Процес сушіння тонкодисперсної пасти діоксиду титану

Содержание

Слайд 2

Області застосування пігменту TiO2

Наповнювач і барвник для паперу

Виробництво
пластику

Наповнювач і барвник у

Області застосування пігменту TiO2 Наповнювач і барвник для паперу Виробництво пластику Наповнювач
фармацевтичній та
харчовій галузі

Виробництво
лаків та фарб

Виробництво
косметики

Виробництво посуду та одягу

2

Слайд 3

Способи отримання пігменту TiO2

Рисунок 1 – Схема отримання пігменту TiO2

Рисунок 2 –

Способи отримання пігменту TiO2 Рисунок 1 – Схема отримання пігменту TiO2 Рисунок
Способи
Отримання пігменту TiO2

3

Слайд 4

Актуальність роботи

Зменшення затрат теплової енергії, що витрачається на сушіння пастоподібних продуктів:
Збільшення швидкості

Актуальність роботи Зменшення затрат теплової енергії, що витрачається на сушіння пастоподібних продуктів:
сушіння пастоподібних продуктів.
Підвищення якості та забезпечення низької залишкової вологості готового продукту.

Рисунок 3 - Розпилююча сушарка:
Початкова вологість матеріалу: 70%

Рисунок 4 - Сушарка КШ:
Початкова вологість матеріалу: 60%

Рисунок 5 - Вихрова сушарка типу «Флеш»:
Початкова вологість матеріалу: 50%

4

Слайд 5

Науково-технічна задача роботи

Таблиця 1 – Технічні вимоги до пігменту TiO2 згідно ДСТУ

Науково-технічна задача роботи Таблиця 1 – Технічні вимоги до пігменту TiO2 згідно
30333:2009

Суть науково-технічної задачі полягає в отриманні тонкодисперсного порошку діоксиду титану із пасти TiO2 при дотриманні технічних вимог державних стандартів, що висуваються до готового продукту

5

Рисунок 6 – паста TiO2 і тонкодисперсного порошку діоксиду титану

Слайд 6

Науково-технічна ідея роботи

6

Науково-технічна ідея роботи 6

Слайд 7

Мета дослідження:
Встановити кінетичні закономірності процесу сушіння тонкодисперсної пасти TiO2 та основні технологічні

Мета дослідження: Встановити кінетичні закономірності процесу сушіння тонкодисперсної пасти TiO2 та основні
параметри, що необхідні для проектування промислових сушильних установок

Об’єкт дослідження:
Процес сушіння тонкодисперсної пасти діоксиду титану
у вихровому сушильному апараті

Предмет дослідження:
Кінетика процесу сушіння пасти діоксиду титану та
параметри процесу, що необхідні для проектування
промислових сушильних установок

7

Слайд 8

Задачі дослідження:
Науково обґрунтувати та експериментально підтвердити спосіб поєднання процесів сушіння і

Задачі дослідження: Науково обґрунтувати та експериментально підтвердити спосіб поєднання процесів сушіння і
подрібнення пасти TiO2 та досушування тонкодисперсних частинок діоксиду титану в одному сушильному апараті вихрового типу.
Обґрунтувати фізичну і розробити математичну моделі процесів сушіння та досушування тонкодисперсної пасти діоксиду титану у вихрових потоках теплоносія.
Отримати кінетичні закономірності та основні параметри процесу сушіння пасти діоксиду титану, що необхідні для проектування промислових сушильних установок.
Теоретично визначити поля тангенційних і осьових швидкостей та тисків вихрових потоків теплоносія.
Експериментально визначити вплив безперервного подрібнення частинок матеріалу у псевдозрідженому шарі на швидкість сушіння пасти діоксиду титану.

8

Слайд 9

Сформульовати фізичну модель сепарації тонкодисперсних частинок TiO2 у вихровому потоці теплоносія.
Встановити

Сформульовати фізичну модель сепарації тонкодисперсних частинок TiO2 у вихровому потоці теплоносія. Встановити
найбільш раціональні параметри здійснення процесу сушіння пасти і досушування тонкодисперсних частинок матеріалу до залишкової вологості 0,3 %.
Визначити конструктивно-технологічні параметри сушильної конусоподібної камери, що забезпечують умови створення вихрових потоків теплоносія і сепарації частинок матеріалу TiO2.
На основі результатів експериментальних досліджень підтвердити адекватність математичної моделі процесів сушіння та досушування пасти діоксиду титану.
Розробити методику та скласти алгоритм і програму розрахунку промислового сушильного апарату.
Впровадити результати роботи.

