3.3.2 Описание экспериментальной установки и методика 85 проведения эксперимента

3.3.3 Результаты экспериментов и обсуждение

3.4 Экспериментальное исследование малообъёмных роторных 94 дезинтеграторов-смесителей в процессе очистки дихлорэтана от побочных продуктов

3.4.1 Цели экспериментальных исследований

3.4.2 Описание экспериментальной установки и методика 96 проведения эксперимента

Перемешивание в жидких средах является одним из наиболее распространённых способов организации и интенсификации процессов в различных отраслях промышленности.

Всё чаще процесс смешения рассматривают как целостную химико-технологическую систему, в которой оборудование является центральным звеном. К такому оборудованию предъявляются требования обеспечения непрерывности технологического процесса, регулирования параметров смешения в широком диапазоне, простоты и надёжности аппаратурного оформления [1.4, 2.4].

К перспективным аппаратам смешения, отвечающим вышеперечисленным требованиям и имеющим небольшие габариты при высокой производительности, относятся малообъёмные роторные смесители. Отличительная особенность данных смесителей — это возможность достижения значительных величин деформаций и напряжений сдвига, обеспечивающих существенное увеличение поверхности раздела смешиваемых компонентов, концентрацию значительного количества энергии в малых объёмах оборудования, что обусловливает высокое качество смешения. Среди малообъёмных роторных смесителей широкое распространение получили различные варианты конструктивного исполнения роторно-пульсационных аппаратов [1.2, 1.7, 1.17].

Разработка и совершенствование конструкций малообъёмных роторных смесителей для интенсификации процессов химических технологий являются актуальной проблемой. Решение этой проблемы невозможно без понимания и адекватного описания совокупности физико-химических явлений, происходящих в технологических установках, и влияния конструктивных параметров аппаратов на эти процессы. В связи с этим, особую актуальность приобретает разработка методов расчета и математического моделирования аппаратов, что позволит проектировать и создавать оптимальные конструкции аппаратов для конкретных технологических процессов.

Учитывая сложность протекающих процессов при обработке жидких сред в малообъёмных роторных смесителях, оценивать эффективность процессов смешения целесообразно с точки зрения энергозатрат, которые в данном случае наиболее полно соответствуют количественным характеристикам проводимого процесса и определяют изменения свойств обрабатываемой среды [2.17, 2.26, 2.39, 2.6].

Таким образом, для описания процессов, происходящих в малообъемном роторном смесителе при обработке жидких сред, необходимо уравнение мощности в широком диапазоне изменения технологических и конструктивных параметров.

На основании вышеизложенного, были определены основные цели и задачи исследования:

Цели работы:

Разработка конструкции малообъёмного роторного смесителя для перемешивания неоднородных сред. Создание математической модели, связывающей основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности, необходимой для достижения заданных значений степени диспергирования.

Основные задачи исследования:

1 Разработка конструкции малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя для перемешивания неоднородных сред.

2 Создание математической модели, связывающей основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности.

3 Разработка экспериментальной установки для исследования малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей;

4 Исследование возможности применения предложенной математической модели на практике.

5 Проведение экспериментальных исследований малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя в конкретных процессах химической технологии с целью оптимизации технологических режимов и внедрения в производство.

Научная новизна.

Разработана математическая модель, связывающая основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности. Экспериментально установлены факторы, влияющие на обработку неоднородных сред в малообъёмных роторных дезинтеграторах-смесителях для процессов карбонизации содового и кальцийсодержащего растворов, а также очистки дихлорэтана от побочных продуктов. Определены оптимальные по энергозатратам скорости вращения ротора, величины зазоров между вращающимися и неподвижными дисками и количество рабочих ступеней аппарата.

Автор защищает.

1 Конструкцию малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя, позволяющего повысить эффективность процессов смешения и массообмена.

2 Математическую модель, связывающую основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности.

3 Результаты экспериментальных исследований конструкций малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя в конкретных процессах химической технологии.

Практическая значимость.

Разработана конструкция малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя (патенты РФ № 59441, № 60880, Ф № 64943, № 66228), использование которого позволит повысить эффективность процессов смешения и массообмена.

Применительно к производственным условиям Стерлитамакского ОАО «Каустик» по результатам разработки внедрены:

1. Малообъёмный роторный дезинтегратор-смеситель в процессе удаления побочных продуктов из дихлорэтана в производстве винилхлорида.

