авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


 

Процессы и аппараты химических

и других производств. Химия

УДК 66. 047

ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЗМА

И

КИНЕТИКИ СУШКИ КАПЕЛЬ ДИСПЕРСИЙ

(на примере сушки послеспиртовой барды)

Ю.В. Пахомова, В.И. Коновалов, А.Н. Пахомов

Кафедра «Технологические процессы и аппараты»,

ГОУ ВПО «ТГТУ»;

kvipri@ce.tstu.ru Ключевые слова и фразы: депиннинг;

испарение капли;

образование корки;

послеспиртовая барда;

пиннинг;

структурообразование в капле;

тепло массообмен.

Аннотация: Выполнен анализ современных исследований в области испа рения и структурообразования в высыхающих каплях. Описана созданная экспе риментальная визуальная сушильная установка и методика экспериментов. При ведены и проанализированы результаты экспериментов по сушке капель после спиртовой барды. Обсуждены и анонсированы направления дальнейших исследо ваний.

_ 1. Сушка дисперсий (суспензий, эмульсий, кристаллообразующих растворов, смешанных дисперсных систем) – один из наиболее распространенных процессов химической технологии для получения твердых продуктов из жидкой фазы. При этом высушиваемые дисперсии дробятся и распределяются каплями или слоями на подложки различного рода, а при одновременном гранулировании подаются на зерна затравки или на частицы подсушенного продукта. Типичными примерами таких сушилок являются распылительные, пневматические, сушилки кипящего слоя, в том числе на инертном носителе, барабанные, роторные сушилки, а также спиральные, со встречными закрученными потоками (ВЗП), сублимационные и некоторые другие [1–9]. Особый научный и практический интерес в них вызывает образование, испарение и сушка капель – как свободных (парящих или падаю щих), так и неподвижных или стекающих (лежащих, сидячих, висящих) [10–15].

2. Кроме сушки весьма многочисленны и разнообразны другие технические процессы, аппараты и продукты, связанные с каплями, напр.: градирни, абсорб ция, распыление, форсунки, сжигание топлива, охлаждение разбрызгиванием, нанесение покрытий, полиграфия, флотация, аэрозоли, порошки и т.п. [16–18].

Процессы и явления с участием капель также широко распространены и в приро де, напр.: дождь, град, туман, роса, образование сталактитов-сталагмитов, радуга и пр. [10, 11]. Процессы с каплями часто используются в научных приборах и экс периментах, напр.: измерение смачивания и поверхностного натяжения, поляро графия, седиментация [19–23]. Такие явления и процессы изучаются в ряде есте ственных наук, напр.: метеорология, гидрология, минералогия, кристаллография [10, 11]. В связи с таким широким распространением литература по каплям 70 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

и явлениям с их участием насчитывает многие тысячи наименований. В списке литературы к данной статье, кроме цитированных выше, приведены также неко торые выборочные ссылки, непосредственно относящиеся к теме настоящей рабо ты и к интересам авторов [24–37].

В последние годы резко возрос интерес к механизму явлений в капле в связи с рядом новых приложений и направлений исследований: в физике конвекции и турбулентности (межфазной по типу Марангони и объемной);

в физико-химии явлений, получивших название «пиннинга и депиннинга» (задержки или смеще нии линии трехфазной границы капли);

в образовании структур в высыхающих каплях (дегидратационная самоорганизация, «эффект кофейных пятен»);

в микро биологии (биологических жидкостей, в том числе молекул протеинов и ДНК);

в медицинской диагностике (по различию образующихся в высыхающей капле структур);

во многих нанотехнологиях (в том числе с самоорганизацией нано частиц, приготовлении наноматериалов, сенсорных экранов, технике струйных принтеров) [38–47]. Эти исследования проводятся во многих научных центрах мира (напр.: ИТФ им. Л.Д. Ландау, ИТФ им. С.С. Кутателадзе, ИТТФ НАН Ук раины, НИИ геронтологии МЗ РФ, ИМПБ РАН, ИПФ РАН;

Гарвардский, Кали форнийский, Мичиганский, Чикагский университеты – США;

Лионский универ ситет Клода Бернара – Франция;

Тель-Авивский университет – Израиль и др.).

В 2010 г. состоялась специальная Международная конференция по самоорганиза ции в высыхающих каплях [51].

3. Отметим также работы, имеющие непосредственную связь с исследова ниями, выполняемыми авторами.

