Здійснено теоретичні й експериментальні дослідження гідродинаміки, динаміки та кінетики фільтраційного сушіння дисперсних матеріалів. Одержано критеріальні рівняння для опису гідродинаміки даного сушіння на базі внутрішньої задачі гідродинаміки, доповненої геометричним симплексом, що характеризує зовнішню задачу. За результатами експериментальних досліджень одержано критеріальні залежності для визначення коефіцієнтів тепло- та масовіддачі та встановлено аналогію між зовнішнім теплообміном і масообміном. Розроблено математичні моделі, які описують процес фільтраційного сушіння дисперсних матеріалів і дають змогу прогнозувати енергетичні затрати під час здійснення проектних розрахунків нового сушільного обладнання. Запропоновано 4 типи сушильних установок, які враховують кінетичні та фізико-механічні властивості даних матеріалів.

  Скачати повний текст

Наведено методики досліджень гідродинаміки та кінетики сушіння матеріалів. Розглянуто результати досліджень і встановлено розрахункові залежності для прогнозування гідродинаміки під час руху теплоносія через вологі та сухі шари, а також кінетики процесу. Проаналізовано вплив структури та природи матеріалу на кінетику процесу фільтраційного сушіння. Розроблено новий метод фільтраційного сушіння за умов змінної висоти шару. Запропоновано конструкцію сушарки, яка реалізує безперервний процес фільтраційного сушіння дисперсних матеріалів з видаленням сухого матеріалу з зони масообміну.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень інтенсифікації процесів тепло- та масопереносу під час зволоження та сушіння твердих дисперсних систем під впливом сильних неоднорідних електричних полів, які максимально інтенсифікують теплоперенос за рахунок електроконвективного масопереносу. Показано, що дискретно-імпульсне введення енергії на межу розподілу фаз успішно реалізується за допомогою розрядних неоднорідних електричних полів, які прискорюють зволоження та сушіння гетерогенних капілярно-пористих і макропористих тіл і сприяють зменшенню енергозатрат і тривалості даних процесів, а також зменшенню кількості шкідливих викидів в атмосферу. Виявлено, що ефективна теплопровідність кварцових капілярних трубок у неоднорідному електричному полі, в яких здійснюється конвективний перенос гарячої води, на 6-7 порядків більша, ніж істинна теплопровідність нерухомих твердої та рідкої фаз окремо. Встановлено, що величина теплопровідності залежить від радіуса капілярної трубки та кута нахилу до горизонту (вплив гравітації). З'ясовано, що в капілярних трубках з полівінілхлориду теплопровідність за умов конвективного руху нагрітої води в неоднорідному електричному полі збільшується ще на один порядок. Аналогічні явища інтесифікації теплопереносу за дії неоднорідного електричного поля виявлено у макропористому тілі (кварцовому піску) та капілярно-пористих тілах (силікатгелях КСМ-5 та КСК-2). Розроблено нові способи електронно-іонного осушення повітря в промислових адсорберах.

  Скачати повний текст

Досліджено нелінійні математичні моделі надвисокочастотних та теплових процесів в областях з рухомими межами. Розроблено та обгрунтовано метод розв'язання нелінійної гіперболічної крайової задачі, алгоритми та їх числову реалізацію для параболічної крайової та еліптичної граничної задач з визначення координат векторів електромагнітних надвисокочастотних полів, полів температур, вологовмісту та парціальних тисків газу в областях з рухомими межами. Доведено можливість одержання розв'язків нелінійної гіперболічної та параболічної крайових задач шляхом зведення системи рівнянь в частинних похідних до нескінченної системи звичайних диференціальних рівнянь другого або першого порядку. Наведено оцінку розв'язку даної системи звичайних диференціальних рівнянь відносно коефіцієнтів функціональних рядів. Досліджено збіжність запропонованих алгоритмів і визначено оцінку похибки одержаних розв'язків.

  Скачати повний текст

Розроблено відносний метод контролю та структурну схему для його здійснення, за якими результат вимірювання одержують як різницю відношень спектральних коефіцієнтів відбиття вимірювального й опорного каналів за нульової вологості. Установлено, що за умов створення однакової освітленості фотоприймачів вимірювального й опорного каналів результати вимірювання інваріантні до величини частинок матеріалу, його пористості, кольору, шорсткості. Експериментально доведено, що засоби, які реалізують даний метод, характеризуються самою високою вірогідністю контролю (0,86 - 0,95). Установлено закономірність залежності між вхідною - температурою гарячого повітря - та вихідною - вологовмістом порошкоподібних матеріалів. Удосконалено математичну модель первинного вимірювального перетворювача, яка враховує параметри джерела світла. Одержано рівняння перетворення, що однозначно пов'язує вихідну величину - значення струму та вхідну - значення вологості. Показано, що статична характеристика запропонованого вимірювального перетворювача лінійна. Доведено, що за умов зміни значення світлового потоку, залежно від типу лампи у джерелі світла мультиплікативна похибка може мати значення 0,8, а внаслідок заміни інтерференційного фільтра - 0,5. Одержано аналітичні залежності для корекції цієї складової похибки. Розвинуто метод та розроблено засіб безпосереднього контролю вологості порошкоподібних матеріалів в інфрачервоній області, які здійснюють корекцію мультиплікативної похибки, що дозволило за промислових умов у реальному часі здійснювати вимірювальний контроль з вірогідністю контролю 0,801 - 0,887, притаманну термогравіметричному методу (0,813 - 0,897). Теоретичні дослідження здійснено з використанням законів Столєтова, теорії вимірювального перетворення, теорії невизначеності вимірювань і контролю, а також теорії диференціальних рівнянь. Одержано добру збіжність результатів математичного та фізичного моделювання з результатами методологічних досліджень.

