Підвищення ефективності процесів перенесення при застосуванні неоднорідного псевдозрідження

Автор(и)

  • Ярослав Микитович Корнієнко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
  • Сергій Сергійович Гайдай Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
  • Олександр Віталійович Самелюк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.1.2023.276443

Ключові слова:

псевдозріджений шар, гідродинаміка, струменево-пульсаційний режим, неоднорідне псевдозрідження

Анотація

Процеси зневоднення та грануляції пов’язані з перенесенням теплоти до твердих частинок від газового теплоносія, який також виконує роль зріджувального агенту та спричиняє стохастичне переміщення зернистого матеріалу в апараті. Для реалізації пошарового механізму грануляції органо-мінеральних добрив необхідно забезпечити інтенсивну циркуляцію зернистого матеріалу з поступовим проходженням через відповідні технологічні зони апарата: зону інтенсивного теплообміну, зону висхідного потоку, зону зрошення, та зону низхідного руху (релаксації). При цьому за допомогою механічного пристрою у псевдозріджений шар диспергується рідка фаза, яка за рахунок адгезійно-сорбційних сил розподіляється у вигляді тонкої рідкої плівки на поверхні гранул.

Невирішеною науковою проблемою є низька ефективність міжфазового обміну в системі газ-рідина-тверде тіло та утворення агломератів при грануляції з підведенням рідкого гетерогенного розчину в шар зернистого матеріалу. Тому дослідження впливу гідродинамічної обстановки в камері гранулятора на забезпечення умов інтенсивного перемішування та переміщення зернистого матеріалу через встановлені технологічні зони грануляції при неоднорідному псевдозрідження є надзвичайно актуальним.

Метою роботи було визначення умов підвищення ефективності процесів перенесення при застосуванні неоднорідного струменево-пульсаційного режиму псевдозрідження. Для досягнення поставленої мети у даній роботі проведено аналіз інтенсивності оновлення поверхні контакту фаз при застосуванні неоднорідного струменево-пульсаційного псевдозрідження.

Встановлено, що застосування неоднорідного струменево-пульсаційного псевдозрідження в автоколивальному режимі дозволяє суттєво інтенсифікувати процеси тепло-масообміну за рахунок активізації дифузійно-контрольованих процесів та підвищення динаміки обміну міжфазового контакту 1.9÷2.9 м2/с, що становить 27÷41% від загальної поверхні матеріалу в апараті. Це дало можливість при однакових умовах експериментальних досліджень грануляції рідких гетерогенних систем підвищити продуктивність апарата за випареною вологою в 1.5 рази при стійкій кінетиці пошарового механізму з коефіцієнтом грануляції в стаціонарному режимі більше 90%.

Біографії авторів

Ярослав Микитович Корнієнко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Machines and Apparatuses of Chemical and Oil Refining Industries of National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»

Сергій Сергійович Гайдай, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук, старший викладач машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Олександр Віталійович Самелюк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Студент кафедри машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Посилання

Kornienko Y. M., Haidai S. S., Sachok R. V., Liubeka A. M. and Kornienko B. Y. Increasing of the Heat and Mass Transfer Processes Efficiency with the Application of Non-Uniform Fluidization. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. APRIL, 2020. №7, Vol. 15. PP. 890-900.

Kornienko Y., Hayday S., Liubeka A., Martynyuk O. (2016) “Kinetic Laws of the Process of Obtaining Complex Humic-Organic-Mineral Fertilizers in the Fluidized Bed Granulator”. Ukrainian Food Journal. Vol. 5, Issue 1. PP. 144-154. WOS:000443646900015.

Korniyenko B., Kornienko Y., Haidai S., Liubeka A. (2022) “The Heat Exchange in the Process of Granulation with Non-Uniform Fluidization”. In: Hu, Z., Petoukhov, S., Yanovsky, F., He, M. (eds) Advances in Computer Science for Engineering and Manufacturing. ISEM 2021. Lecture Notes in Networks and Systems, Vol. 463. Springer, Cham. Pp. 28-37. https://doi.org/10.1007/978-3-031-03877-8_3.

Kornienko Y., Haidai S. (2017) “Non-Uniform Fluidization in Auto-Oscillating Mode”. Ukrainian Food Journal. Vol. 6, Issue 3. Pp. 562-576. DOI: 10.24263/2304-974X-2017-6-3-16.

Korniyenko B., Kornienko Y., Haidai S., Liubeka A., Huliienko S. (2022) “Conditions of Non-Uniform Fluidization in an Auto-Oscillating Mode”. In: Hu, Z., Petoukhov, S., Yanovsky, F., He, M. (eds) Advances in Computer Science for Engineering and Manufacturing. ISEM 2021. Lecture Notes in Networks and Systems, Vol. 463. Springer, Cham. Pp. 14-27. https://doi.org/10.1007/978-3-031-03877-8_2.

Haidai S. S. (2018). “Hidrodynamika u hranuliatorakh iz psevdozridzhenym sharom pry oderzhanni orhano-mineralnykh dobryv: dysertatsiia na zdobuttia naukovoho stupenia kandydata tekhnichnykh nauk”. Kyiv, KPI im. Ihoria Sikorskoho. 253 s. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/25455.

Sahoo B. and Poncet S. (2011) “Flow and Heat Transfer of a Third Grade Fluid Past an Exponentially Stretching Sheet with Partial Slip Boundary Condition”. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 54. Pp. 5010–5019. DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.07.015.

Khan N. A., Saeed U. B., Sultan F., Ullah S., Rehman A. (2018) “Study of Velocity and Temperature Distribution in Boundary Layer Flow of Fourth Grade Fluid Over an Exponential Stretching Sheet”. AIP Advances, Vol. 8. 025011. DOI:10.1063/1.5014047.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-03-31

Як цитувати

Корнієнко, Я. М., Гайдай, С. С., & Самелюк, О. В. (2023). Підвищення ефективності процесів перенесення при застосуванні неоднорідного псевдозрідження. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (1), 9–19. https://doi.org/10.20535/2617-9741.1.2023.276443

Номер

№ 1 (2023)

Розділ

ХІМІЧНА ІНЖЕНЕРІЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Ярослав Микитович Корнієнко, Сергій Сергійович Гайдай, Олександр Віталійович Самелюк

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).