Розміщення орієнтованої кільцевої насадки в колонних тепломасообмінних апаратах (Огляд)
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-9741.1.2025.325834Ключові слова:
тепломасообмінний апарат, кільцева насадка, кільця Рашига, гідродинаміка фаз, спосіб укладання, конструкціяАнотація
Одними з найбільш поширених, конструктивно простих та універсальних контактних елементів колонних тепломасобмінних апаратів є кільцева насадка, класичним представником якої є запатентоване 1914 року кільце Рашига, безумовними перевагами якого є висока технологічність та універсальність, а недоліками – відносно низька питома поверхня та різні гідродинамічні умови оброблюваних фаз усередині та ззовні кільця, що особливо стає відчутним в разі завантаження кільцевої насадки не внавал (насипом), а орієнтовано – у вертикальному положенні. Орієнтована (або регулярна, структурована) насадка має менший гідравлічний опір і більшу допустиму швидкість легкої фази. При цьому можливі різні способи її укладки як у межах окремого шару, так і сусідніх шарів: впорядкована щільна або вільна по вершинах правильних трикутників, впорядкована щільно-вільна по концентричних колах, хаотична, впорядкована вільна нерівномірна, з утворенням прямолінійних або ступінчастих каналів, впорядкована щільно-вільна нерівномірна, а також розміщення за принципом «матрьошки». Незважаючи на більш ніж сторічний термін використання кільцевої насадки, удосконалення її конструкцій та способів розміщення в тепломасообмінних апаратах тривають. У розробленні інноваційних конструкцій кільцевих насадок істотну допомогу можуть надати досягнення матеріалознавства й технології, а також штучний інтелект, що дає змогу їм успішно конкурувати з іншими типами контактних пристроїв тепломасообмінного обладнання.
Посилання
Тютюнников А. Б., Товажнянский Л. Л., Готлинская А. П. Контактные элементы массообменных колонн. Киев : ИСИО, 1993. 440 с.
Врагов А. П. Масообмінні процеси та обладнання хімічних і газонафтопереробних виробництв. Суми : Університетська книга, 2007. 284 c.
Mikulionok I. O. Classification of Nozzles of Mass Transfer Apparatuses // Russian Journal of Applied Chemistry. 2011. Vol. 83, N 9. P. 1631−1637. DOI: 10.1134/S107042721109031X
Мікульонок І. О. Керамічні насадки тепломасообмінних апаратів // Керамика: наука и жизнь. 2011. № 2. С. 24–34.
Пушнов А. С., Микулёнок И. О., Севрюков А. С., Беренгартен М. Г. Классификация конструкций насадок колонных аппаратов и методов интенсификации в них процессов тепломассообмена // Химическая технология. 2014. № 4. С. 244–250.
Мікульонок І. О. Механічні, гідромеханічні і масообмінні процеси та обладнання хімічної технології. Київ: НТУУ «КПІ», 2014. 340 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/38169
Мікульонок І. О. Контактні та допоміжні пристрої тепломасообмінних колон. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. 194 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/50142
Schultes M. Raschig Super-Ring: A New Fourth Generation Packing Offers New Advantages // Chemical Engineering Research and Design. 2003. Vol. 81, Part A. P. 48–57. DOI: https://doi.org/10.1205/026387603321158186
Schultes M. Dedicated to Dr. Ralf Goedecke on the occasion of his 70th birthday // Chemie Ingenieur Technik. 2014. Vol. 86, N 5. P. 1–9. DOI: 10.1002/cite.201300166
Patent DE286122C "Zylindrische Füllkörper aus Metallblech für Absorptions- und Reaktionstürme"; Dr. F. Raschig; LUDWIGSHAFFEN a. Rh.; Date of Patent 06.02.1914.
Patent GB191406288A "Improvement in or relating to Filling Materials for Reaction or Absorption-towers" / Friedrich Raschig (DE); Date of Filing 12.03.1914; Date of Patent 30.07.1914.
Friedrich Raschig. https://en.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Raschig (дата звернення: 12.01.2025).
Raschig ring. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Raschig_ring (дата звернення: 12.01.2025).
Mikulionok I. O. Ring packing contact elements of mass transfer devices (review of patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. Vol. 54, N 1–2. P. 125–129. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-018-0450-y
Schultes M., Summers D. R. 100 Years of Distillation with Trays and Packings and Beyond // The 12th international conference Distillation & Absorption 2022. Toulouse (France), 18–21 September 2022. 12 p. URL: https://stofftrenntechnik.raschig.de/wp-content/uploads/sites/6/Schultes-M.-Summers-D.-100-Years-of-Distillation-with-Trays-and-Packings-and-Beyond-1.pdf
Distillation: Equipment and Processes / A. Gőrak, Ž. Olujić (eds.). London : Elsevier Inc., 2014. 374 p. URL: https://www.academia.edu/33304932/Distillation_Equipment_and_Processes
Kister H. Z. Distillation Design. New York : McGraw-Hill, Inc., 1992. 722 p. URL: https://aussiedistiller.com.au/books2/Distillation%20Design.pdf
Мікульонок І. О. Виготовлення, монтаж та експлуатація обладнання хімічних виробництв. Київ : НТУУ «КПІ», 2012. 419 с. Доступ: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/2061
тМікульонок І. О. Виготовлення обладнання хімічних виробництв. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. 236 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/50358
ьTadmor Z., Gogos C. G. Principles of polymer processing. 2nd ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2006. 961 p. URL: http://www3.fi.mdp.edu.ar/procesamiento1/material/Tadmor-Gogos.pdf
Rauwendaal C. Polymer extrusion. 5th ed. Munich : Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2014. 950 p. URL: https://doi.org/10.3139/9781569905395
Мікульонок І. О. Технологічні основи перероблення полімерів, пластмас і гумових сумішей. Київ: НТУУ «КПІ», 2015. 312 с.
