Содержание к диссертации
Введение
2. Состояние вопроса, пели и задачи исследования 10
2.1. Новые области применения жидкостных сепараторов, задачи сепараторостроения 10
2.2. Развитие теоретических и экспериментальных исследований в области гидродинамики межтарелочных потоков и процессов седиментации 12
2.3. Цели и задачи исследования 20
2.4. Выводы к главе 2 22
3. Модель тонкослойных центробежных потоков и осаждение частиц в межтарелочном пространстве барабана сепаратора 25
3.1. Уравнения движения межтарелочного потока в бикони-ческой системе координат 25
3.2. Линейная система Гольдина и ее общее решение 31
3.3. Комплексный потенциал и комплексная скорость межтарелочного потока, их представление вблизи источников и стоков 35
3.4. Нахождение комплексного потенциала и комплексной скорости методом конформных отображений 42
3.5. Определение скоростей потоков в межтарелочных пространствах с различным конструктивным оформлением 50
3.6. Моделирование процессов разделения в межтарелочном пространстве сепаратора 59
3.7. Выводы к главе 3 69
4. Расчет кинематики потоков и процессов разделения в сепараторах различных типов. классификация сепараторов в зависимости от способов подвода и отвода жидкости 71
4.1. Расчет кинематики потоков и процессов разделения в сепараторах-разделителях .71
4.2. Расчет кинематики потока и процесса разделения в сепараторах с гидравлическим затвором на периферии 83
4.3. Классификация сепараторов в зависимости от способов подвода и отвода жидкости; геометрическая интерпретация 103
4.4. Выводы к главе 3 112
5. Расчет сепаратора микробиологической промьшленности 114
5.1. Специфика сепараторов, применяемых в микробиологической промышленности 114
5.2. Расчет кинематики потоков и процессов разделения в сепараторе для осветления лечебных сывороток, оптимизация его конструктивных параметров 115
5.3. Расчет коэффициента осветления сепаратора для осветления лечебных сывороток 122
5.4. Выводы к главе 5 125
6. Экспериментальные исследования, сопоставление с теоретическими данным 127
6.1. Экспериментальная установка для исследования кинематики межтарелочных потоков 127
6.2. Результаты экспериментальных исследований кинематики межтарелочных потоков и сопоставление с теоретическими данными 129
6.3. Результаты экспериментальных исследований процессов седиментации в сепараторе для осветления лечебных сывороток и сопоставление с теоретическими данными 135
6.4. Выводы к главе 6 137
Примечания 142
Литература 143
Приложения . 150
- Развитие теоретических и экспериментальных исследований в области гидродинамики межтарелочных потоков и процессов седиментации
- Нахождение комплексного потенциала и комплексной скорости методом конформных отображений
- Расчет кинематики потока и процесса разделения в сепараторах с гидравлическим затвором на периферии
- Расчет кинематики потоков и процессов разделения в сепараторе для осветления лечебных сывороток, оптимизация его конструктивных параметров
Введение к работе
В директивах ХХУІ съезда КПСС, в решениях майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС предусмотрено дальнейшее развитие сельского хозяйства, пищевой и мясомолочной отраслей промышленности. В связи с этим особое значение приобретает развитие отраслей микробиологической промышленности, связанных с производством пищевых продуктов, кормового белка, а также с производством вакцин, сывороток и других лекарственных препаратов для животноводства. Вопросы дальнейшего развития микробиологической промышленности рассмотрены на заседании Политбюро ЦК КПСС 27 мая 1983 г. В принятом постановлении определены меры по улучшению работы микробиологической промышленности. В частности, подчеркивается необходимость оперативного внедрения в производство достижений науки и техники.
В настоящее время в микробиологической промышленности широкое применение находят жидкостные сепараторы, используемые для обработки различных бактериологических суспензий взамен традиционной, малопроизводительной технологии. Разрабатываемые для этих целей сепараторы должны удовлетворять особым требованиям, обусловленным свойствами обрабатываемых микробиологических сред: сложным составом, необходимостью выделения частиц очень малого размера, удельный вес которых во многих случаях лишь незначительно отличается от удельного веса дисперсной среды.
