Введение к работе
Актуальность работы. Многие продукты в химической, пищевой, фармацевтической, микробиологической и других отраслях промышленности выпускаются в гранулированном виде В последнее время на рынках гранулированных продуктов значительно повысились требования к их потребительским свойствам, таким как качество материала гранул, размер, форма, плотность и др Улучшение потребительских свойств уже полученных гранул можно достичь путем экстракции растворимых в жидкости необходимых веществ, доведение гранул до сферической формы, уплотнение материала гранул для увеличения удельного веса - путем обкатки Зачастую гранулы после значительного улучшения их потребительских свойств указанным выше методом нуждаются в покрытии их многофункциональной защитной пленкой, например, гранулированные минеральные удобрения нуждаются в покрытии их пленкой, замедляющей процесс выщелачивания материала гранулы водой при поливном земледелии, а гранулы лекарственных препаратов, - в пленках для пролонгации лекарственных свойств, и защиты
Разработка высокоэффективного метода предпосевной подготовки семян, предполагающего решения двух задач - подкормка семян питательными солями и другими продуктами, а также покрытие их защитной плёнкой, препятствующей процессу гниения семян, поскольку для ряда регионов, включая Волгоградскую область, земледелие является критическим
В настоящее время остро стоит вопрос увеличения степени извлекаемости нефти и газа из введенных в эксплуатацию залежей углеводородного сырья Это достигается введением в призабойную зону гранулированного продукта во время гидроразрыва пласта Гранулированный продукт - пропант Россия импортирует, хотя обладает мощностями для производства аналогичного продукта Одной из особенностей гранул пропанта - покрытие их плёнкой, уменьшающей трение при фильтрации через слой гранул углеводородного сырья
Таким образом, в настоящее время очень остро стоит задача предложить высокоэффективный процесс улучшения потребительских свойств гранулированных продуктов, процесс нанесения двухслойных покрытий на гранулы, процесс выделения гранул из суспензии с классификацией их по целевым фракциям с непрерывной и одновременной их реализацией в одном аппарате
Обработка информации по теоретическим и экспериментальным исследованиям процесса грануляции продуктов, выполненная на основе системного анализа, показала, что для получения гранулированных продуктов на уровне евростан-дартов необходимо ввести дополнительную, финишную операцию в процесс их получения с реализацией этого процесса в новом, высокоэффективном аппарате
Для решения этой задачи в диссертационной работе предлагается новый высокоэффективный способ улучшения потребительских свойств гранул и нанесения на них двухслойных покрытий Способ заключается в реализации двухслойного течения несмешивающихся нелинейно-вязких жидкостей, текущих как по внутренней, так и по наружной поверхности вращающейся конической насадки с движением гранул через два слоя жидкости последовательно, с разделением гранул по целевым фракциям который реализуется в одном аппарате при непрерывном режиме работы Технологический процесс в этом аппарате реализуется в тонких плёнках, что позволяет достичь скачкообразного эффекта, значительно превышающего суммарный эффект от каждого из способов в отдельности
Исследование процесса двухслойного течения неньютоновских жидкостей и движения через них сферических гранул позволит определить технологические параметры нового процесса улучшения потребительских свойств гранулрованных продуктов
Все вышесказанное позволяет сделать вывод о том, что тема диссертационной работы является весьма своевременной и актуальной и представляет значительный теоретический и прикладной интерес
Цель работы - разработать научно обоснованную и экспериментально проверенную методику инженерного расчета центробежного аппарата для улучшения потребительских свойств гранулированных продуктов.
Научная новизна работы заключается в следующем
Впервые рассмотрено двухслойное течение нелинейно-вязких несмешивающихся жидкостей по поверхности вращающейся конической насадки комбинированной формы Определены основные гидродинамические параметры процесса совместного течения
Впервые рассмотрено последовательное движение гранул через два слоя несмешивающихся жидкостей Определены время прохождения гранул двух поверхностей раздела фаз и время прохождения гранулой каждого слоя жидкости
Впервые определены конструктивные и технологические параметры работы конической комбинированной насадки, обеспечивающие улучшение потребительских свойств гранулированных продуктов и нанесения двухслойных пленок на сферические гранулы
Практическая ценность. Полученные теоретические зависимости для определения основных гидродинамических параметров работы конической насадки могут быть использованы для математического моделирования многих технологических процессов, реализуемых в центробежном поле, таких как грануляция, роторно-плёночное центрифугирование, выпаривание, кристаллизация, абсорбция идр
Разработанная методика инженерного расчета центробежных конических насадок позволит более широко внедрить эти высокоэффективные устройства в химическую, пищевую, микробиологическую промышленность и другие отрасли народного хозяйства
Апробация работы. Отдельные разделы работы докладывались на научных конференциях Волгоградского государственного технического университета в 2003-2006 годах.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы в центральной печати
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержащего 118 источников, и приложений Содержание диссертации изложено на 144 страницах машинописного текста, включая 30 рисунков