2. Малообъёмный роторный дезинтегратор-смеситель в процессе карбонизации стоков гипохлорита кальция с получением химически осаждённого мела.

Применительно к производственным условиям ООО «Стерлитамакский завод катализаторов» по результатам разработки внедрен малообъёмный роторный дезинтегратор-смеситель в процессе растворения парамолибдата аммония и нитрата никеля (II).

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованной в ней нормативной базой, обоснованно апробированными современными экспериментальными и расчётными методами, сходимостью экспериментальных и расчётных данных.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались:

1. На Международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех - 2006» (г. Ухта, 2006 г.);

2. Всероссийской научно-практической конференции «Роль науки в развитии топливно — энергетического комплекса» (г. Уфа, 2007 г.);

3. XI региональном конкурсе научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов Приволжского федерального округа (г. Уфа, 2007 г.);

4. IV Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» г. Санкт-Петербург, 2007 г.).

Основное содержание работы изложено в 15 публикациях, 4 из которых - патенты РФ на полезную модель.

Работа выполнена на кафедре «Оборудование нефтехимических заводов» филиала Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамаке.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Разработана конструкция малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя для перемешивания неоднородных сред.

2 Создана математическая модель, связывающая основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности. Показано, что затраты мощности возрастают пропорционально квадрату скорости вращения ротора и четвёртой степени диаметра дисков.

3 Разработана экспериментальная установка для исследования малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей.

4 Исследованы возможности применения предложенной математической модели на практике, в ходе которых выявлено, что расхождение найденных экспериментально и теоретически рассчитанных значений потребляемой мощности не превышает 10%.

5 Проведены экспериментальные исследования малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя в процессах карбонизации содового и кальцийсодержащего растворов, а также очистки дихлорэтана от побочных продуктов. Экспериментально установлены факторы, влияющие на обработку неоднородных сред. Определены оптимальные по энергозатратам скорости вращения ротора, величины зазоров между вращающимися и неподвижными дисками и количество рабочих ступеней аппарата. с

106

1. Бакланов Н.А. Перемешивание жидкостей. JL: Химия, 1979. 63 с.

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

3. Бергман JI. Ультразвук и его применение в науке и технике. М.: Иностранная литература, 1967. - 726 с.

4. Богданов В.В., Христофоров Е.И., Клоцунг Б.А. Эффективные малообъемные смесители. Л.: Химия, 1989, 224 с.

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

6. Васильев В. П. Аналитическая химия. В 2-х кн.: Кн. 1. Титриметрические и гравиметрический методы анализа. М.: Дрофа, 2004.- 368 с.

7. Дерко П.П. Лозовский С.З., Свичар Л.И. Роторно-пульсационные устройства. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1994. - 38 с.

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

9. Зеликин М.Б. Производство каустической соды химическими способами. М.: ГНТИХЛ, 1961. - 430 с.

10. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 7-е. М.: Государственное Научно-техническое издательство химической литературы, 1961. - 818 с.

11. Ким B.C., Скачков В.В. Диспергирование и смешение в процессах производства и переработки пластмасс. — М.: Химия, 1988. 240 с.

12. Кроуфорд А.Э. Ультразвуковая техника. М.: Иностранная литература, 1958. - 354 с.

13. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теоретическая физика: Учебное пособие в10 т. Т.VI Гидродинамика. М.: Наука, 1988. - 736 с.

14. Мельников Е.Я., Салтанова В.П., Наумова A.M. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. М.: Химия, 1983.-432 с.

15. Олевский В.М. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии). -М.: Химия, 1988.-240 с.

16. Паус К.Ф., Евтушенко И.С. Химия и технология мела. М.: Стройиздат, 1977. 132 с.

17. Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: Теория и практика. М.: Машиностроение, 2001. - 260 с.

18. Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. Изд. 2-е, перераб. М.: Химия, 1977. - 368 с.

19. Скобло А.И., Трегубова И.А., Малоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности, изд 2-е перераб и доп. М.: Химия, 1982. 584 с.

20. Смирнов В.И. Курс высшей математики: Учебное пособие в 5 т. Т.П. — М.: Наука, 1974.-655 с.

21. Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. М.: Машиностроение, 1983. - 477с.

22. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г., и др. Практическая газовая и жидкостная хроматография. Учебное пособие. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2002. - 616 с.

23. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. JL: Химия, 1975.-384 с.

24. Сухотин А. М., Лабутин A.JI. Коррозия и защита химической аппаратуры. В 9 томах. Том 6. Производство хлора и его неорганических соединений. JL: Химия, 1972. - 376 с.

25. Ткач Г.А., Шапорёв В.П., Титов В.И. Производство соды по малоотходной технологии. Харьков: ХПГУ, 1998. - 429 с.

26. Холланд Ф.А., Чапман Ф.С. Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов: Пер. с англ. М.: Химия, 1974. 208с.

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

28. Oldshue J.Y. Fluid mixing technology. / New York: Mc-Graw-Hill Publications Co., 1983. 574 p.2. Статьи

29. Балабудкин M.A., Голобородкин С.И., Шулаев Н.С. Об эффективности роторно-пульсационных аппаратов при обработке эмульсионных систем. / ТОХТ. 1990. - т.24. - №4. - С.502-508

30. Балабудкин М.А. Маштабирование роторно-пульсационных аппаратов / Химико-фармацивтический журнал. 1981. - №1.

31. Барабаш В. М., Брагинский JI. Н. Об оценке интенсивности тепло- и массообмена в потоках с искусственной турбулизацией / Инженерно-физический журнал. 1981. - №1.

32. Барабаш В. М., Бегичев В.И., Белевицкая М.А., Смирнов Н.Н. Проблемы и тенденции развития теории и практики перемешивания жидких сред / ТОХТ. 2007. -Т. 41. - № 2.

33. Барам А.А., Лошакова О.А. Гидродинамические закономерности работы аппаратов роторно-пульсационного типа. / ТОХТ. 1978. -Т.12 .-№2. -С.231-240.

34. Барам А.А., Дерко П.П., Клоцунг Б.А. Расчёт мощности аппаратов роторно-пульсационного типа / Химическое и нефтехимическое машиностроение. 1978. - № 4.

35. Биглер В.И., Юдаев В.Ф. Нестационарное истечение реальной жидкости через отверстия гидродинамической сирены / Акустический журнал. 1978. - Т. 24. - №2

36. Бикбулатов И.Х, Шулаев Н.С. Турбулентное смешение жидкостей вмалообъемных смесителях. / Башкирский химический журнал. — 1997.- Т.4 .- №.2. С.73-79.

37. Бикбулатов И.Х., Панов А.К., Шулаев Н.С. Исследования турбулентного смешения жидкости в малообъемных роторных смесителях. Уфа: 1994. -7 с. Деп. в ВИНИТИ 19.12.1994. - № 2944-В94

38. Боев Е.В., Николаев Е.А., Шулаев Н.С. Распределение потребляемой энергии в малообъёмных роторных дезинтеграторах-смесителях при обработке дисперсных систем / Техника и технология. 2007. - №3. -С.105-106.

39. Боев Е.В., Шулаев Н.С., Николаев Е.А. Методика проведения испытаний малообъёмного роторного дезинтегратора-смесителя с целью получения энергетических характеристик / Естественные и технические науки. 2007. № 3. С. 183-184

40. Боев Е.В., Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Иванов С.П. Разработка конструкции малообъемного роторно дискового дезинтегратора — смесителя для получения гетерогенных смесей / Химическая промышленность сегодня. - 2008. - № 3. - С. 42-44.

41. Будрик В.Г., Будрик Г.В., Бродский Ю.А. Новое поколение диспергирующих устройств / Пищевая промышленность. 2003. - №1.

42. Будрик В.Г., Бродский Ю.А., Остроумова Т. Л., Агаркова Е.Ю., Иванцова Е.Л. Технология и аппаратурное оформление производства взбитых молочных продуктов / Переработка молока. — 2004. № 10.

43. Булюкин П.Е., Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Шириязданов P.P. Смеситель для удаления побочных продуктов из дихлорэтана в производстве винилхлорида / Нефтепереработка и нефтехимия. 2008.- № 3. С. 52-54.

44. Веллер В. А., Степанов Б. И. Ультразвуковые сирены с приводом от электродвигателя / Акустический журнал. 1963. - Т. 9. - № 3.

45. Веригин А.Н., Игнатьев М.А., Перемешивание жидких сред при больших диссипациях мощности. / Экология энергетика экономикавыпуск VII), радиационная, химическая и экономическая безопасность. Межвуз. сб. науч. тр. С-Пб.: Изд-во Менделеев, 2003.