В работах [28, 29] В.И. Коноваловым выведены уравнения геометрии капли с разными углами смачивания на конечной, бесконечной и наклонной подложках.

На их основе будут получены выражения для расчета диаметра, высоты, площади поверхности и объема лежачей капли, необходимые для количественного описа ния тепломассообмена при сушке. Пиннинг или депиннинг в этих работах наблю дался: на конечной подложке благодаря острому углу ее края;

при плохом смачи вании;

при наличии загрязнений.

В работе В.Д. Янга (США, Япония) [38] экспериментально установлено на личие корреляции времени испарения капель 9-ти органических растворителей на подложке с числом Мараньони, рядом физических свойств и с диэлектрической постоянной (!). Это подтверждает целесообразность продолжения выполненных в школе В.И. Коновалова работ [31–36, 52], в которых на данном этапе получены соотношения с безразмерными температурами кипения, плавления, тройной точ ки: по поиску корреляций скорости испарения непосредственно с молекулярно кинетическими характеристиками жидкостей (напр.: комплекса дисперсионных сил;

полярного взаимодействия и водородных связей;

параметров парного взаи модействия типа потенциалов Леннард–Джонса).

Наконец, в недавних работах А.А. Долинского, К.Д. Малецкой [25, 26] ис пользуется выделение характерных механизмов и типов испарения дисперсий, аналогичное разработанной В.И. Коноваловым классификации по 6 типам кине тических температурных и влажностных кривых сушки [31–37]. Это расширяет диапазон проверенных дисперсных систем на многочисленные биотехнологиче ские и пищевые дисперсии и позволяет прогнозировать существование всех упо мянутых механизмов сушки для послеспиртовой барды, которая является в на стоящей работе основным объектом исследований.

4. Барда – основной отход производства этилового спирта [53]. Необходи мость ее утилизации связана с экологическими и экономическими проблемами.

Чаще всего барду тем или иным образом перерабатывают, в основном, на корма [54]. Жидкая барда обладает высокой питательной ценностью (в барде содержит ся высокое количество белка зерна). Послеспиртовая жидкая барда – быстрозаки сающая жидкость (прокисает при температуре 20 °С примерно за сутки). После ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

спиртовая барда быстро подвергается микробной порче за счет развития сапро фитной микрофлоры, ее физико-химический состав и, соответственно, физиче ские свойства непредсказуемо изменяются. При доступе воздуха и без регулярно го перемешивания более легкие фракции на поверхности с меньшим содержанием солей могут повреждаться плесневыми грибами.

Федеральный закон РФ от 21 июля 2005 года № 102-ФЗ «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спирто содержащей продукции» (с дополнениями) обязывает спиртовые заводы произво дить полную переработку и (или) утилизацию барды.

Таким образом, барда – это типичная биотехнологическая дисперсия с харак терными свойствами, а ее оптимальная переработка имеет большое значение как для России, так и для Тамбовской области, в которой находится 5 собственно спиртовых заводов (Ново-Лядинские – старый и новый, Волковский, Сергиев ский, Сосновский, Хлыстовский), производства спирта – Рассказовский «Био хим», «Мичуринский экспериментальный завод», а также машиностроительный завод «Комсомолец», изготавливающий спиртовое оборудование. Этим был обу словлен выбор барды в качестве объекта настоящих исследований.

Известен ряд схем переработки послеспиртовой барды. Наиболее современ ная схема реализована на новом Ново-Лядинском спиртовом заводе [55, 56], вве денном в строй в 2009 г., с получением сухой барды по ГОСТ Р 53098–2008 (зару бежная классификация: технология DDGS – Dried Distillers Grains with Solubles – сухая дробина барды с растворимыми веществами). Технологическая схема (обо рудование фирмы Julius Montz, Германия) включает: фильтрование 8–10%-й барды на центрифугах-декантерах;

трехступенчатую выпарку последо вательно в трубчатых аппаратах со сползающей пленкой, со стекающей пленкой и с принудительной циркуляцией;

смешение в шнековом смесителе кека из декан теров, упаренного сиропа после выпарки и возврата сухой барды из сушилок;

сушку в роторной трубчатой сушилке (4200 кг исп. влаги/ч;

поверхность 720 м2;

6,5 об/мин) [57].