9

Слайд 10

Вперше обґрунтовано та експериментально підтверджено спосіб поєднання сушіння пасти TiO2 і досушування

Вперше обґрунтовано та експериментально підтверджено спосіб поєднання сушіння пасти TiO2 і досушування
тонкодисперсних частинок порошку діоксиду титану в одному сушильному апараті вихрового типу.
Вперше отримано кінетичні закономірності і основні параметри процесу сушіння (U, w, t, τ) пасти діоксиду титану, необхідні для проектування промислових сушильних установок.
Теоретично визначено поля швидкостей W та тисків P вихрових потоків теплоносія.
Експериментально виявлено вплив безперервного подрібнення часток dS/dτ вихрового шару на швидкість сушіння пасти діоксиду титану.
Сформульовано фізичну модель сепарації тонкодисперсних частинок TiO2 у вихровому потоці теплоносія, який утворюється в розробленому сушильному апараті.

Наукова новизна

10

Слайд 11

Сформульовано послідовність процесів, які забезпечують високу якість кінцевого продукту діоксиду титану з

Сформульовано послідовність процесів, які забезпечують високу якість кінцевого продукту діоксиду титану з
низьким залишковим вмістом вологи;
Встановлено найбільш раціональні параметри здійснення процесу сушіння пасти і досушування тонкодисперсних частинок до залишкової вологості 0,3%;
Експериментально отримано значення коефіцієнта подрібнення Kz агломератів пасти діоксиду титану, що дозволило розрахувати математичну модель процесу сушіння матеріалу TiO2;
Визначено конструктивно-технологічні параметри сушильної конусоподібної камери, що забезпечують умови створення вихрових потоків теплоносія і сепарації частинок пасти TiO2;
Розроблено методику та складено алгоритм і програму розрахунку промислового сушильного апарату, продуктивністю 500 кг/год по випареній волозі, для здійснення процесу сушіння пасти TiO2 у вихровому потоці теплоносія;
За результатами досліджень розроблено конструкцію промислового сушильного апарата, на яку отримано 4 патенти України на корисну модель;
Створено дослідну сушильну установку для дослідження кінетики сушіння пастоподібних матеріалів у вихровому потоці теплоносія із безперервним подрібненням висушуваного матеріалу;
Науково-технічні результати дисертаційної роботи впроваджено в сушильному обладнанні ТОВ «Мілкіленд» і ТОВ «Лакі-Фарма», а також у навчальний процес кафедри машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв інженерно-хімічного факультету КПІ ім. Ігоря Сікорського.

Практична новизна

11

Слайд 12

Схема розробленого сушильного
апарату, Патент UA №108688

1 – основний патрубок для подачі

Схема розробленого сушильного апарату, Патент UA №108688 1 – основний патрубок для
теплоносія; 2 – дифузор; 3 – диспергатор;
4 – сушильна камера; 5 – патрубок для подачі теплоносія в зону досушування;
6 – циліндр сепарації; 7 – система подачі вологого продукту; 8 – вихідний патрубок;
А – зона диспергування; В – зона розділення фракцій; С – зона інтенсивного досушування
Рисунок 7 – Схема оригінального сушильного апарату

12

Слайд 13

Теоретичні дослідження гідродинаміки сушильного апарату

Рисунок 8 – Подача теплоносія на досушування

Рисунок 9

Теоретичні дослідження гідродинаміки сушильного апарату Рисунок 8 – Подача теплоносія на досушування
– Основна подача теплоносія

Рисунок 10 – Робочі зони сушильного апарату

,

(1)

k – коефіцієнт подачі кількості теплоносія на досушування, визначається із теплового та матеріального балансів

13

Слайд 14

Рисунок 11 – Схема
потоків теплоносія
при відношенні витрат теплоносія W1:W2 = 1:1,5

Рисунок 12

Рисунок 11 – Схема потоків теплоносія при відношенні витрат теплоносія W1:W2 =
– Схема потоків теплоносія
при відношенні витрат теплоносія W1:W2 = 1:2,5

Рисунок 13 – Схема потоків теплоносія
при відношенні витрат теплоносія
W1:W2 = 1:4