46. Дерко П.П., Барам А.А., Коган В.П., Новичков А.Н., Федоров O.K. О гидродинамических закономерностях работы роторно-пульсационных аппаратов. / ТОХТ. 1973. - Т.7. - №1. - С. 123-125.

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

48. Зимин А.И., Звездин А.К. Оптимизация конструктивных параметров и режимов работы роторно-пульсационных устройств / Оптимальное проектирование в задачах химического машиностроения: Сборник научных трудов М.: МИХМ, 1983.

49. Иванов С.П., Николаев Е.А., Шулаев Н.С., Боев Е.В. Роторный дезинтегратор-смеситель для проведения газожидкостных реакций на примере карбонизации содового раствора / Химическая технология. -2008.- №4.-С. 173-176.

50. Новиков B.C. Гомогенизация и диспергирование в современной технологии: Обзор / Промышленная теплотехника. 1990. - Т.12. - №5.

51. Павлов И.Г., Литкин В.П., Глухов В.П. и др. О расчёте мощности на перемешивание жидкости в роторных аппаратах / Журнал прикладной химии. 1972. - Т.45. - №8.

52. Флид М.Р., Трегер Ю.А. Каталитические процессы в хлорорганическом синтезе. Сообщение 2: Процессы окислительного хлорирования. / Катализ в химической и нефтехимической промышленности. 2004. - №4.

53. Шириязданов P.P., Николаев Е.А. Шулаев Н.С. Интенсификация процессов массообмена в системах «жидкость-газ» / XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. М., 2007. С. 1222.

54. Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Боев Е.В. Малообъемные роторные дезинтеграторы — смесители для химической промышленности. / Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех -2006»: в 3 ч; ч. 1. Ухта: УГТУ, 2006. - С. 280-282.

55. Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Перемешивание в системе жидкость-газ / XI региональный конкурс научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов приволжского федерального округа. -Уфа: Изд-во УГАТУ, 2007, С. 140-141

56. Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Боев Е.В., Шириязданов P.P., Афанасенко В.Г. Очистка стоков производства гипохлорита кальция в роторном дезинтеграторе-смесителе / Экология и промышленность России. 2008. - № 2. - С. 6-7.

57. Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Боев Е.В. Определение мощности малообъёмных роторных дезинтеграторов-смесителей при обработке жидких сред / Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. -№ 4. - С. 3-4.

58. Юдаев В.Ф. Истечение газожидкостной смеси через отверстия ротора и статора сирены / Изв. вузов. Машиностроение. 1985. - № 12.

59. Юдаев В.Ф. Методы расчёта роторных аппаратов с модуляцией потока / Разработка, исследование и расчёт машин и аппаратов химических производств: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МИХМ, 1984.

60. Юдаев В.Ф., Кокорев Д.Т., Сопин А.И. К вопросу о расчете геометрических параметров аппаратов типа гидромеханической сирены / Изв. вузов. Машиностроение. 1972. - № 6.

61. Lennemann Е. Aerodynamic aspects of disk files. / IBM Journal of Research and Development. 1974. - № 18.

62. Quillen C.S. Mixing: the universal operation / Chemical Engineering. -1954.-№61.

63. Rosenfeld K., Micrley Y., Schtippen in der Modenen Stoffaufbereitung / Wochenlat fur Papierfabrikation. 1963. - B.91. - № 11-12.

64. Shualev N.S. Patterns of turbulent hydrodynamics occurrences in smallvolume rotor mixers. / Book of Abstracts Int. Symposium on advanced in computational heat transfer. Cesme, Izmir, Turkey, 1997. P. 285.

65. Xiongwei Ni, Colin C. Stevenson. On the effect of gap size between baffle outer diametr tube inner diameter on the mixing characteristics in an oscillatory baffled column / Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 1999. - № 74.3. Диссертации

66. Балабышко A.M. Разработка роторного аппарата для получения стабильных эмульсий: Дис. канд. техн. наук / МИХМ. -М., 1985. 145 с.

67. Колесников Г.Е. Расчёт роторно-пульсационных аппаратов для процессов эмульгирования: Дис. . канд. техн. наук/ МИХМ. М., 1983. - 134 с.

