Сферичні насадки тепломасообмінних колон (Класифікація та огляд конструкцій) (укр.)
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2025.348810Ключові слова:
тепломасообмінна колона, насадка, сфера, класифікація, конструкція, патент, заявка на патентАнотація
Одними з найбільш поширених контактних елементів колонних тепломасобмінних апаратів, які використовуються в хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній, харчовій, мікробіологічній, теплоенергетичній галузях промисловості, а також системах очищення рідких і газових промислових потоків є насадки, чи не найбільш простими серед яких є сферичні насадки – виготовлені зазвичай з фарфору, скла, кераміки, металу або полімерного матеріалу кулі чи сферичні оболонки. Як і більш поширена кільцева циліндрична сферична насадка характеризується високою технологічністю та універсальністю, проте одночасно вона має такі недоліки як низькі питому поверхню й вільний об’єм, а також високу матеріалоємність. Завдяки своїй симетричній та обтічній формі сферична насадка в цілому або сферичні компоненти насадки широко використовуються як рухлива насадка, зокрема в тепломасобмінних апаратах псевдозрідженого шару. Останнім часом на заміну більш простій сферичній насадці у вигляді суцільних куль, які вирізняються високою матеріалоємністю, приходять більш легкі насадки у вигляді сферичних оболонок з різноманітними елементами для турбулізації та збільшення питомої поверхні.
Посилання
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, № 9. P. 1631−1637. DOI: 10.1134/S107042721109031X
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
Товажнянський Л. Л., Готлінська А. П., Лещенко В. О., Нечипоренко І. О., Чернишов І. С. Процеси та апарати хімічної технології. Харків : НТУ «ХПІ», 2024. 1016 с. URL: https://web.kpi.kharkov.ua/itpa1/nmkd-obovyazkovi/
Андреєв І. А. Колонні апарати. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025. 74 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/72186
Малежик І. Ф., Зав’ялов В. Л., Шевченко О. Ю., Мирончук В. Г., Пушанко М. М., Змієвський Ю. Г., Мисюра Т. Г., Дубковецький І. В., Ткачук Н. А., Запорожець Ю. В., Зоткіна Л. В. Процеси і апарати харчових виробництв. Київ : НУХТ, 2021. 419 с.
Іваненко О. І., Носачова Ю. В. Техноекологія. Київ : Видавничий дім «Кондор», 2017. 294 с. URL: https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2019/Ivanenko_2017_294.pdf
Пляцук Л. Д., Васькін Р. А., Шапорев В. П., Моїсєєв В. Ф., Гурець Л. Л., Гринь Г. І., Манойло Є. В., Пітак І. В., Пономарьова Н. Г., Комариста Б. М. Процеси та апарати природоохоронних технологій : у 2 т. Суми : Сумський державний університет, 2017. Т. 2. 521 с. URL: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/62729
Мікульонок І. О. Масообмінні процеси та обладнання виробництва полімерних і будівельних матеріалів і виробів. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікор¬ського, 2025. 198 c. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/77339
Mikulionok I. O. Ring packing contact elements of mass transfer devices (review of patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. Vol. 54, № 1–2. P. 125–129. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-018-0450-y
Мікульонок І. О., Лукінюк М. В. Розміщення орієнтованої кільцевої насадки в колонних тепломасообмінних апаратах (Огляд) // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» : сер. «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2025. № 1(24). С. 26–36. DOI: 10.20535/2617-9741.1.2025.325834
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, № 11–12. P. 976–981. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-022-01034-y
Мікульонок І. О., Лукінюк М. В. Прикладне застосування стрічки Мебіуса (Огляд) // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» : сер. «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2025. № 2(25). С. 32–52. DOI: 10.20535/2617-9741.2.2025.333973
Мікульонок І. О., Іваненко О. І. Призматичні насадки тепломасообмінних колон (Класифікація та огляд конструкцій) // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» : сер. «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2025. № 3(24). С. 22–40. DOI: 10.20535/2617-9741.3.2025.340372
Mikulionok I. O. Classification of stamped packing elements of mass-exchange apparatuses (survey of patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2021. Vol. 56, № 9–10. P. 861–869. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-021-00853-9
von Seckendorff J., Hinrichsen O. Review on the Structure of Random Packed-Beds // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 2021. Vol. 99, № S3. P. S703–S733. DOI: https://doi.org/10.1002/cjce.23959
Augier F., Idoux F., Delenne J. Y. Numerical simulations of transfer and transport properties inside packed beds of spherical particles // Chemical Engineering Science. 2010. Vol. 65, № 3. P. 1055–1064. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ces.2009.09.059
Acetis J. D., Thodos G. Mass and Heat Transfer in Flow of Gases Through Spherical Packings // Industrial & Engineering Chemistry. 1960. Vol. 52, № 12. P. 1003–1006. DOI: https://doi.org/10.1021/ie50612a026