5. На рисунке 1 представлены фотографии наиболее распространенных инертных тел, применяемых в сушилках, сухих и с нанесенной на них жидкой бардой.

Наиболее корректно и обстоятельно с физической и математической точек зрения можно исследовать процесс сушки на горизонтальных диффузионно непроницаемых подложках (мало- и высокотеплопроводных – фторопласт, алю миний) и мелких капроновых сетках [31–37]. Фотография капли жидкой после спиртовой барды, нанесенной на горизонтальную подложку, представлена на рис. 2.

6. Для исследования кинетики сушки жидких и пастообразных дисперсных систем нами разработана многорежимная визуальная сушильная установка. Она обеспечивает температуры сушки до 300 °С, широкий диапазон скоростей су шильного агента и реализацию различных способов обдува (углы, пульсации, на правления потока), быструю смену режимов и визуальное (или приборное) на блюдение. Схема установки представлена на рис. 3.

В процессе сушки вся подложка с нанесенной жидкостью находится в зоне основной струи – в «ядре» струи. Мощность установленных теплонагревателей по 2 кВт. Скорость обдува материала может варьироваться от 0,5 до 25 м/с. Возмож но применение устройств, создающих заданную конфигурацию потока (сопла, рассекатели, турбулизаторы и т.п.). Благодаря низкой инерционности калорифе ров и применению раздельных вентиляторов имеется возможность быстро пере ходить с одного температурного режима на другой: в пределах 2 мин – при изме нении температуры до 50 °С;

до 20 мин – для крайних по температуре режимов;

практически мгновенно – для одинаковой температуры. Учитывая особенности установки, можно использовать режим отлежки. Регулировка режима нагрева осуществляется с помощью тиристорных регуляторов, подключенных к ЭВМ через 72 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

а) б) в) г) Рис. 1. Типичные инертные тела, применяемые в сушилках кипящего слоя:

а – шарообразный инерт (Япония), материал – фторопласт, диаметр шаров – 6 мм;

б – жидкая послеспиртовая барда нанесена на отдельную шарообразную частицу, толщина слоя около 0,5 мм;

в – частицы инерта в виде кубиков, материал – фторопласт, размер грани ~ 6 мм;

г – жидкая послеспиртовая барда нанесена на отдельную кубическую частицу, толщина слоя около 0,5 мм Рис. 2. Капля жидкой барды, нанесенная на горизонтальную подложку:

прямоугольник – границы подложки;

материал подложки – фторопласт;

форма подложки – диск ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

2 3 1 Рис. 3. Схема многорежимной визуальной сушильной установки:

1 – вентилятор;

2 – кожух защитный;

3 – тэн;

4 – сопло;

5 – подставка;

6 – термопара свободная;

7 – термопара в капле;

8 – подложка;

9 – направляющие блок «Термодат» [58]. Для контроля температуры сушильного агента и высуши ваемого продукта используются термопары ХК (хромель–копель (L)) с диаметром спая 0,5 мм. В материалах существенной толщины можно установить несколько термопар по толщине материала. Управление вентиляторами осуществляется с помощью лабораторных трансформаторов. Термопары подключаются к многока нальному электронному самописцу «Термодат».

7. Некоторые результаты проведенных экспериментальных исследований представлены на рис. 4.

Т, °C 0, g, г t t t 0, g g g 0, 0, 0, 0, 0 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840, c а) Рис. 4. Кинетические кривые сушки капли барды на малом диске, T = 60, 80, 100 °С;

навеска – капля 0,05 г (начало):

а – w = 3 м/с 74 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

Т, °C 120 0, g, г t 100 0, t t g g 80 0, g 60 0, 40 0, 20 0, 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450, c б) t Т, °C120 0, t g, г t g g 100 g 120 0, 80 0, 60 0, 40 0, 20 0, 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420, c Рис. 4. Окончание:

б – w = 5 м/с;

в – w = 7 м/с Как следует из анализа кривых сушки и термограмм при постоянной скоро сти сушильного агента и увеличении температуры сушильного агента уменьшает ся время сушки и увеличивается скорость сушки. Характерной особенностью яв ляется типичное вырождение 1-го периода сушки и площадки мокрого термомет ра практически на всех режимах, за исключением очень мягких (напр., Т = 60…80 °С;

w = 3…5 м/с ). С увеличением температуры сушильного агента ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

идет монотонный рост температуры высыхающей капли. Уменьшение интенсив ности испарения влаги с поверхности сохнущей капли жидкой барды может про исходить уже в первом периоде. Максимум скорости сушки наблюдается в таком вырождающемся первом периоде. Критическое влагосодержание, при постоянной скорости сушильного агента и росте температуры сушильного агента, уменьшает ся. Значения критической влажности представлены в табл. 1.