Важность разработки указанных сепараторов вытекает из постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР & 498 от 01.06. 1978 г., в котором поставлена задача создания гаммы сепараторов для получения вакцин и сывороток для животноводства.
Проблема создания сепараторов с высокой степенью осветления для обработки микробиологических сред неразрывно связана с дальнейшей разработкой и уточнением методов расчета таких сепараторов. В основе этих методов лежит расчет остроты сепарации путем оценки диаметра критической частицы в зависимости от механических, физических и геометрических параметров. По существующей методике диаметр критической частицы оценивается с помощью формулы Бремера, которая прежде всего предполагает поток осесимметричным. В силу этого при таком расчете остроты сепарации не может быть учтено влияние таких геометрических параметров, как наличие или отсутствие питающих каналов, планок, длина планок, угловой сдвиг питающих каналов относительно планок. Ясно, что эти параметры существенно влияют на гидродинамику межтарелочного потока, а значит, и на процесс сепарации. Оптимизация конструктивного оформления межтарелочного пространства сепаратора может без всяких дополнительных затрат значительно повысить эффективность процесса сепарации и поэтому является важной и актуальной задачей.
Поскольку процесс сепарации не может быть эффективно рассчитан без изучения движения жидкости в межтарелочном пространстве, первой задачей в указанном направлении является изучение гидродинамики межтарелочных потоков.
В данной работе разработан метод расчета скоростей и давления межтарелочных асимметричных потоков с учетом планок, их количества, расположения и размеров, питающих (отводящих) каналов, при различных способах подвода и отвода жидкости в межтарелочное пространство. Этот метод основан на применении аппарата теории функций комплексного переменного. Полученные результаты можно рассматривать как дальнейшее развитие и, в известном
смысле, завершение линейной теории межтарелочных потоков, разработанной Е.М.Гольдиным в основном для осесимметрических потоков.
Для расчета эффективности процесса сепарации предложены количественные параметры, характеризующие остроту и неравномерность процесса в межтарелочном пространстве, разработана методика их численного расчета. При этом используются кинематические характеристики потока жидкости в межтарелочном пространстве сепаратора, которые определяются для каждой конкретной модели указанным выше методом. Расчет характеристик процесса се-парции при различных значениях парметров геометрического оформления межтарелочного пространства позволяет оптимизировать эти параметры.
На базе указанных исследований впервые в отечественной практике разрабатывается гамма сепараторов для обработки продуктов микробиологического синтеза и в том числе один из наиболее сложных - сепаратор для осветления сывороток.
В соответствии с этим в предлагаемой работе на защиту выносятся следующие вопросы, исследование и разработка которых может служить предметом новизны данной диссертационной работы:
разработан общий математический метод определения гидродинамических характеристик потока жидкости в межтарелочном пространстве, не обладающем осевой симметрией, при различном его конструктивном оформлении;
разработана обобщенная математическая модель сепараторов и аналогичных им аппаратов в зависимости от способов подвода и отвода жидкости;
разработаны количественные параметры процесса сепарации, характеризующие его остроту и неравномерность;
разработана методика расчета указанных характеристик сепарации;
разработана методика моделирования на ЭВМ межтарелочных потоков и процессов седиментации путем численного интегрирования системы дифференциальных уравнений движения частицы в потоке жидкости; указанная методика позволяет рассчитывать картины асимметричных потоков и характеристики процесса сепарации в них и на основе этих расчетов оптимизировать параметры конструктивного оформления: межтарелочного пространства;
проведены расчеты кинематики асимметричных межтарелочных потоков и процессов седиментации для сепараторов-разделителей существующего типа;
проведены расчеты кинематики межтарелочных потокрв и процессов разделения в них для сепараторов нового типа, периферийное пространство которых перекрыто, а подвод и отвод жидкости осуществляется через распределительные каналы;
проведено моделирование на ЭВМ асимметричных потоков и процессов разделения в межтарелочном пространстве сепаратора для осветления микробиологических суспензий при различных значениях геометрических параметров оформления межтарелочного пространства, в результате чего найдены оптимальные значения этих параметров;
предложена методика расчета коэффициента осветления сепаратора по данным гранулометрического состава частиц дисперсной фракции и по рассчитанному значению диаметра критической частицы.