  Скачати повний текст

Запропоновано математичну модель, метод та алгоритм розрахунку тепломасопереносу та фазових перетворень під час зневоднення капілярно-пористих матеріалів, що дозволяють визначити динаміку зміни об'ємної концентрації та тиску для кожного з компонентів зв'язаної речовини - рідини, пари, повітря, а також температури для системи в цілому. Наведено дифузійну та дифузійно-фільтраційну математичні моделі та методи їх реалізації для дослідження процесів тепломасопереносу, фазових перетворень та усадки під час сушіння колоїдних капілярно-пористих тіл. Наведено результати числового та фізичного моделювання динаміки та кінетики сушіння капілярно-пористих та колоїдних капілярно-пористих матеріалів. Проведено їх зіставлення для оцінки адекватності побудованих математичних моделей та числових методів розрахунку. На основі теоретичних та експериментальних досліджень зневоднення вологих тіл вивчено вплив різних зовнішніх факторів на динаміку процесів тепло- та масообміну, розроблено новий енерго- та ресурсоощадний спосіб конвективного сушіння термолабільних матеріалів.

  Скачати повний текст

Запропоновано узагальнення та нове вирішення наукового завдання пошуку стабільних умов проведення процесу зневоднення та грануляції гетерогенних композитивних систем у псевдозрідженому шарі. Розроблено кількісну оцінку якості дисперсного складу гранульованого продукту та на його основі методи визначення збоїв технологічного режиму та впливу хімічного складу композитивної рідини на якість готового продукту. Наведено методику пошуку областей стійкої кінетики гранулоутворення та знайдено такі області для процесу гранулювання розчину сульфату амонію з різними додатками гумінових речовин. На її базі розроблено методику пошуку оптимальної швидкості теплоносія в апараті. Запропоновано кількісну оцінку стабільності кінетики гранулоутворення. Удосконалено підхід Тагучі до забезпечення робастності процесів і показано результати його використання для оптимізації даного процесу.

  Скачати повний текст

Розроблено методику проведення експериментальних досліджень гідродинаміки та кінетики сушіння цих матеріалів, наведено схеми експериментальних установок. Встановлено розрахункові залежності для прогнозування гідродинаміки та кінетики сушіння у його першому та другому періодах. Показано можливість здійснення розрахунку ефективності сушіння методом фільтрації теплоносія через висушуваний шар, а також конвективним і конвективно-кондуктивним методами. На підставі одержаних результатів (визначення енергетичних затрат та якісних характеристик готового продукту) обрано оптимальні методи та технологічні параметри сушіння, які забезпечують найменші загальні затрати на процес зневоднення досліджуваних матеріалів і високу якість готового продукту. Показано переваги сушіння МТК і пекарських дріжджів методом фільтрації теплоносія через шар матеріалу у порівнянні з іншими дослідженими методами, запропоновано методику розрахунку конструктивних параметрів сушильних апаратів та їх схеми.

  Скачати повний текст

Розроблено комплексну методологію експериментального дослідження процесів випаровування та сушіння рідинних матеріалів у диспергованому стані, що передбачає вивчення теплофізичних засад на системі крапля (частка) - парогазове середовище як елементної системи в складній аеродинамічній обстановці розпилюючих камер і особливостей процесів концентрування та сушіння в камерах розпилюючих установок з метою вивчення та аналізу процесів одержання порошковидних матеріалів за методом розпилювання. Наведено результати експериментальних досліджень кінетики випарювання та сушіння одиничних крапель різних рідинних матеріалів (розчинів, дисперсій, суспензій, паст). Наведено дані дослідження та аналізу особливостей процесів зневоднювання (концентрування та сушіння) різних рідинних матеріалів у диспергованому стані в нагрітому повітрі на лабораторних, дослідно-промислових і промислових установках. Удосконалено класифікацію рідинних матеріалів як об'єктів сушіння за методом розпилювання. Розглянуто різні фізичні моделі та їх математичний виклад відповідно до запропонованої класифікації. Створено ефективні технології одержання нових важливих для народного господарства продуктів і матеріалів у різних галузях промисловості (харчовій, хімічній, мікробіологічній, хіміко-фармацевтичній). Розроблено нові розпилюючі установки для концентрування та сушіння з урахуванням визначених кінетичних та тепломасообмінних закономірностей зневоднювання ряду матеріалів.

  Скачати повний текст