Влияние скорости сушильного агента на скорость сушки и время сушки от носительно невелико. Исключение составляют жесткие режимы сушки при тем пературе сушильного агента более 160 °С. При этих режимах увеличение скоро сти сушильного агента резко увеличивает скорость сушки и сокращает время сушки.

Вероятнее всего это связано с ускорением формирования корки на поверхно сти сохнущей капли и с увеличением давления внутри мелких пузырей, испаряю щихся при температуре более 100 °С, что приводит к облегчению разрушения сформировавшейся корки. Однако при таких режимах может происходить дест рукция высушенного материала.

8. После каждого эксперимента определялось значение конечного квазирав новесного влагосодержания (влажности) досушкой в сушильном шкафу при тем пературе 150…180 °С в течение 30 мин. Значения квазиравновесной влажности высушенной послеспиртовой барды при выбранных режимах представлены в табл. 2.

Таблица Значения критической влажности (кг влаги/ кг вл. матер.) при исследованных режимах (T, °С;

w, м/с) Режим, Т/w Критическая влажность Режим, Т/w Критическая влажность 60/3 0,7 140/5 0, 80/3 0,67 160/5 0, 100/3 0,54 180/5 0, 115/3 0,52 80/7 0, 125/3 0,5 100/7 0, 150/3 0,44 120/7 0, 80/5 0,7 140/7 0, 100/5 0,58 160/7 0, 120/5 0,54 180/7 0, Таблица Значения квазиравновесной влажности высушенной послеспиртовой барды при выбранных режимах Температура Влажность Влажность исходная, Влагосодержание исходное, сушильного квазиравновесная, кг влаги/ кг вл. матер. кг влаги/кг абс. сух. матер.

агента, °С кг влаги/кг вл. матер.

80 0,902 9,222 0, 100 0,91 9,222 0, 120 0,9235 9,35 0, 140 0,9285 9,42 0, 160 0,93 9,54 0, 76 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

Как видно колебания влажности исходной жидкой послеспиртовой барды были незначительны (от 90 до 93 %). Количество влаги, оставшейся в сухом ос татке, с увеличением температуры сушильного агента уменьшается. По получае мым результатам возможна корреляция квазиравновесного влагосодержания за висимостью от температуры воздуха и относительной влажности воздуха (при температурах до 100 °С), напр., по типу А.В. Лыкова, Г.К. Филоненко [1, 60].

9. В процессе проведения экспериментов проводилась макровидеосъемка по верхности высыхающей капли с разных ракурсов. Анализ видеозаписей показал, что на поверхности высыхающей капли барды в определенный момент времени начинает формироваться тонкая пленка подсохшей дисперсии. Характер форми рования тонкой пленки на поверхности представлен на рис. 5.

Тонкая пленка на поверхности высушиваемой барды формируется при всех исследованных режимах сушки. Соединение визуальных наблюдений с термо граммой и кривой сушки позволяет определить время и температуру образца при начале формирования пленки.

Подложка о 2 Контур пленки Жидкая капля о 4 5 Рис. 5. Формирование пленки на поверхности высыхающей капли барды, нанесенной на твердую подложку:

1 – капля в начале процесса сушки;

2–5 – процесс формирования пленки;

6 – капля покрыта пленкой полностью, процесс сушки идет, капля еще не высохла ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

Обработка экспериментальных данных выявила, что окончательное форми рование первоначальной тонкой пленки соответствует на термограмме процесса сушки определенной точке перегиба. Эта точка перегиба отмечается при всех ис следованных режимах сушки и характеризует начало монотонного роста темпера туры образца уже в первом периоде сушки, где для большинства жидких продук тов наблюдается площадка мокрого термометра (рис. 6).

Полученные значения времени формирования пленки на поверхности капли (визуально и с видеосъемки) хорошо коррелируют со временем, характерным для положения точки перегиба на термограмме (рис. 7).