Для проверки теоретических результатов проведены экспериментальные исследования кинематики межтарелочных потоков, а также исследования эффективности процессов сепарации на эксперимен-
тальном сепараторе при трех различных вариантах конструктивно-
«
го оформления межтарелочного пространства. Данные эксперимента дали удовлетворительное совпадение с результатами теоретических расчетов.
Работа выполнялась в Сибирском технологическом институте (СТИ) и во Всесоюзном научно-исследовательском и экспериментально-конструкторском институте продовольственного машиностроения (ШИЭКИПродмаш). Экспериментальные исследования проводились в лаборатории сепарирования отдела сепараторостроения БНИЭКИПродмаш, а также на Голещенской биофабрике.
На основании проведенных исследований в отделе сепараторостроения БНИЭКИПродмаш разработана конструкторская документация на сепаратор AI-AGJI для осветления сывороток крови сельскохозяйственных животных. Указанная документация передана Плав-скому сепараторостроительному заводу, где в 1983 г. изготовлен опытно-промышленный образец сепаратора и проведены его производственные испытания. Сепаратор будет внедрен на предприятиях Главбиопрома Министерства сельского хозяйства СССР. Ожидаемый экономический эффект от внедрения одного сепаратора составит 19 тыс. рублей в год.
По материалам диссертации опубликованы статьи [2, 3, 4, 8, 20, 62, 63].
г. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Развитие теоретических и экспериментальных исследований в области гидродинамики межтарелочных потоков и процессов седиментации
К исследованиям в области гидродинамики межтарелочных потоков в барабане сепаратора близко примыкают исследования гидродинамики потоков между вращающимися дисками, которые имеют место в многодисковых насосах и турбинах. В последнее время в связи с развитием космической техники эти вопросы привлекают особое внимание ученых.
Основным методом теоретических исследований гидродинамики тонкослойных центробежных потоков вязкой жидкости является анализ и решение уравнений Навье - Стокса как в линейной, так и в нелинейной постановке, с учетом малости щелевого зазора. Эти исследования основываются на классических методах гидродинамики, развитых в трудах Л.И.Седова [4б] , Л.Г.Лойця-нского [37], Г.Шлихтинга [бо], Дж.Бэтчелора [ 7], Н.Е.Кочина, И.А.Кибеля, Н.В.Розе [Зі], М.А.Лаврентьева, Б.В.Шабата [34, 35].
В монографии Лойцянекош [37]рассмотрена задача о пространственном движении вязкой несжимаемой жидкости между двумя близкими параллельными плоскостями с возможными цилиндрическими вставками. Отбрасываются инерционные силы ввиду их малости по сравнению с силами вязкости и давления. Полученная линеаризованная система уравнений Навье - Стокса в случае отсутствия цилиндрических вставок решается в явном виде: найдены формулы для скоростей и давления. Указано, что задача с цилиндрическими вставками может быть решена методами теории функций комплексного переменного, как в случае плоского течения идеальной жидкости. Таким методом исследована задача о движении смазочного масла в тонком зазоре между вращающимся валом и неподвижной подушкой подшипника.
Изучение движения вязкой жидкости в случае тонкого смазочного слоя между двумя почти параллельными поверхностями приводит к рассмотрению уравнений Рейнольдса для смазочного слоя [бз]. Эти уравнения получаются из уравнений Навье - Стокса после отбрасывания инерционных членов и частичного учета вязких членов.
При изучении движения жидкости в межтарелочном пространстве барабана сепаратора возникают дополнительные сложности, обусловленные, во-первых, тем, что в этом случае течение происходит между коническими тарелками (а не параллельными плоскостями). Во-вторых, приходится учитывать значительные центробежные и кориолисовы силы, действующие на жидкость. Тем не менее изучение уравнений, аналогичных уравнениям Рейнольдса, полученных с учетом специфики межтарелочного пространства, позволило Гольдину получить фундаментальные результаты в области гидродинамики межтарелочных потоков в барабане сепаратора.