Рисунок 14 – Залежність розміщення зони S від витрат теплоносія

14

Слайд 15

Рисунок 16 – Зміна тиску по висоті камери

1 – тангенційна; 2 -осьова
Рисунок

Рисунок 16 – Зміна тиску по висоті камери 1 – тангенційна; 2
15 – Зміна швидкостей по висоті камери

Рисунок 17 – Зміна швидкостей по діаметру камери

15

Слайд 16

Сепарація тонкодисперсних частинок

16

Висхідний завихрений потік теплоносія, закручується ножами диспергатора і створює

Сепарація тонкодисперсних частинок 16 Висхідний завихрений потік теплоносія, закручується ножами диспергатора і
над ножами вихровий шар підсушеного продукту.
Дрібна фракція продукту із вихрового шару виноситься вертикальною складовою вихрового потоку.
З потоку, по мірі його підіймання, випадають частинки сила тяжіння яких перевищує аеродинамічну силу.
Через дотичний патрубок в зону досушування подається тангенційний потік теплоносія, який інтенсивно обертається і створює тиск над поверхнею сушильної камери.
В результаті конічної форми сушильної камери тиск зменшується від верхнього патрубку до зони диспергування.
Частина верхнього вихрового потоку із радіальною швидкістю переміщається в центральний висхідний потік.
Тангенційна швидкість створює відцентрову силу Fвідц., а радіальна складова швидкості створює аеродинамічну силу Fаерод.

Слайд 17

Фізична модель процесу сушіння тонкодисперсної пасти TiO2

17

Опір масопровідності всередині частинок практично не

Фізична модель процесу сушіння тонкодисперсної пасти TiO2 17 Опір масопровідності всередині частинок
впливає на процес сушіння, швидкість якого повністю визначаться дифузією у зовнішній області

(2)

Слайд 18

Математична модель процесу сушіння тонкодисперсної пасти TiO2

18

(3)

(4)

(5)

(6)

 

За основу взято математичні моделі: К.

Математична модель процесу сушіння тонкодисперсної пасти TiO2 18 (3) (4) (5) (6)
Валентаса, Е. Ротштейна, П. Сіта

 

 

 

Слайд 19

Фізична модель процесу досушування тонкодисперсних частинок TiO2

F – загальна поверхня досушування;

Фізична модель процесу досушування тонкодисперсних частинок TiO2 F – загальна поверхня досушування;
і Wч – швидкість теплоносія і частинок TiO2;
Wт ≈ Wч
Рушійною сило є:
∆С = Uчаст. – Uс.а.
Процес досушування частинок лімітується швидкістю дифузії вологи із поверхні частинок матеріалу в об’єм теплоносія

19

(7)

Процес досушування лімітується швидкістю дифузії вологи із поверхні частинок в об’єм теплоносія

Слайд 20

Математична модель процесу
досушування тонкодисперсних частинок

20

Рисунок 18 – Схема виділеного об’єму для

Математична модель процесу досушування тонкодисперсних частинок 20 Рисунок 18 – Схема виділеного
тонкодисперсних частинок та частинка TiO2 в зоні досушування

dQнагр. = dQзаг. – dQвип,

dQс.а. = dQчаст,

(8)

(11)

(9)

(10)

 

 

 

Слайд 21

Розв’язання математичної моделі
процесу сушіння пасти діоксиду титану

Рисунок 19 – Графічна залежність

Розв’язання математичної моделі процесу сушіння пасти діоксиду титану Рисунок 19 – Графічна
вологовмісту від часу сушіння

Рисунок 20 – Графічна залежність температури продукту і теплоносія від часу сушіння

Перший період:
D = 4·10-3 м;
U(τ0)= U0;
t(τ0)= t0; τ0 = 0

Математична модель розв’язана інтегруванням систем диференційних рівнянь методом Рунге-Кутти із наступними початковими умовами:

21

Другий період:
d = 25·10-6 м;
U0 = U1кр = 0,3011 кг/кг
t0 = tм.т.; τ = τ1

Слайд 22

Схема дослідної сушильної установки

1 – повітряний фільтр; 2 – нагнітаючий вентилятор; 3

Схема дослідної сушильної установки 1 – повітряний фільтр; 2 – нагнітаючий вентилятор;
– калорифер електричний;
4 – диспергатор; 5 – привід диспергатора; 6 – сушильна вихрова камера;7 – живильник-дозатор; 8 – рукавний фільтр; 9 – вивантажувальний бункер;10 – витяжний вентилятор; 11 – мікроконтролер Arduino UNO R3; 12 – персональний комп’ютер; 13 – вимірювальний комплекс типу К50 №1654; 14 – дифманометри (1–3); 15 – термопари (1–4); 16 – датчики-модулі температури і вологості GY-21 HTU21; 17 – діафрагма; 18 – температурний датчик PT100; 19 – шибер регулюючий