Vlachopoulos J., Polychronopoulos N. D. Understanding Rheology and Technology of Polymer Extrusion. Dundas : Polydynamics Inc, 2019. 337 p. URL: http://www.mie.uth.gr/ekp_yliko/Rheo_Tech_Book_Part_A.pdf
Мікульонок І.О. Технологічні основи перероблення полімерних матеріалів. 3-тє вид., переробл. та доповн. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024. 296 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/68766
Mikulionok I. O. Classification of the Packing Contact Elements of Mass-Exchange Towers with Second-Order form of the Surfaces (Survey of Patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2022. Vol. 57, N 11–12. P. 976–981. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-022-01034-y
Patent DE292622C "Zylindrische Füllkörper für Absorptions- und Reaktionstürme"; Dr. F. Raschig; LUDWIGSHAFFEN a. Rh.; Date of Patent 06.05.1915.
Patent DE297379C "Zylindrische Füllkörper aus Metallblech für Absorptions- und Reaktionstürme"; Dr. F. Raschig; CHEMISCHE FABRIK in LUDWIGSHAFFEN a. Rh.; Date of Patent 19.02.1916.
AS ENERGI. Ceramic Raschig Rings. URL: https://asenergi.com/en/products/ceramic-raschig-rings.html (дата звернення: 12.01.2025).
Pat. DE853159C "Föllkörper" / Wilhelm Pfannmüller (DE); Date of Filing 21.07.1944; Date of Patent 23.10.1952.
Walsh F. C., Arenas L. F., León de C. P. Editors' Choice – Critical Review – The Bipolar Trickle Tower Reactor: Concept, Development and Applications // Journal of The Electrochemical Society. 2021. Vol. 168, N 2. Article 023503. 23 p. DOI: 10.1149/1945-7111/abdd7a
Mikulionok I. O. Classification of stamped packing elements of mass-exchange apparatuses (survey of patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2021. Vol. 56, N 9–10. P. 861–869. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-021-00853-9
Pingxiang Yamtop Chemical Co., Ltd. Metallic Super Raschig Ring. URL: https://www.yamtop.com/products/metallic-super-raschig-ring.html (дата звернення: 12.01.2025).
Доброногов В. Г., Мікульонок І. О. Застосування корозійностійких, жаростійких, жароміцних сталей і сплавів у хімічному машино- та апаратобудуванні. Київ : НТУУ «КПІ», 2011. 264 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/37716
Chung D. D. L. Composite Materials: Science and Applications. London : Springer Verlag London Limited, 2010. 349 p. URL: https://www.academia.edu/36174278/Composite_Materials_Science_and_Applications
Микулёнок И. О. Классификация термопластических композиционных материалов и их наполнителей // Пластические массы. 2012. № 9. С. 29–38.
Мікульонок І.О., Радченко Л.Б. Полімерні композитні матеріали й вироби з них. Одержання, перероблення та властивості. Київ : ІВЦ «Видавництво “Політехніка”», 2005. 179 с.
Мікульонок І. О., Сокольський О. Л. Полімерні матеріали і вироби з них (одержання, перероблення, властивості). Київ : НТУУ «КПІ», 2015. 208 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/37632
Baehr H. D., Stephan K. Heat and Mass Transfer. 2nd ed. Berlin : Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. 705 p. URL: https://himatekkim.ulm.ac.id/id/wp-content/uploads/2021/06/Baehr-H.D.-Stephan-K-Heat-and-Mass-Transfer-2nd-Edition.pdf
Ramya A., Vanapalli S. l. 3D Printing Technologies in Various Applications // International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET). 2016. Vol. 7, N 3. P. 396–409. URL: Ahttps://iaeme.com/MasterAdmin/Journal_uploads/IJMET/VOLUME_7_ISSUE_3/IJMET_07_03_036.pdf
Shahrubudin N., Lee T. C., Ramlan R. An Overview on 3D Printing Technology: Technological, Materials, and Applications // Procedia Manufacturing. 2019. Vol. 35. P. 1286–1296. DOI: 10.1016/j.promfg.2019.06.089
Dargham J. A., Moung E. G., Chin R. K. Y., Mamat M., Wong T. H. Artificial Intelligence (AI) and the Future of Mankind. In: Yew H. T., Mamat M., Dargham J. A., Seng Kheau C., Moung E. G. (Eds.) Internet of Things and Artificial Intelligence for Smart Environments. Singapore : Springer, 2024. P. 67–82. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-97-1432-2_5
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Ігор Олегович Мікульонок, Михайло Васильович Лукінюк
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).