Используя биконическую систему координат [ll\, наиболее естественно учитывающую геометрию межтарелочного пространства, Гольдин рассмотрел уравнения Навье - Стокса с учетом центробежных и кориолисовых сил [із]. При этом были получены критериальные величины Л и 7 » характеризующие межтарелочный поток. Проводя анализ действующих на жидкость сил, с учетом малости межтарелочного зазора, Гольдин получил [II \ линейную систему уравнений, аналогичную системе Рейнольдса. Для линейной системы было получено представление скоростей межтарелочного потока и давления через аналитические функции [l4]. Несколько позднее появилась работа [б4], в которой также разрвбатываются основные положения линейной теории применительно к тонкослойным осесимметрическим потокам. Результаты этой работы перекликаются с [п] и в основном повторяют последнюю.
Б рамках линейной теории для осесимметрических потоков получены в явном виде формулы для скоростей и давления, уравнения траекторий жидкой частицы [12]. Результаты этих исследований позволили с новых позиций рассмотреть известный парадокс Шмитца [б7, 68]. Для осесимметрических потоков были рассмотрены также вопросы устойчивости [іб]. В [ю] предложена математическая модель питающих каналов в виде точечных вихре-источников, позволяющая рассматривать асимметричные потоки, когда жидкость поступает в межтарелочное пространство через питающие отверстия.
Одним из главных направлений в дальнейшем развитии исследований гидродинамики межтарелочных потоков явилось уточнение линейной теории за счет учета инерционных членов. При этом для анализа получающейся полной системы уравнений На-вье - Стокса применяются различные математические методы: метод малого параметра, метод итераций, метод осреднения Сдез-кина - Тарга, метод конечных разностей»
Б работах [16, 18] изучалось влияние нелинейных членов на гидродинамику осесимметрического межтарелочного потока. С этой целью исходная система уравнений, записанная в бикони-ческих координатах, упрощалась с учетом малости межтарелочного зазора и приводилась к интегральной системе уравнений. Решение полученной системы найдено методом итераций. Получены три приближения, а для поперечной скорости - четвертое приближение. Рассчитаны профили скоростей. Путем анализа отношения поперечной скорости к осредаеннои продольной на плоскости критериальных параметров Л и 7 найдены зоны, соответствующие различным режимам межтарелочного потока: линейному, нелинейному и турбулентному режимам течений.
В [г?] проводилось исследование нелинейных осесимметриче-ских потоков методом малого параметра. Найдены значения скоростей и давления до третьего члена разложения для широкого диапазона изменения критериальных параметров Ли , а также асимптотические формулы при больших Л . Указано на хорошее согласование результатов с данными экспериментальных исследований [і, 42\ Исследования [її] обобщают результаты \бб] , полученные для расходящихся потоков между плоскими дисками.
Нахождение комплексного потенциала и комплексной скорости методом конформных отображений
Рассматривая эталонные потоки для приведенных в табл. I вариантов, например, при 0 = { , отметим, что в случаях 1а, 16 точка 2 = U является источником, точка Ъ = со - вихре-стоком; в случаях Іг, Ід Ъ = 0 - вихреисточник, г = оо _ вихресток. Для вариантов 1е - 1л вихри отсутствуют, поэтому, как нетрудно убедиться подстановкой приведенных в таблице V0, Vo,, в (1.80), эталонный поток во всех этих случаях определя-ется осредненной комплексной скоростью 1/ +LU в L t откуда V - и , U - 1 , то есть жидкость течет по радиальным прямым от центра к периферии.
Формулы табл. I для потоков в неограниченной области могут быть использованы для изучения потоков между конечными тарелками, когда влиянием периферии можно пренебречь (как это сделано, например, в [2, 4]). При этом рассматривается течение в круге, например, \ї \ 1 и предполагается, что через перифе-т рию тарелок жидкость протекает свободно.
Заметим, что для приведенных- в табл. I моделей рассматривается полный, а не усеченный конус, как это имеет место в реальных сепараторах. Кроме того, игнорируется влияние периферии тарелок, и если оно существенно, то рассматриваемая модель может оказаться малопригодной. Указанные недостатки могут быть преодолены с помощью приведенного ниже метода.
Применим формулу (1.79) для областей, лежащих в круге \l\ R, границами которых помимо окружности \i\= К могут быть различные радиальные перегородки. Включение в границу окружности означает, что жидкость не протекает через периферию тарелок. Подача и отвод жидкости в межтарелочное пространство осуществляется через питающие и отводящие каналы. Гидродинамическая модель такого типа сепараторов изучалась в [з, 20].
