Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Определяющая роль в развитии экономики принадлежит базовим отраслям индустрии и,' в частности, химической промышленности и энергетике. В связи с резким возрастанием цен на нефть и нефтепродукты становятся актуальными исследование и разработка новых эффективных методов их переработки и экономии. При переработке широко используется процесс эмульгирования.
Эмульгирование можно осуществлять различными способами: механическими, циркуляционными, вибрационными, роторно-пульсацион-ными, ультразвуковыми, электродинамическими. Для рассмотрения их выработаны обгдие критерии оценки и методики расчета конструкций. Предлагаемый электрогидродинэшческий метод эмульгирования с этих позиций еще не рассматривался. Удельные энергетические затраты на создание тонкодисперсных эмульсий с применением электрогвдродина-мичесісого эмульгирования значительно снижаются. В связи с этим исследование электрогидродинамического эмульгирования и разработка устройств,работающих на его основе, является актуальной темой.
Работа выполнялась в соответствии с Координационным планом НИР АН СССР на 1981-1985 годы по- проблеме ТОХТ раздел 2.27.2.19.10. "Исследование методов интенсификации процессов физической абсорбции, бинарной ректификации и экстракции, .проводимых в пленочной и насадочной колонной аппаратуре с помощью электростатических и электромагнитных полей, . разработка новых конструкций и создание методов расчета" и в НЦФИ КПНГ и ПГТУ по теме "Волновые технологии извлечения металлов и их производных из неф-гей и битумов".-
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. .Теоретическое и экспериментальное определение, эсобенностей процесса злектрогидродинамического эмульгирования и эазработка устройств, работающих на его основе..
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Определено распределение потенциала и напряженности для'ряда геометрий электродов с использованием числених методов. Изучен механизм образования поверхностных и объёмных іарядоа на границе'раздела жидкостей. Произведена оценка длительности разрушения капли по каждому из четырех известных механизмов і электростатическом поле. Выявлен факт увеличения эффективности '.мудьгирования, при увеличении степени неоднородности поля. Опре-[елены основные критерии выбора конструкции электродов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Составлены программы для расчета распределения потенциала и оценки напряженности поля по всему сечению рабочих вон эмульгаторов. Теоретически показано и экспериментально подтверждено, что 8а различные механизмы разрушения капли ответственны разные слои варяда на границе раздела жидкостей. Доказано, что рациональным является использование в процессе эмульгирования механизма разрушения капли при отбрасывании ее от электрода после касания и зарядки. Обоснован выбор форм электродов "острие-плоскость" и "острие-кольцо" для электрогидродинамических эмульгаторов. Разработаны конструкции электрода, насоса, эмульгаторов.
Разработанные конструкции злектрогидродинамических устройств защищены авторскими сидетельствами и патентом.Пилотная установка и злектрогидродинамические эмульгаторы, изготовленные в ходе работы над диссертацией, были использованы для приготовления эмульсий при выполнении исследований по теме "Волновые технологии извлечения металлов и их производных из нефти и битумов" в Научном центре фундаментальных исследований ИПНГ РАН и ПГТУ Минобразования России. Результаты исследований и электрогидродинамические устройства испольвованы при реконструкции котельной СУ N 5 Управления строительства N 14 г.Кузнецка Пензенской области.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: 1) 40 научно-технической конференции профессоров, преподавателей и сотрудников кафедр и лабораторий МИХМа. Москва, 1983; 2) Всесоюзном научно-техническом совещании "Создание и внедрение химического оборудования с использованием физических методов интенсификации технологических процессов", Полтава, октябрь 1984; 3) 39 научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ППИ, Пенза, 1938; 4) Научно-техническом семинаре "Экономия топливно-энергетических ресурсов за
СЧЄТ СОВершеНСТВОВаНИЯ ТеХНОЛОГИИ. аВТОМЯТИЯАТТНИ трпппиппщ^яут-
ших установок и утилизации ВЭР". ПДНТП Пенза, 6-7 июня 1938; 5) 1.2,3,4 научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов ППИ, Пенза, 1990,1991,1992,1993; б) 5 и 6 научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов ПГТУ, Пенза 1994 и 1995; 7) 3 международной конференции "Современные проблемы электрогидродиамики и электрофизики жидких диэлектриков", Петродворец, Санкт-Петербург, 28 июня - 1 июля 1994.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации'опубликовано 12 работ, в том числе 4 статьи, 3 теэисов доклада, получено 4 авторских свидетельства на изобретения и 1 патент РФ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, условных обозначений, списка использованной литературы, включающего 151 наименование, и прилохений. Общий объем работы составляет 196 страниц, в том числе 46 рисунков и 4 таблицы.