Введение к работе
Актуальность темы исследования. Процесс абсорбции широко распространен в химической, нефтехимической, газовой, биотехнологнческой и ряде других отраслей промышленности. Большую перспектииу при его проведении имеют пленочные аппараты, работающие п высокоинтенснвных режимах (Re, > 10і). Пленочные аппараты характеризуются высокими значениями коэффициентов массоотдачи и малым гидравлическим сопротивлением, что делает их незаменимыми при проведении процессов разделения под вакуумом (абсорберы, нспаригели). Показано, что их применение позволяет заметно повысшь термодинамические к.п.д. циклов энергетических и холодильных установок, перспективно использование пленочных аппаратов и в качестве биореакторов.
Процесс абсорбции в промышленности практически всегда проводится в многокомпонентных системах и в условиях неиэотермичноеш процесса, т.е. при сопутствующем теплообмене. В то же время большинство предшествовавших исследований выполнено в псевдобниарной постановке, с принятием целого ряда допущений. Поэтому математическое моделирование всей совокупности массо- тсплообмепньгх явлений при пленочных течениях в многокомпонентных смесях, приобретает особую актуальность.
Тематика работы предусмотрена программой Российской Академии наук по важнейшим фундаментальным проблемам на (990 н последующие годы "Разработка научных основ создания новых процессов и аппаратов химической технологии її методов интенсификации существующих процессов" (Попр.1.2).
Цель работы. Разработка математического описания процессов сопряженного массо- теплообмена, протекающих в многокомпонентных смесях в системах пн) жидкость в иензотермнческнх условиях, с учетом внешней задачи (дополнительный теплообмен между пленкой жидкости и охлаждающей средой), разработка приемов его решения. Проведение эксперимента но иепзогермической абсорбции труднораспюрнмых газов в пленочном аппарате при высоких нагрузках, и по жидкости, и по газу. Экспериментальная проверка разработанного математическою описания. Разработка рекомендаций по использования результатов рабты.
Научнак шингіїїа. Выполнено замкнутое математическое описание процесса иеизотермичеекой абсорбции. Показано, что в услопннх изотермической абсорбции фуднораепюримых газов перекрестные эффекты многокомпонентной массоотдачи в жидкой фазе пренебрежимо малы, а эффек-пшные козффпцнешы мііотоїч'оміїонеїшіой массоотдачи практически соп-
надают с зкшшопярі-ьіміі коэффициентами. Установлен вид критериальных уравнений массоотдачн п «аідкоіі фазе в пленочных колоннах при высоко-интенсивных режимах работы (Re,НО4, Ite^>10(). Показано, что при
Яе^КУ'массоовдача в жидкой фазе зависит от режима движения газовой
фазы. Выявлена существенная, статистически значимая зависимость эффективности массоотдочн от степени нензотетшнчностн процесса. Показано, что разраб танная модель адекватно описываетэту зависимость.
Практическая ідсшіость работы связана с возможностью применения разработанной методики расчета пленочных аппаратов, а также обобщений для расчета коэффициентов переноса, при расчете, проектировании и оптимизации режимов работы пленочных абсорберов, испарителей, конденсаторов и бнореактороа.
Программа и методика расчета пленочных вакуумных испарителей и абсорберов принята Всероссийским институтом углеводородного сырья (ВНИИУС) и включена в состав пакета АРМ-Х7 - автоматизированное рабочее место химика - технолога.
Автор защищает:
- математическую модель, алгоритм и методику расчета процессов разделс-
4»w-iuineuoiiiiLis__annjipaiax1jjTOM числе и неизотермической абсорбции;
результаты исследования процесса изотермической абсорбцнитагттленоч-ных аппаратах при выеохоннтенсивных режимах их работы, и обобщения по массоотдаче в жидкой фазе для этих режимов;
результаты теоретического и экспериментального исследования процесса сопряженного массо- теплообмена при нензотермической абсорбции.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях Казанского Государственного технологического университета в 1994-1997 гдл, на межрегиональной конференции "Пищевая промышленность 2000", на S-ой международной конференции молодых ученых "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений" (г.Казань. 1996 г.), на 3-ем Минском международном форуме ММФ-96 по тепломассообмену (г.Мішск, 1996 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит нз введения, четырех глав текста, основных выводов, списка использованной литературы из ... наимс-
меновашш и приложения. Общий объем работы !ч0 страниц, в том числе рисунков 25, приложение - на 20 стр.