Обозначим указанную область (или ее -ю симметричную часть, как в рассматриваемых ниже случаях) через D Пусть отображается на верхнюю полуплоскость посредством функции г U) . Из принципа симметрии следует, что функция отображает на верхнюю полуплоскость область В , симметричную с областью D относительно ее круговой границы. Для приведенных в табл. 2 вариантов F(R7z) = FU) . Учитывая, что изменение знака г ( ) не меняет правую часть (1.79), приходим к выводу: функция г У.Ї) , определяющая посредст-вом (1.79) течение в области, лежащей в круге \i[ К , определяет течение в области, лежащей вне этого круга и симметри-чной первоначальной области относительно границы \ї\ К круга.
Как было отмечено, (1.79) при соответствующем подборе г С ) обеспечивает непротекание жидкости через окружность І2І= К. Наряду с областью D рассмотрим область D1 , полученную из D путем неограниченного увеличения \\ (радиальные перегородки, примыкающие к окружности, при этом также растягиваются до бесконечности). Прибавляя к (1.79) скорость эталонного для области D потока получим течение в области 1) , при условии, что О /И. -я часть общего межтарелочного расхода жидкости вытекает (или втекает - в зависимости от знака Q, ) через периферию. При этом, конечно, уже не обязательно С(= 2 . Нужно учитывать также, что если в (1.79) источнику (стоку) в точке ї = U соответствует коэффициент расхода Ы0 , то в суммарном потоке относительный расход в точке і = U будет равен ot0 + ],/п..
Аналогичное наложение потоков может быть применено и для течения в области D , симметричной D относительно ее круговой границы. Б этом случае прибавляется эталонный поток для области JD4 , полученной из Б путем сжатия круга І2І «\ в точку 2=0. В табл. Z приведены схематические рисунки областей D и соответствующих им областей ІЗ (на рисунках области заштрихованы); функции , отображающие каждую из этих областей на верхнюю полуплоскость. Кроме того указаны области [jL и из таблицы I, такие что прибавление соответствующих им эталонных потоков обеспечивает протекание ( -й части потока через границы областей
Одним из основных параметров, характеризующих процесс сепарации , является диаметр критической частицы CL кр, которая начинает осаждаться на максимальном удалении от поверхности осаждения и осаждается на тарелку в критическом положении -на выходе из межтарелочной щели. Для оценки І«р обычно используют формулу Бремера [б]
Расчет кинематики потока и процесса разделения в сепараторах с гидравлическим затвором на периферии
Приводимая схема распределения потоков допускает наглядную геометрическую интерпретацию. Пусть вначале Q 0 0. Тогда из (2.36) + = ±1. В плоскости параметров О , о(0 этим уравнениям соответствуют отрезки В С и Е г (рис. 20). При ( d0 0 и с чг Ы0 0 из (2.36) следует ± 1 - ±с) + +ol0= 2, откуда = I или oL0 = і (отрезки (\ В и CD рис. 20). Если же Cjo o 0 и q,+ do 0, то + ( - о)1 - 0= 2 и либо ( -= -I, либо оС0= -I (отрезки flF и ED рис. 20). Таким образом, допустимые значения 0 и оС0 , удовлетворяющие (2.36), лежат на контуре шестиугольника (рис. 20).
Придавая Q и ot0 различные значения, получим всевозможные варианты, характеризующие схемы потоков и соответствующие им аппараты, конструктивно родственные сепаратору-разделителю.
Для представления каждого из вариантов воспользуемся последовательно тремя участками тарелки: окрестностью центра или внутренним краем тарелки, совокупностью распеределительных отверстий и периферией или наружным краем. Каждому из участков, в зависимости от рассматриваемого варианта, поставим в соответствие один из индексов: + ,— или 0. Знак "+" означает, что данный участок является источником, жидкость через него поступает в межтарелочное пространство. В случае, когда через данный участок жидкость вытекает из межтарелочного пространства., ставим знак "—". Индекс "О" означает, что данный участок перекрыт. При этом + I или -I означает, что через соответствующий участок поступает или отводится вся жидкость.