22

Слайд 23

Фото дослідної сушильної установки
та допоміжного обладнання

1 – сушильний апарат; 2 –

Фото дослідної сушильної установки та допоміжного обладнання 1 – сушильний апарат; 2
диспергатор; 3 – привід диспергатора; 4 – рукавний фільтр;
5 – живильник-дозатор; 6 – загальний підвід теплоносія; 7 – підвід теплоносія на досушування; 8 – персональний комп’ютер; 9 – мікроконтролер Arduino UNO R3; 10 – блок КВП;
11 – відеокамера; 12 – датчики теператури та вологості; 13 – дифманометри
Рисунок 21 – Фото дослідної сушильної установки

23

Слайд 24

Експериментальні дослідження коефіцієнтів гідравлічного опору

Рисунок 22 – Схема розміщення дифманометрів D1 і

Експериментальні дослідження коефіцієнтів гідравлічного опору Рисунок 22 – Схема розміщення дифманометрів D1
D2

24

ξ1=12,54
Рисунок 23 –
Коефіцієнт гідравлічного опору для диспергатора

ξ2=8,66
Рисунок 24 –
Коефіцієнт гідравлічного опору для тангенційного входу

Слайд 25

Експериментальні дослідження
процесу подрібнення пасти TiO2

Рисунок 28 – Вимірювальний комплекс типу К50

Експериментальні дослідження процесу подрібнення пасти TiO2 Рисунок 28 – Вимірювальний комплекс типу
№ 1654

25

Рисунок 27 – Висушений продукт для подрібнення

Рисунок 26 – Залежність маси продукту від часу подрібнення

Рисунок 25 – Залежність сили струму від часу подрібнення

Ix.x. = 3,5 A

I0,3кг. = 3,97 A

I0,6кг. = 4,68 A

I1кг. = 5,32 A

Слайд 26

Експериментальні дослідження
процесу сушіння пасти TiO2

Рисунок 32 – Процес сушіння пасти TiO2 у

Експериментальні дослідження процесу сушіння пасти TiO2 Рисунок 32 – Процес сушіння пасти
вихровому потоці теплоносія

26

Рисунок 31 – Залежність залежність загального часу сушіння від густини теплового потоку

Рисунок 30 – Залежність температури від часу сушіння

Рисунок 29 – Залежність вологовмісту від часу сушіння

Слайд 27

Адекватність математичної моделі

27

 

Рисунок 33 - Порівняння теоретичних і експериментальних значень загального часу

Адекватність математичної моделі 27 Рисунок 33 - Порівняння теоретичних і експериментальних значень
сушіння пасти діоксиду титану

Слайд 28

Розподіл отриманих тонкодисперсних частинок за діаметром

28

Рисунок 34 – Залежність відношення кількості чатинок

Розподіл отриманих тонкодисперсних частинок за діаметром 28 Рисунок 34 – Залежність відношення
первного розміру до загальної кількості частинкок від розміру частинки

Слайд 29

Алгоритм розрахунку оригінальної
вихрової сушильної установки

29

Розроблена методика та агоритм розрахунку для сушильної установки

Алгоритм розрахунку оригінальної вихрової сушильної установки 29 Розроблена методика та агоритм розрахунку
із вихровою сушильною камерою та час процесу сушіння для тонкодисперсної пасти діоксиду титану, продуктивністю 500 кг/год по випареній волозі:

Слайд 30

Схема промислової сушильної
установки

30

1 – повітряний фільтр;
2 – нагнітаючий вентилятор;
3 – калорифер

Схема промислової сушильної установки 30 1 – повітряний фільтр; 2 – нагнітаючий
(пальник);
4 – диспергатор;
5 – привід диспергатора;
6 – сушильна камера;
7 – живильник;
8 – рукавний фільтр;
9 – вивантажувальний вентиль;
10 – збірник;
11 – витяжний вентилятор

Слайд 31

Порівняння параметрів сушарок

31

Порівняння параметрів сушарок 31

Слайд 32

Креслення розробленого
сушильного апарату

32

Креслення розробленого сушильного апарату 32

Слайд 33

 

33

Висновки:

33 Висновки:

Слайд 34

Апробація роботи:

34

Статті:
у фахових виданнях (5):
Марчевський В.М. Аеродинаміка вихрових потоків сушильного агенту в

Апробація роботи: 34 Статті: у фахових виданнях (5): Марчевський В.М. Аеродинаміка вихрових
сушильній камері / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Вісник Житомирського державного технологічного університету. Серія: Технічні науки - 2018. № 1 (81) – с. 38-42. (Входить до наукометричних баз: Index Copernicus, DOAJ, Google Scholar та інші).
Marchevskii V. Kinetics of drying the titanium dioxide paste in the vortex dryer / V. Marchevskii, Y. Grobovenko, V. Telestakova // Ukrainian Food Journal – Volume 7, Issue 2, 2018. – pp. 311-323. (Входить до наукометричних баз: Web of Science, Index Copernicus, EBSCO, Google Scholar, Ulrichs Web, Global Impact Factor, Cabi Full Text, OLUSD, DRJI, Universal Impact Factor, ROAD, ERIH PLUS, DOAJ, Info Base Index, CASSI).
Marchevskii V. Product grinding influence on the drying process of dispersed titanium dioxide paste / V. Marchevskii, Y. Grobovenko // Ukrainian Journal of Food Science – Volume 6, Issue 1, 2018. – pp. 188-198. (Входить до наукометричних баз: Index Copernicus, EBSCO, Google Scholar, Ulrichs Web, Global Impact Factor, Cabi Full Text, OLUSD, DRJI, Universal Impact Factor, ROAD, ERIH PLUS, DOAJ, Info Base Index, CASSI).
Марчевський В.М. Задача ефективного управління процесом отримання тонкодисперсного порошку діоксиду титану в ході вихрової сушки / Марчевський В.М., Гробовенко Я.В. // Автоматизація технологічних і бізнес процесів – Том 10, № 3, 2018. – с. 59-66.

Слайд 35

Marchevskii V. Probation results of the original swirling drying apparatus for paste

Marchevskii V. Probation results of the original swirling drying apparatus for paste
products / V. Marchevskii, Y. Grobovenko // Mechanics and Advanced Technologies – Vol. 2, No. 83, 2018. – pp. 100-107. (Входить до наукометричних баз: Index Copernicus, Google Scholar, РІНЦ, Open Academic Journals Index (OAJI), CiteFactor, DAOJ, WorldCat, BASE, EBSCO).
у закордонному виданні (1):
Marchevskii V.M. Simulation of drying fine particles TiO2 in a stream of drying agent / V.M. Marchevskii, Y.V. Grobovenko, D.S. Vizerskyi / Scientific-discussion – 2017. № 3 – с. 21-24. (Входить до наукометричних баз: ResearchBib, SIS, DIIF).
статті у інших виданнях (4):
Марчевський В.М. Процес сушіння діоксиду титану / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // International Scientific Journal, 2016. №5 – с. 22-24. (Входить до наукометричних баз: CrossRef, РИНЦ, OAJI, ResearchBib, JIF, BASE, Journal Factor, Google Scholar, Cosmos Impact Factor, Open J-Gate, CiteFactor, I2OR, RePEc).
Марчевський В.М. Процес сушіння пасти діоксиду титану у вихровому сушильному апараті / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Наукове товариство Smart and Young – 2016, Випуск № 11-12 – с. 55-57. (Входить до наукометричних баз: Quality Factor, Index Copernicus, Научная электронная библиотека).
Марчевський В.М. Моделювання процесу сушіння тонкодисперсних часток TiO2 в потоці сушильного агенту / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Вісник НТУУ «КПІ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО». Хімічна інженерія, екологія, та ресурсозбереження – 2016. № 1 – с. 25-27.

35

Слайд 36

Марчевський В.М. Гідродинаміка вихрового сушильного апарату для пастоподібних продуктів / В.М. Марчевський,