Shams K., Fayazbakhsh A. Dynamics of reactive chromatographic columns of inertcore/hollow/film coated spherical packing: An analytical solution and applications // Journal of Chromatography A. 2014. Vol. 1370. P. 93–104. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.chroma.2014.10.032
Jaffray C., Siddiqui K., Straatman A. G. An efficient method for modelling thermal energy storage in packed beds of spherically encapsulated phase change material // Journal of Energy Storage. 2024. Vol. 81. Article 110462. DOI: https://doi.org/10.1016/j.est.2024.110462
Nijemeisland M., Dixon A. G. CFD Study of Fluid Flow and Wall Heat Transfer in a Fixed Bed of Spheres // AIChE Journal. 2004. Vol. 50, № 5. P. 906–921. DOI: https://doi.org/10.1002/aic.10089
Yang J., Wang Q., Zeng M., Nakayama A. Computational study of forced convective heat transfer in structured packed beds with spherical or ellipsoidal particles // Chemical Engineering Science. 2010. Vol. 65, № 2. P. 726–738. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ces.2009.09.026
Мікульонок І. О. Виготовлення, монтаж та експлуатація обладнання хімічних виробництв. Київ : НТУУ «КПІ», 2012. 419 с. Доступ: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/2061
Мікульонок І. О. Виготовлення обладнання хімічних виробництв. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. 236 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/50358
Chatre L., Socci J., Adams S. J., Denissenko P., Cherkasov N. Design of 3D-printed structures for improved mass transfer and pressure drop in packed-bed reactors // Chemical Engineering Journal. 2021. Vol. 420, Part 1. Article 129762. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129762
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
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
Мікульонок І. О. Технологія перероблення полімерів. 5-те вид., переробл. та доповн. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025. 314 c. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/74268
Мікульонок І. О. Інтелектуальна власність та патентознавство. 5-те вид., переробл. та доповн. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, Вид-во «Політехніка»», 2024. 248 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/68179
Мікульонок І. О. Оформлення заявки на винахід і заявки на корисну модель. 4-те вид., переробл. та доповн. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського : Інститут газу НАНУ, 2025. 202 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/72376
Мікульонок І. О. Печі та топки для спалювання твердих побутових відходів (Огляд конструкцій) // Енерготехнології та ресурсозбереження. 2023. Т. 74, № 1. С. 59–80. DOI: https://doi.org/10.33070/etars.1.2023.06
Андреєв І. А., Зубрій О. Г., Мікульонок І. О. Застосування матеріалів у хімічному машинобудуванні. Сталі й чавуни. Київ : ІЗМН, 1999. 148 с.
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
Лукашова В. В., Мікульонок І. О., Радченко Л. Б. Екструзія пінополімерів. Київ : НТУУ «КПІ», 2011. 176 с. URL: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/37522
Mikulenok I. O. Designs of bubble caps of the contact plates of mass-exchange columns (review of patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. Vol. 54, № 5–6. P. 410–417. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-018-0495-y
Mikulionok I. O. Design of the valves of the contact plates of mass-transfer columns (survey of patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2020. Vol. 55, № 9–10. P. 762–771. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-021-00881-5
Mikulionok I. O. Classification of the designs of the stamped contact plates of mass-exchange columns (survey of patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2020. Vol. 55, № 9–10. P. 847–855. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-020-00703-0
Mikulyonok I. O. Combined contact devices for mass-exchange towers // Chemical and Petroleum Engineering. 2012. Vol. 48, № 1–2. P. 71–76. DOI: 10.1007/s10556-012-9576-5
Mikulionok I. O. Classification of the Structures of Volume-Exchange Towers with Loose Packing (Survey of Patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2021. Vol. 57, № 3–4. P. 168–175. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-021-00941-w
Mikulionok I. O. Plate-Type Gas Distribution Grids for Fluidized Bed Apparatuses (Survey of Patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2021. Vol. 57, № 1–2. P. 168–175. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-021-00911-2
Mikulionok I. O. Classification of Gas-Distribution Grids of Fluidized Bed Apparatuses (Survey of Patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2021. Vol. 57, № 3–4. P. 346–353. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-021-00927-8
Mikulionok I. O. Classification of Devices for Introduction and Distribution of Light Phase in Mass-Exchange Columns (Survey of Patents) // Chemical and Petroleum Engineering. 2022. Vol. 58, № 5–6. P. 427–432. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-022-01110-3
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Ігор Олегович Мікульонок, Олена Іванівна Іваненко
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).