Так, обычному сепаратору-разделителю соответствует набор -4-І -, согласно которому распределительные отверстия являются источниками, а центр тарелок (левый минус) и их периферия (правый минус) - стоками.
В табл. 9 приведены все возможные варианты значений и и соответствующие им геометрические образы шестиугольника, рис. 20. Вершинам шестиугольника соответствует такое распределение потоков, когда один из участков перекрыт, сторонам - когда все три участка задействованы. Например, вершине (\ соответствует вариант, когда вершина тарелок перекрыта, вся жидкость поступает в межтарелочное пространство через периферию и отводится через распределительные отверстия. Стороне t Г соответствует вариант, когда вся жидкость подается через вершину, а отводится частично через периферию тарелок, частично - через распределительные отверстия. Отметим, что точки контура шестиугольника, симметричные относительно точки U , соответствуют вариантам, отличающимся противонаправленностыо течения.
Итак, выбирая Q и о(.в на 6 сторонах и в 6 вершинах шестиугольника, получим 12 различных вариантов распределения межтарелочных потоков, которые могут быть использованы в центробеж--ных аппаратах различного назначения.
Аналогичное распределение потоков можно построить в сепараторах с гидравлическим затвором на периферии, оборудованных двумя рядами распределительных отверстий, которые рассматривались в п. 4.2.
В случае сепаратора с радиальными планками в формулу (2.30), определяющую скорости межтарелочного потока, уже входят два параметра распределения с 0 и оЦ . Чтобы провести аналогичное обобщение для сепаратора-разделителя с непротеканием через периферию тарелок, вместо (2.27) рассмотрим
Для сепараторов, в которых скорости межтарелочных потоков определяются (2.30) и (2.37), распределение потоков будет интерпретироваться тем же шестиугольником (рис. 20) и табл. 9, только вместо Q следует рассматривать oLi . При этом oi0 будет соответствовать первому ряду распределительных отверстий, оС1 - второму; вершине тарелок соответствует относительный расход - (dL0 + ol1 ).
Отметим, что для сепараторов с двумя рядами распределительных отверстий варианты 2 и 3 табл. 9, соответствующие вершинам JD и С шестиугольника, а также 5 и 6, соответствующие вершинам L и г , можно считать совпадающими, так как для них либо oL0e 0, с 1 = -I, либо oi., = 0, ot0 = ± і и соответствующие выражения для комплексной скорости будут совпадать с точностью до обозначений. Таким образом, для этих случаев получается 10 различных вариантов распределения потоков.
Как отмечалось в п. 3.5, в случаях, когда в границу обла-сти течения включается окружность 121= R , прибавление к комплексной скорости рассматриваемого потока скорости эталонного для данной области потока с коэффициентом расхода - о обеспечит протекание 0 -ой части межтарелочного расхода жидкости через периферию тарелок (внутреннюю или внешнюю). Если межтарелочное пространство такого сепаратора оборудовано двумя рядами распределительных отверстий, то поток в нем будет определяться набором трех параметров распределения: 0to -для первого ряда распределительных отверстий, &ч - для второго, Q - для внешней периферии. Через вершину будет протекать - (о 4-dlo+ot часть межтарелочного расхода.
Расчет кинематики потоков и процессов разделения в сепараторе для осветления лечебных сывороток, оптимизация его конструктивных параметров
Существующие методы расчета эффективности процесса сепарации не учитывают такие параметры оформления межтарелочного пространства, как планки, питающие каналы, их взаимное расположение, длину планок - факторы, которые оказывают существенное влияние на гидродинамику межтарелочных потоков, а значит, и на процесс разделения. Оптимизация указанных параметров позволят без всяких дополнительных затрат повысить эффективность процесса сепарации. Решение этой задачи приводит к необходимости рассмотрения асимметричных потоков и процессов разделения в таких потоках. Вместе с тем гидродинамика асимметричных центробежных потоков разработана недостаточно.