Марчевський В.М. Гідродинаміка вихрового сушильного апарату для пастоподібних продуктів / В.М. Марчевський,
Я.В. Гробовенко // Наука онлайн: Міжнародний електронний науковий журнал - 2018. - №6. (Входить до наукометричних баз: CrossRef, РИНЦ, OAJI, ResearchBib, JIF, BASE, Journal Factor, Google Scholar, Cosmos Impact Factor, Open J-Gate, CiteFactor, I2OR, RePEc).
Патенти (4):
Патент № 107088 Україна МПК F26B 3/084 (2006.01) Сушильна установка із псевдозрідженим шаром інертних тіл та живильником / Марчевський В. М., Гробовенко Я. В.; Заявл. 19.10.2015; Опубл. 25.05.2016, Бюл. № 10.
Патент № 107089 Україна МПК F26B 17/10 (2006.01) Спосіб для сушіння пастоподібних матеріалів / Марчевський В. М., Гробовенко Я. В.; Заявл. 19.10.2015; Опубл. 25.05.2016, Бюл. № 10.
Патент № 108688 Україна МПК F26B 17/10 (2006.01) Апарат для сушіння пастоподібних матеріалів / Марчевський В. М., Гробовенко Я. В.; Заявл. 09.02.2016; Опубл. 25.07.2016, Бюл. № 14.
Патент № 131110 Україна МПК F26B 17/10 (2006.01) Апарат для сушіння пастоподібних продуктів / Марчевський В. М., Гробовенко Я. В., Візерський Д. С.; Заявл. 07.06.2018; Опубл. 10.01.2019, Бюл. № 1.

36

Слайд 37

Патент № 131110, Україна, МПК F26B 17/10 (2006.01) Апарат для сушіння пастоподібних

Патент № 131110, Україна, МПК F26B 17/10 (2006.01) Апарат для сушіння пастоподібних
продуктів / Марчевський В.М., Гробовенко Я.В., Візерський Д.М; Заявл. 07.06.2018; Опубл. 10.01.2019, Бюл. № 1.
Тези доповідей (4):
Марчевський В.М. Сушильна установка з псевдозрідженим шаром інертних тіл та живильником / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Ресурсоенергозберігаючі технології та обладнання: VІІІ міжнародна науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених, 19-20 квітня 2015 р: збірник тез доповідей. – Київ, 2015. – С. 95–96.
Марчевський В.М. Апарат для сушіння пастоподібних матеріалів у вихровому шарі / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Ресурсоенергозберігаючі технології та обладнання: ІX міжнародна науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених, 24-26 листопада 2015 р: збірник тез доповідей. – Київ, 2015. – С. 80–81.
Марчевський В.М. Залежність конфігурації потоків в корпусі сушильної установки від напряму подачі теплоносія / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко, Д.С. Візерський // Ресурсоенергозберігаючі технології та обладнання: XII міжнародна науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених, 26-27 квітня 2017 р: збірник тез доповідей. – Київ, 2017. – С. 64–65.
Марчевський В.М. Процес сушіння пасти діоксиду титану у вихровому сушильному апараті / В.М. Марчевський, Я.В. Гробовенко // Хімічна технологія і техніка: 81 міжнародна науково-технічна конференція професорсько-викладацького складу, наукових співробітників і аспірантів, 2017 р: збірник тез доповідей. – Мінськ, Білорусь, 2017. – С. 137–138.

37

Слайд 38

38

Акти впровадження:

38 Акти впровадження:

Слайд 39

Офіційний опонент, д.т.н., професор Гумницький Ярослав Михайлович

На стор. 86 констатується, що

Офіційний опонент, д.т.н., професор Гумницький Ярослав Михайлович На стор. 86 констатується, що
у першому періоді швидкість видалення вологи dW/dτ є постійною. Ця швидкість залежить від поверхні, яку не можна вважати постійною, тому що у диспергаторі паста розділяється на окремі частинки, розміри яких, імовірно, не будуть однакові.
Сушіння проводилось у псевдозрідженому шарі дисперсного мтеріалу, а сушарка має конусну форму. Очевидно, що швидкості газового потоку по висоті сушарки змінюються. Від швидкості залежить коефіцієнт масовіддачі. Крім цього, необхідно було б провести усереднення коефіцієнта масовіддачі по усьому об’ємі апарату. Наведені на стор. 103 дані щодо швидкості сушіння, на мою думку, і є усередненими величинами.
Наведене на стор. 90 значення D0 = 2,2∙10-5 м2/с є коефіцієнтом молекулярної дифузії водяної пари у повітрі за нормальних умов. У дисертації цей коефіцієнт названо коефіцієнтом дифузії водяної пари з вологої поверхні твердих частинок. Якщо це стосується другого періоду сушіння, то слід розглядати дифузію всередині твердих частинок, яка є лімітуючою.
У дисертаційній роботі мало уваги приділено теоретичному аналізу другого періоду сушіння. Відсутнє диференціальне рівняння масоперенесення вологи усередині твердої частинки, початкові та граничні умови, якого роду ці умови та їх рішення і перевірка на адекватність.