Как показывают вышеприведенные кинетические кривые убыли веса, ско рость сушки в первом периоде не претерпевает заметных изменений. Снижение интенсивности испарения, вызываемое образованием корки, компенсируется уве личением температуры поверхности, что наблюдалось во всех без исключения экспериментах при вырождении 1-й температурной площадки [31–37, 52]. Поло жение точки перегиба предшествующей и последующей точек максимальной кривизны температурной кривой определенно связаны с рассчитываемой темпе ратурой мокрого термометра и могут использоваться для идентификации темпе ратурно-влажностных зависимостей.

Т, °С Тпл Т пл, с Рис. 6. Положение точки перегиба на термограммах сушки послеспиртовой барды, с 15 25 35 45 55 65 15 25 35 45 55 65, с Рис. 7. Корреляция визуально отмечаемого времени формирования пленки и положения точки перегиба на термограмме 78 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

*** Все вышеизложенное подтверждает целесообразность выбранной методики и высокую актуальность выполняемых исследований. Изучение циркуляции на поверхности и внутри высыхающей капли, проводимое с помощью микро маркеров, позволяет судить о взаимодействии в погранслое и внешней тепло массоотдаче, и о перемешивании, влияющем на внутреннюю конвективную диф фузию в жидкости. Наблюдаемое визуально и видеосъемкой образование струк тур в высыхающей капле может использоваться для анализа качества исходной барды. Оно относится к фундаментальным современным вопросам физики и тер модинамики – упорядочиванию материи из хаоса. Наблюдаемое изменение цвета высыхающей барды может связываться с качеством конечного продукта, что в последние годы стало актуальным в технике сушки многих термолабильных про дуктов.

Список литературы 1. Лыков, А.В. Теория сушки / А.В. Лыков. – 2-е изд. – М. : Энергия, 1968. – 472 с. (1-е изд. 1950 г., 416 с.). 2. Лыков, М.В. Сушка в химической промышлен ности / М.В. Лыков. – М. : Химия, 1970. – 430 с. 3. Сушильные аппараты и уста новки : каталог НИИхиммаш. – М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1992. – 80 с. 4. Са жин, Б.С., Научные основы техники сушки / Б.С. Сажин, В.Б. Сажин. – М. : Наука, 1997. – 448 с. 5. Фролов, В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов / В.Ф. Фролов. – Л. : Химия, 1987. – 208 с. 6. Муштаев, В.И. Сушка дисперсных материалов / В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. – М. : Химия, 1988. – 352 с.

7. Mujumdar, A.S. Handbook of Industrial Drying / A.S. Mujumdar. – 3-rd Ed. – New York : Taylor & Francis, 2007. – 1280 p. 8. Strumillo, C. Drying: principles, applica tions and design / C. Strumillo, T. Kudra. – New York : Gordon and Breach, 1986. – 448 p. 9. Keey, R.B. Drying of Loose and Particulate Materials / R.B. Keey. – New York : Hemisphere, 1992. – 504 p. 10. Гегузин, Я.Е. Капля / Я.Е. Гегузин. – 2-е изд., доп. – М. : Наука, 1977. – 176 с.

11. Волынский, М.С. Необыкновенная жизнь обыкновенной капли / М.С. Волынский. – М. : Знание, 1986. – 144 с. 12. Фукс, Н.А. Испарение и рост капель в газообразной среде / Н.А. Фукс. – М. : Изд-во Акад. наук СССР, 1958. – 92 с. 13. Адамсон, А. Физическая химия поверхностей / А. Адамсон. – М. : Мир, 1979. – 568 с. 14. Сумм, Б.Д. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б.Д. Сумм, Ю.В. Горюнов. – М. : Химия, 1976. – 232 с. 15. Дерягин, Б.В. Физико химия нанесения тонких слоев на движущуюся подложку / Б.В. Дерягин, С.М. Леви. – М. : Изд. Акад. наук СССР, 1959. – 208 с. 16. Рамм, В.М. Абсорбция газов / В.М. Рамм. – 2-е изд., пер. и доп. – М. : Химия, 1976. – 655 с. 17. Трей бал, Р. Жидкостная экстракция / Р. Трейбал. – М. : Химия, 1966. – 724 с. 18. Спра вочник по распыливающим оросительным и каплеулавливающим устройствам / А.Н. Чохонелидзе [и др.]. – М. : Энергоатомиздат, 2002. – 608 с. 19. Левич, В.Г.

