Введение к работе
Актуальность работы.
Математическое моделирование является эффективным средством проведения проектных исследований, разработки методик инженерных расчетов различных технологических процессов .машин и аппаратов для их'реализации. Использование этого очень важного и мопдаого инструмента для проведения научных исследований становится особенно эффективным , когда проведение физического моделирования ( натурного эксперимента ) является дорогостоящим'и опасным процессом ( в химической , нефтехимической промышленности ), когда разрабатываемый процесс или аппарат не имеют аналогов в отечественной и мировой практике.
Для проектирования современных технологических процессов, ыашин и аппаратов необходимо иметь уточненные характеристики переноса количества движения ,, тепла я массы , которые нельзя получить анализом приближенных уравнений переноса , типа уравнений пограничного слоя. Это в большой степеки относится механическим процессам разделения неоднородных систем , которые составляют весьма значительную часть технологических- процессоз химических , нефтехимических , микробиологических и пищевых производств. По данным НИИХишаиа оборудование для осуществления указанных производств составляет 50-60 X механического оборудования современного химического завода.
Таким образом проектирование современных высокоэффективных технологических процессов и аппаратов предполагает анализ полных уравнений переноса , что является весьма актуальной и сво-
евременной вадачей и представляет значительный теоретический и прикладной интерес .
При исследовании гидродинамических процессов и в частности разделения тонко-дисперсных труднофилыруемых суспензии это предполагает аначиз полных уравнений течения Навье-Стокса.До настоящего времени только Карману и Кокрену удалось провести численное решение полных уравнений Назье-Стокса для случая течения полубесконечного объема вязкой жидкости вблизи вращающегося плоского диска.
Однако эта картина далека от реально-реализуемых процессов течения в современных машинах и аппаратах с интенсивным режимом работы.
Поэтому разработка методов решения полных уравнений движения вязкой жидкости со свободной границей зависящей от продольной координаты , и на основе полученного решения , исследование процесса разделения труднофильтруемых тонко-дисперсных суспензий является очень важной и актуальной задачей для многих отраслей промышленности и представляет значительный теоретический интерес.
Научная новизна.
1.Разработан метод точных решений полных уравнений движения вязкой тадкости путем отыскания автомодельного решения и перевода системы уравнений в частных производных в систему обыкновенных дифференциальных уравнений.
2. Разработана проградаа численного решения нелинейной системы обыкновенных дифференциальных уравнений представляющих собой "двухточечную" краевую задачу.
3.Найдены поля скоростей и давления при течении пленки
— --
вязкой жидкости по наружной поверхности вращающегося конического ротора и получение аналитических зависимостей для определения основных гидродинамических параметров такого течения .
4.Разработана математическая модель процесса разделения суспензий при внешнем течении по поверхности вращающегося конического ротора и получены аналитические зависимости для определения разделяющей способности роторно-пленочной центрифуги.
5.Разработана методика инженерных расчетов процесса сепа
рации тонко-дисперсных суспензий на роторио-пленочных центрифу
гах. *
Практическая ценность.
Результаты исследований позволили разработать методику ш-денерного расчета конического центробежного классификатора , что дает возможность реализовывать процессы тонкой сепарации суспензий , ранее дорогостоящ? или вообще труднореализуемые.
Реализация работы.
Указанная методика принята к внедрению на АО " Химпром" г.Вологограда для проектирования установки по выделению кристаллов фумаровой кислоты.
Некоторые результаты исследования внедрены в учебный процесс при чтении курса лекций и проведении практических занятий по дисциплине "Теоретические основы технологических процессов."
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсудщались на 4-ой Всероссийской конференции "Динамика процессов и аппаратов
-e-
хкмической технологии" - Ярославль,1994г.,2-ой региональной научно-технической конференции "Проблемы химии и химической технологии"- Тамбов,1994г., 1-ой Межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ' ученых Волгоградской области. -Волгоград,1994 г.. 2-ой Межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области.-Волгоград, 1995 г., на научных конференциях-и семинарах Волгоградского технического университета в 1992-1996 годах.
Публикации.
Материалы, изложенные в диссертации нашщ отражение в 7 опубликованных печатных работах. *
Структура и объем работы.