68. Шулаев Н.С. Разработка методов расчета и моделирование аппаратов с вихревым движением гетерофазных сред : Дис. . докт. техн. наук: 05.17.08 /УГНТУ.-Уфа, 1999.-400 с.4. Патентные документы

69. А.с. № 135877, B01F7/26. Эмульсатор / Локшин О.Г.; Заявлено 01.02.1960; Опубл. 01.06.1961.

70. А.с. № 331811, B01F11/02. Роторно-пульсационный аппарат / Дерко П.П., Новичков А.Н., Свичар Л.И. и др.; Заявлено 02.11.1969; Опубл. 01.01.1972.

71. А.с. № 371960, B01F7/16. Роторно-пульсационный аппарат / Балабудкин М.А., Борисов Г.Н., Кокушкин О.А., Павлов Н.Г., Царенков В.М.; Заявлено 26.07.1971; Опубл. 01.03.1973.

72. А.с. № 458115, B01F7/10. Устройство для обработки высоковязких материалов / Исао Хайаси, Кенитиро Кондо; Заявлено 26.04.1971; Опубл. 25.01.1975.

73. А.с. № 484887, B01F7/26, B01F13/00. Диспергатор / Бортник Ю.Ф., Сидоров Н.А.; Заявлено 24.04.1973; Опубл. 25.09.1975.

74. А.с. № 522850, B01F7/10. Быстроходная мешалка для приготовления суспензий / Колотий П.В., Комская М.С., Долин А.И., Гуз Д.Б.; Заявлено 20.01.1975; Опубл. 30.07.1976.

75. А.с. № 627845, B01F5/22. Смеситель / Юсупов Н.Х., Чекушкин Н.Н, Гельфонд С.И.; Заявлено 07.07.1976; Опубл. 25.08.1978.

76. А.с. № 664677, B01F7/26. Диспергатор / Назаров В.В.; Заявлено 25.04.1977; Опубл. 30.05.1979.

77. А.с. № 725691, B01F7/27. Роторно-пульсационный аппарат / Кремнев О.А., Боровский В.З., Лопатин В.В., Усик Т.А.; Заявлено 08.22.1975; Опубл. 04.05.1980.

78. А.с. № 741925, B01F7/10. Центробежный смеситель / Деев А.В., Чесноков В.Д., Адельфинский А.П.; Заявлено 12.03.1975; Опубл. 25.06.1980.

79. А.с. № 1088773, B01F7/10, B01F7/04. Смеситель непрерывного действия / Парфёнов И.В., Новокрещёнов С.С.; Заявлено 12.02.1981; Опубл. 30.04.1984.

80. А.с. № 1223984, B01F7/12. Смеситель / Ляпин К.С.; Заявлено 08.10.1984; Опубл. 15.04.1986.

81. А.с. № 1414438, B01F7/26. Мешалка / Брагинский Л.Н., Барабаш В.М., Горбачёв В.В. и др.; Заявлено 07.07.1986; Опубл. 07.08.88.

82. А.с. № 1560287. B01F7/10, В02С7/00 Диспергатор / Рассолов О.П., Батуров В.И., Бакшеев И.П. и др.; Заявлено 19.03.1987; Опубл. 30.04.90.

83. А.с. № 1562018, B01F5/22. Смесительное устройство / Бялко М.В., Пасечный О.Г., Симоновский Д.К.; Заявлено 22.07.1988; Опубл. 07.05.1990.

84. А.с. № 1574260, B01F7/26. Дисковый гомогенизатор / Онацкий П.А., Осепьян Л.С., Гарбузова Г.Л. и др.; Заявлено 23.04.1987; Опубл. 30.06.1990.

85. А.с. № 1639732, B01F7/26, В28С5/46. Устройство для приготовления многокомпонентных активированных растворов / Мильруд А. Г., Резников И. Д.; Заявлено 03.21.1988; Опубл. 04.07.1991.

86. Пат. № 59441 Российская Федерация, МПК В02С7/08. Роторный дезинтегратор смеситель / Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Иванов С.П., Бикбулатов И.Х., Боев Е.В., Боев А.В.; Заявл. 14.08.2006; Опубл.2712.2006.

87. Пат. № 60880 Российская Федерация, МПК В02С7/08. Роторный дезинтегратор смеситель / Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Иванов С.П., Бикбулатов И.Х., Боев Е.В.; Заявл. Заявл. 10.11.2005; Опубл.1002.2007.