Зауваження у відгуках на дисертацію:

39

Слайд 40

40

На стор. 132 вказано, що проведено досліди щодо зміни температур та вологовмісту

40 На стор. 132 вказано, що проведено досліди щодо зміни температур та
пасти діоксиду титану від часу сушіння за різних температур. У табл. 3.3 наведено лише зміну температур на вході та виході та час сушіння
На сторінці 136 (рис. 3.19) напруження псевдозрідженого вихрового шару по висушеній волозі має розмірність [кг/м2с]. Можливо, що напруження повинно бути віднесене до об’єму псевдозрідженого вихрового шару [кг/м3с]. Це значення дозволяє визначити розміри сушильної установки.
У формулі (4.23) значення часу сушіння визначається τ = τ0 + τ1 + τ2 = τпереб. Очевидно, повинно бути ≤ τпереб.. Час τ2 представляє собою час досушування. Невідомо, як визначається ця величина, як її закладати під час розрахунків сушіння, якщо сам процес сушіння визначається кінцевою вологістю.
Характеристику пасти подано у розділі III, можливо ці дані слід було б подати у розділі II, у якому рекомендується подавати характеристику речовин, що приймають участь у дослідженні.
Не подано порівняння сушарок з псевдозрідженим шаром висушуваного матеріалу з контактними сушарками, які часто використовуються для сушіння пастоподібних матеріалів.

Слайд 41

41

Офіційний опонент, д.т.н., с.н.с. Петрова Жанна Олександрівна

У авторефераті не вказані похибки

41 Офіційний опонент, д.т.н., с.н.с. Петрова Жанна Олександрівна У авторефераті не вказані
вимірювань основних параметрів при проведенні експериментальних досліджень процесу сушіння пасти діоксиду титану.
В розділі дисертаційної роботи, де здійснено математичне моделювання процесів сушіння і досушування матеріалу TiO2 не вказані межі застосування розроблених математичних моделей.
При описі сушильної установки не вказано за яким принципом розподілено основний потік теплоносія в зону диспергування і потік теплоносія в зону досушування.
Не вказано із якою точністю визначалися об’ємні витрати теплоносія (повітря).
Не вказано питомі витрати теплоти і повітря на 1 тону випарюваної води.
Важко встановити, які досягнуті і які максимально можливі напруження по випарюваній волозі об’єму сушильної камери і її поперечному перетину.
Важко відмітити, що лімітує швидкість перенесення теплової енергії у вихровому псевдозрідженому шарі.
Важко встановити із якою коловою швидкістю обертаються ножі диспергатора.
Як досягається відсутність просипання часток матеріалу діоксиду титану із псевдозрідженого шару через ножі диспергатора в дифузор апарату.
Чим пояснюється перелом апроксимуючої лінії на графічних залежностях ΔP = f((w2⋅ρ) / 2).

Слайд 42

42

Зауваження у відгуках на автореферат дисертації:

 

2. Національний університет харчових технологій, м. Київ
Відгук

42 Зауваження у відгуках на автореферат дисертації: 2. Національний університет харчових технологій,
підписав завідувач кафедри «Технологічного обладнання та комп’ютерних технологій проектування ННІТІ ім. І. С. Гулого», д.т.н., проф. Мирончук В. Г. Відгук позитивний, є зауваження:
Потребує пояснення конструкція диспергатора (рис. 2, ст. 6; рис. 8, ст. 13; рис. 9, ст. 14), а саме особливості конструкцій робочих органів диспергатора.

3. Інститут гідробіології НАН України, м. Київ
Відгук підписав с.н.с. відділу водної радіоекології, к.б.н., с.н.с. Каглян О. Є. Відгук позитивний, є зауваження:
З тексту автореферату не зрозуміло чому використано саме електричний нагрівач, а не газовий.
В тексті автореферату відсутні детальні зображення розроблених пристроїв, що ускладнює сприйняття наведеного принципу дії.
Бажано було б пояснити чому експериментально не досліджено процес сушіння пасти діоксиду титану за значних густин теплового потоку, наприклад, 100 кВт/м2 і вище.