Физико-химическая гидродинамика / В.Г. Левич. – 2-е изд., доп. и пер. – М. :

Физматиздат, 1959. – 700 с. 20. Химическая гидродинамика / А.М. Кутепов [и др.]. – М. : Бюро Квантум, 1996. – 336 с.

21. Макрокинетика процессов в пористых средах. Топливные элементы / Ю.А. Чизмаджев [и др.]. – М. : Наука, 1971. – 364 с. 22. Хейфец, Л.И. Многофаз ные процессы в пористых средах / Л.И. Хейфец, А.В. Неймарк. – М. : Химия, 1982. – 320 с. 23. Коновалов, В.И. Исследование наклонного противоточного виб ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

рационного экстрактора : дис. … канд. техн. наук : 05.17.08 / Коновалов Виктор Иванович. – Л., 1961. – 147 с. 24. Долинский, А.А. Оптимизация процессов рас пылительной сушки / А.А. Долинский, Г.К. Иваницкий. – Киев : Наукова думка, 1984. – 240 с. 25. Долинский, А.А. Кинетика и технология сушки распылением / А.А. Долинский, К.Д. Малецкая, В.В. Шморгун. – Киев : Наукова думка, 1987. – 224 с. 26. Малецкая, К.Д. Теплофизические основы создания новых технологий и совершенствование техники обезвоживания жидкостных материалов в дисперги рованном состоянии : автореф. дис. … д-ра техн. наук : 05.17.08 / К.Д. Малецкая. – Киев, 2003. – 36 с. (на украинском языке). 27. Коновалов, В.И. Пpопиточно сушильное и клеепpомазочное обоpудование / В.И. Коновалов, А.М. Коваль. – М. :

Химия, 1989. – 224 с. (Рецензия в «Drying Technology – An Intern. Journal». – 1990. – Vol. 8, No. 1. – P. 225–226). 28. Коновалов, В.И. Оборудование для охлаждения и усадки профилированных резиновых заготовок / В.И. Коновалов.– М. : ЦИНТИ химнефтемаш, 1988. – 42 с. 29. Постернак, А.Г. Исследование процессов охлаж дения шприцованных резиновых заготовок : дис. … канд. техн. наук : 05.17.08 :

защищена 02.10.80 / Постернак Антон Григорьевич. – Л., 1979. – 237 с. 30. Пруд ник, Л.В. Кинетика тепловых и механических процессов обработки шприцован ных резиновых заготовок : дис. … канд. техн. наук : 05.17.08 : защищена 11.05.85 / Прудник Людмила Васильевна. – Тамбов, 1984. – 349 с.

31. Гатапова, Н.Ц. Кинетика и моделирование процессов сушки растворителей, покрытий, дисперсий, растворов и волокнистых материалов:

единый подход : дис. … д-ра техн. наук : 05.17.08 : защищена 10.06.2005 / Гатапова Наталья Цибиковна. – Тамбов, 2005. – 554 с. 32. Пахомов, А.Н.

Кинетика сушки дисперсий на твердых подложках : дис. … канд. техн. наук :

05.17.08 : защищена : 16.03.2001 / Пахомов Андрей Николаевич. – Тамбов, 2000. – 225 с. 33. Сергеева, Е.А. Кинетика испарения растворителей и сушки покрытий на пористых и монолитных материалах : дис. … канд. техн. наук : 05.17.08 :

защищена 16.03.2001 / Сергеева Елена Анатольевна. – Тамбов, 2000. – 210 с.

34. Шикунов, А.Н. Кинетика процессов сушки дисперсий и кристаллообразующих растворов : дис. … канд. техн. наук : 05.17.08 : защищена: 24.02.2005 / Шикунов Алексей Николаевич. – Тамбов, 2004. – 250 с. 35. Konovalov, V.I. Guest Editorial.