В данной работе решается задача оптимизации параметров конструктивного оформления межтарелочного пространства сепаратора. 1. Разработан основанный на конформном преобразовании облас ти течения общий метод, позволяющий эффективно находить функ цию тока, давление и скорости жидкости в асимметричном межтаре лочном пространстве барабана сепаратора. Указанный метод применен для 30 конкретных моделей межтарелочных пространств с различным конструктивным оформлением тарелок. 2. Предложена классификация сепараторов и подобных им аппаратов в зависимости от способов подвода и отвода жидкости. 3. Разработана методика расчета эффективности процесса сепарации с учетом асимметрии потока, обусловленной питающими и отводящими каналами, планками. Предложены характеристики остроты сепарации О и неравномерности работы тарелки 6 в виде функционалов. 4. Разработана методика расчета характеристик сепарации и 6 путем численного интегрирования на ЭВМ уравнений движения частицы в потоке жидкости. Эта методика позволяет одновременно получать картины потоков в виде равноделящих траекторий и сепаратрис. 5. На базе разработанной методики проведены расчеты кинематики межтарелочных потоков и процессов седиментации в сепараторах-разделителях существующего типа. Путем расчета и анализа характеристик сепарации исследовано влияние основных конструктивных и технологических параметров на эффективность работы сепаратора. 6. Проведен анализ сепараторов новой конструкции, периферийное пространство которых перекрыто, а подвод и отвод жидкости осуществляется через распределительные каналы. При этом рассмотрены сепараторы, тарелки которых оборудованы планками, и сепараторы с тарелками без планок. Путем моделирования на ЭВМ для указанных сепараторов проведены расчеты кинематики, потоков и характеристик сепарации в зависимости от основных конструктивных и технологических параметров. 7. На основе разработанной модели найдены основные гидродинамические характеристики межтарелочных потоков в барабане сепаратора для осветления сывороток. Проведено численное моделирование межтарелочных потоков и процессов осаждения в них при различном конструктивном оформлении межтарелочного пространства. 8. Проведены экспериментальные исследования кинематики межтарелочных потоков,- а также исследования эффективности процесса осаждения на экспериментальном сепараторе при трех различных вариантах конструктивного оформления пакета тарелок. Данные экспериментов дали удовлетворительное совпадение с результатами теоретических расчетов. 9. На основе теоретических и экспериментальных исследований выбрана оптимальная конструкция межтарелочного пространства ба рабана сепаратора для осветления бактериологических суспензий. 10. Предложена методика расчета коэффициента осветления сепаратора по данным гранулометрического состава частиц дисперсной фракции и по рассчитанному с учетом асимметрии межтарелочного потока значению критического диаметра. Проведен расчет коэффициента осветления сепаратора для осветления бактериологических суспензий. 11. Результаты проведенных исследований легли в основу разработки и создания сепаратора АІ-АСЯ (приложение 5), предназначенного для осветления различных бактериологических суспензий, в частности, для осветления сывороток крови сельскохозяйственных животных. Экономический эффект от внедрения на предприятиях Главбиопрома Министерства сельского хозяйства СССР одного сепаратора АІ-АСЇЇ составит 19 тыс. рублей в год (приложение 6). Общий эффект за XI пятилетку составит 1140 тыс. рублей. При разработке модели процессов сепарации в межтарелочном пространстве сепаратора (п. 3.6) использованы идеи, разработанные совместно с Гольдиным Е.М. Расчеты кинематики межтарелочных потоков и процессов седиментации в сепараторах-разделителях существующего типа (п. 4.1) и в сепараторах с гидравлическим затвором на периферии без планок (первая часть п. 4.2) проведены совместно с Гольдиным Е.М., Вайнштейном И.И. при участии Альбрехта В.И.; расчет сепаратора с гидравлическим затвором на периферии и с планками (вторая часть п. 4.2) был проведен совместно с Гольдиным Е.М. Классификация сепараторов в зависимости от способов подвода и отвода жидкости (п. 4.3) была разработана совместно с Вайнштейном ИІИ., Гольдиным Е.М , Карамзиным В.А. В проведении экспериментальных исследований кинематики межтарелочных потоков (п. 6.2) принимали участие Мошкин В.Е., Новикова Г.Д. Экспериментальные исследования процессов седиментации (п. 6.3) были проведены Зуйковым В.Я., Мошкиным В.Е., Кузнецовым В. А.