88. Пат. № 64943 Российская Федерация, МПК В02С7/08. Роторный дезинтегратор смеситель / Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Иванов С.П., Бикбулатов И.Х., Боев Е.В.; Заявл. 26.02.2007; Опубл. 27.07.2007.

89. Пат. РФ № 64944 Российская Федерация, МПК В02С7/08. Роторно -дисковый дезинтегратор смеситель / Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Иванов С .П., Бикбулатов И.Х., Боев Е.В. Боев А.В.; Заявл. 26.02.2007; Опубл. 27.07.2007.

90. Пат. РФ № 66228 Российская Федерация, МПК В02С7/08. Роторно -дисковый дезинтегратор смеситель / Шулаев Н.С., Николаев Е.А., Иванов С.П., Шириязданов P.P., Боев Е.В.; Заявл. 03.05.2007; Опубл. 10.09.2007.

91. Пат. № 2038112 Российская Федерация, B01D11/04. Роторно-дисковый экстрактор / Абрамович И.Л., Гершберг И.А., Сидоров В.М. и др.;

92. Заявлено 02.17.1993; Опубл. 06.27.1995.

93. Пат. № 2048177 Российская Федерация, B01F7/26. Аппарат для проведения физико-химических процессов / Носач В.А., Маслош В.З., БаевМ.Л., Алексеев В.И. и др.; Заявлено 11.06.1991; Опубл. 11.20.1995.

94. Пат. № 2051101 Российская Федерация, C01F11/18. Способ получения химически осажденного мела / Тер-Аракелян К.А., Татевосян А.В., Финкельштейн Б.И., Оганян Р.С.; Заявлено 02.17.1992; Опубл. 12.27.1995.

95. Пат. № 2156737 Российская Федерация, C01F11/18. Способ получения химически осажденного мела / Дружбин Г.А.; Карапира Н.И.; Кузнецов И.О.; Чудновцев В.И. ; Заявлено 03.07.2000; Опубл. 09.27.2000.

96. Пат. № 2166987 Российская Федерация, B01F7/10, B01F11/02. Кавитационный аппарат / Мелехин В.Ю.; Заявлено 01.10.2000; Опубл. 05.20.2001.

97. Пат. № 2218305 Российская Федерация, C01F11/18. Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц / Пойлов В.З., Кобелева А.Р., Тимаков М.В.; Заявлено 06.05.2002; Опубл. 12.10.2003.

98. Пат. № 2309791 Российская Федерация, B01F7/00, B01F7/28. Роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями / Иванец Г.Е., Светкина Е.А., Грунич С.В., Ядута А.З.; Заявлено 12.12.2005; Опубл. 11.10.2007.

99. Заявка на изобретение №2005133135 Российская Федерация, F28F25/00. Роторно-пульсационный аппарат / Фесенко А.В., Пличко B.C., Кузнецов П.Б., Луцкий С.В.; Заявлено 10.28.2005; Опубл. 05.10.2007.

100. Нормативно-технические документы

101. ГОСТ 2156-76. Натрий двууглекислый. Технические условия. Введен0102.78. М.: Изд-во стандартов, 1976. - 19 с.

102. ГОСТ 22577-77. Устройства перемешивающие для жидких неоднородных сред. Термины и определения. Введен 01.07.78. М.: Изд-во стандартов, 1977. - 14 с.

103. ГОСТ 21138.5-78. Мел. Метод определения массовой доли углекислого кальция и углекислого магния. Введен 01.04.80. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 16 с.

104. ГОСТ 8253-79. Мел химически осажденный. Технические условия. Введен 01.05.80. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 12 с.

105. ГОСТ 21138.0-85. Мел. Общие требования к методам анализа. Введен 01.01.85. М.: Изд-во стандартов, 1984. - 13 с.

106. ГОСТ 22567.9-87. Средства моющие синтетические. Метод определения массовой доли карбоната или бикарбоната натрия. Введен 01.09.88. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 18 с.

107. ГОСТ 20680-2002. Аппараты с механическими перемешивающими устройствами. Общие технические условия. Введен 01.07.2003. М.: Изд-во стандартов, 2002. - 22 с.6. Справочная литература

108. Васильцов З.А. .Ушаков В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справ, пособие. Л.: Машиностроение, 1989. 271 с.

109. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1971. - 576 с.

110. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973. - 831 с.

111. Промышленные хлорорганические продукты. Справочник под ред. Ошина Л. А. М.: 1978. - 654 с.