Drying R&D Needs: Basic Research in Drying of Capillary-Porous Materials / V.I. Konovalov // Drying Technology – an Intern. Journal. – 2005. – Vol. 23, No. 12. – P. 2307–2311. 36. Konovalov, V.I. Some Generalized and Particular Issues on Modeling of Complex Drying Processes Based on Temperature-Moisture Relationships :

in 3 parts / V.I. Konovalov, T. Kudra, N.Z. Gatapova // 17th Intern. drying symposium (IDS-2010), Magdeburg, Germany, 3–6 October 2010. – Magdeburg, 2010. – 1. General statements. – Vol. A. – P. 478–485 ;

2. Specific Targets. Thermally-Thin Bodies. – Vol. A. – P. 248–256 ;

3. Specific Targets. Drying with Essential Temperature Kinetics. – Vol. B. – P. 786–794. 37. Гатапова, Н.Ц. Единый подход к кинетике и моделированию сушки растворителей, покрытий, жидких дисперсий, кристаллообразующих растворов и волокнистых материалов / В.И. Коновалов, Н.Ц. Гатапова. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. – (Препринт Вестник Тамб. гос. техн. ун-та / Тамб. гос. техн. ун-т. – Препринт № 09. Рубрика 02. – 2004. – Т. 10, № 1. – 64 с. 38. Yang, W.-J. Natural Convection in Evaporating Droplets (University of Michigan) / W.-J. Yang // Handbook of Heat and Mass Transfer. Ed. N.P. Cheremisinoff. – Houston, 1986. – Vol. 1. – Р. 211–229.

39. Савина, Л.В. Кристаллоскопические структуры сыворотки крови здорового и больного человека / Л.В. Савина. – Краснодар : Советская Кубань, 1999. – 96 с.

40. Шабалин, В.Н. Морфология биологических жидкостей человека / В.Н. Шабалин, С.Н. Шатохина. – М. : Хризостом, 2001. – 304 с.

80 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

41. Рапис, Е. Белок и жизнь (самосборка и симметрия наноструктур белка) / Е. Рапис. – Иерусалим ;

М. : Зл. Милта-ПКП ГИТ, 2002. – 257 с.

42. Тарасевич, Ю.Ю. Качественный анализ закономерностей высыхания капли многокомпонентного раствора на твердой подложке / Ю.Ю. Тарасевич, Д.М. Православнова // Журн. теорет. физики. – 2007. – Т. 77, вып. 2. – С. 17–21.

43. Яхно, Т.А. Основы структурной эволюции высыхающих капель биологических жидкостей / Т.А. Яхно, В.Г. Яхно // Журн. теорет. физики. – 2009. – Том 79, вып. 8. – С. 133–141. 44. Бараш, Л.В. Испарение и динамика лежащей на подложке капли : автореф. дис.... канд. физ.-мат. наук : 05.17.08 / Л.В. Бараш. – М., 2009. – 19 с. 45. Водолазская, И.В. Моделирование эволюции фазового фронта в высыхающей на горизонтальной подложке капле коллоидного раствора / И.В. Водолазская, Ю.Ю. Тарасевич, О.П. Исакова // Нелин. мир. – 2010. – Т. 8, № 3. – С. 142–150. 46. Экспериментальное и численное исследование нестационарного испарения капель жидкости / В.И. Терехов [и др.] // Инж.- физ.

журн. – 2010. – Т. 83, № 3. – С. 829–836. 47. Исследование механизмов самоорганизации в высыхающих каплях биологических жидкостей [Электронный ресурс] : сайт совместной лаборатории Ин-та математ. проблем биологии РАН и Астрахан. гос. ун-та. – Режим доступа : http://mathmod.aspu.ru/?id=133. – Загл. с экрана. 48. Tsapis, N. Onset of Buckling in Drying Droplets of Colloidal Suspensions.

(Dept. of Physics, Harvard University, Cambridge, Massachusetts) / N. Tsapis // Physical Review Letters. – 2005. – Vol. 94, No. 54. – P. 018302-1–018302-4. 49. Zheng, Rui.

A Study of the Evaporative Deposition Process: Pipes and Truncated Transport Dynamics / Rui Zheng // Ph.D. Thesis / University of Chicago, Dept. of Physics. – Chicago, 2007. – 86 p. 50. Popov Yu.O. Singularities, Universality and Scaling in Evaporative Deposition Patterns / Yu.O. Popov // Ph.D. Thesis / University of Chicago, Dept. of Physics. – Chicago, 2003. – 83 p.

51. Процессы самоорганизации в высыхающих каплях многокомпонентных жидкостей: эксперименты, теория, приложения : материалы I междунар. конф., 3–6 мая 2010 г. CD, ISBN 978-5-9926-03156-6 / АстрГУ, ИМПБ РАН, ИПФ РАН. – Астрахань, 2010. 52. Konovalov, V.I. Macrokinetics of Industrial Processes / V.I. Konovalov, N.Ts. Gatapova // Theoretical Foundn of Chem. Engg. – 2004. – Vol. 38, No. 2. – P. 112–121. 53. Технология спирта / В.Л. Яровенко [и др.]. – М. :

Колос-Пресс, 2002. – 464 с. 54. Андросов, А.Л. Промышленные технологии переработки послеспиртовой барды / А.Л. Андросов, И.А. Елизаров, А.А. Третьяков // Вест. Тамб. гос. техн. ун-та. – 2010. – Том 16, № 4. – С. 954–963.

55. Производственный технологический регламент на получение спирта этилового из крахмалсодержащего сырья для ОАО «Талвис» спиртовое производство. Часть III. Получение, фасовка и хранение сухой барды… – М. :

НИИ «Мир-Продмаш», 2006. – 86 с. 56. Романова, Е.В. К вопросу о сушке послеспиртовой барды / Е.В. Романова, А.Ю. Орлов // Актуальные проблемы сушки… : материалы междунар. науч.-техн. семинара / Воронеж. гос. лесотехн.

акад. – Воронеж, 2010. – С. 245–248. 57. Современное оборудование для комбинированной кондуктивно-конвективной сушки и термообработки / В.И. Коновалов [и др.] // Вест. Тамб. гос. техн. ун-та. – 2008. – Т. 14, № 3. – С. 579–583 58. Производство измерительных приборов и систем контроля [Электронный ресурс] : сайт ОАО «Термодат». – Режим доступа :

http://www.termodat.ru. – Загл. с экрана. 59. Konovalov, V.I. Drying of Liquid Dispersions – a Unified Approach to Kinetics and Modeling / V.I. Konovalov, N.Z. Gatapova, T. Kudra // Drying Technology – An Intern. Journal (New York). – 2003. – Vol. 21, No. 6. – Р. 1029–1047. 60. Филоненко, Г.К. Кинетика сушильного процесса / Г.К. Филоненко. – М.-Л. : Оборонгиз, 1939. – 140 с.

ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.

Peculiarities of Mechanism and Kinetics of Drying of Dispersion Droplets (on the Example of Stillage after Ethanol is Distilled) Yu.V. Pakhomova, V.I. Konovalov, A.N. Pakhomov Department “Industrial Processes and Devices”, TSTU;

kvipri@ce.tstu.ru Key words and phrases: crust formation;

depinning;

evaporation of the drop;

heat and mass transfer;

stillage after alcohol distillation;

structure formation in the drop;

pinning.

Abstract: The paper presents the analysis of current research in the area of evaporation and pattern formation in drying drops. We describe the experimental visual drying facility and the experimental technique. The results of experiments in drying drops of stillage after alcohol distillation are presented and analyzed. Further research is discussed and announced.

Besonderheiten des Mechanismus und der Kinetik des Trocknens der Dispersionentropfen (am Beispiel der Trocknens der Nachspiritusschlempe) Zusammenfassung: Es ist die Analyse der modernen Untersuchungen auf dem Gebiet der Dmpfe und der Strukturbildung in den trocknenden Tropfen erfllt. Es ist die geschaffene experimentelle visuelle Trockenanlage und die Methodik der Experimente beschrieben. Es sind die Ergebnisse der Experimente im Trocknen der Tropfen der Nachspiritusschlempe angefhrt und analysiert. Es sind die Richtungen der Weiteruntersuchungen besprochen und annonciert.

Particularits du mcanisme et de la cintique du schage ( l’exemple du schage de la drche d’aprs alcool) Rsum: Est effectue une analyse des tudes contemporaines dans le domaine de la vaporisation et de la formation de structure dans les gouttes sches. Est dcrite l’installation visuelle de schage et la mthode des expriments. Sont cits et analyss les rsultats des expriments sur le schage des gouttes de la drche d’aprs alcool Sont discutes et anonces les orientations des tudes futures.

Авторы: Пахомова Юлия Владимировна – аспирант кафедры «Технологи ческие процессы и аппараты»;

Коновалов Виктор Иванович – доктор техниче ских наук, профессор кафедры «Технологические процессы и аппараты»;

Пахо мов Андрей Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры «Техно логические процессы и аппараты», ГОУ ВПО «ТГТУ».

Рецензент: Гатапова Наталья Цибиковна – доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой «Технологические процессы и аппараты», ГОУ ВПО «ТГТУ».

82 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 1. Transactions TSTU.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.