Слайд 43

43

4. Інститут газу НАН України, м. Київ
Відгук підписав директор Інституту газу НАН

43 4. Інститут газу НАН України, м. Київ Відгук підписав директор Інституту
України, академік НАН України, д.т.н., проф. Бондаренко Б. І. Відгук позитивний, є зауваження:
В роботі, на жаль, немає порівняння питомих енерговитрат з існуючими технологіями сушіння пасти діоксиду титану.

5. Національний університет «Києво-Могилянська академія», м. Київ
Відгук підписав професор кафедри суспільного врядування, д. наук держ.упр., к.т.н. (05.17.08), проф., член спеціалізованої вченої ради Д 26.810.01 Рябцев Г. Л. Відгук позитивний, є зауваження:
Наведені в авторефераті пункти наукової новизни (с. 2-3) є неповними. Зокрема, незрозуміло – які саме кінетичні закономірності й параметри сушіння вперше визначені автором, який саме вплив неперервного подрібнення частинок вихрового шару на швидкість сушіння ним установлений і в чому саме він полягає.
Сформульовані автором загальні висновки (с. 18-19) мають описовий, констатуючий характер і не розкривають одержаних ним наукових результатів.

6. ТОВ «Лакі-Фарма», м. Київ
Відгук підписав директор ТОВ «Лакі-Фарма» Ніколаєв А. В. Відгук позитивний, є зауваження:
Не вказано яким чином визначалася температура мокрого термометра при розрахунку математичної моделі процесу сушіння пасти TiO2.
Для кращого сприйняття бажано було б надати графічні залежності основних техніко-економічних показників розробленого сушильного апарату в порівнянні з сучасними аналогами.

7. Milkiland N. V. LLC, м. Київ
Відгук підписав голова ради директорів Юркевич А. Відгук позитивний, є зауваження:
Недостатня кількість питомих показників, порівняних з аналогами.

8. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків
Відгук підписав лауреат державної премії України, Заслужений діяч науки і техніки України, д.т.н., проф. Товажнянський Л. Л. Відгук позитивний, є зауваження:
Не вказані граничні умови для розрахунку математичної моделі процесу сушіння діоксиду титану.
Не вказані розміри сушильної камери апарату та об’ємні витрати теплоносія.

Слайд 44

44

9. Дніпровський державний технічний університет, м. Дніпро
Відгук підписав завідувач кафедри хімічної технології

44 9. Дніпровський державний технічний університет, м. Дніпро Відгук підписав завідувач кафедри
неорганічних речовин, д.т.н., проф. Волошин М. Д. Відгук позитивний, є зауваження:
Не наведена технологічна схема промислової установки. Якщо вона не буде відрізнятися від дослідної, то слід було про це вказати.

10. Вінницький національний аграрний університет, м. Вінниця
Відгук підписав завідувач кафедри машин та обладнання сільськогосподарського виробництва, д.т.н., проф. Веселовська Н. Р. Відгук позитивний, є зауваження:
В описі імітаційного дослідження гідродинаміки сушильного апарату не вказано початкові параметри системимоделювання вихрових потоків теплоносія.
Бажано було б в авторефераті навести робочі параметри рукавного фільтру та показати яким чином забезпечується вловлювання тонкодисперсних частинок із еквівалентним розміром до 15 мкм.

11. Харківський національний автомобільно-дорожний університет, м. Харків
Відгук підписав декан механічного факультету, д.т.н., проф. Кириченко І. І. Відгук позитивний, є зауваження:
В результатах чисельного розрахунку математичної моделі процесу сушіння пасти діоксиду титану бажано було б навести узагальнену криву сушіння та термічну криву.
В авторефераті вказано про розробку алгоритму розрахунку сушильної установки для сушіння пасти діоксиду титану, проте не наведено сам алгоритм.

12. Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля, м. Сєвєродонецьк
Відгук підписав завідувач кафедри хімічної інженерії та екології, д.т.н., проф. Суворін О. В. Відгук позитивний, є зауваження:
В тексті автореферату швидкість сушіння та вологість TiO2 позначені однією літерою w, окрім цього, швидкість сушіння позначена одночасно літерами w та U, що дещо ускладнює розуміння представленого матеріалу. Також використовуються одночасно різні назви однієї величини – густина теплового потоку, щільність теплового потоку.
В тексті автореферату не обґрунтовано вибір саме таких значень щільностей теплового потоку – 6,3 та 8,7 кВт/м2.

Слайд 45

45

13. Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів
Відгук підписав завідувач кафедри хімічної інженерії,

45 13. Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів Відгук підписав завідувач кафедри
д.т.н., проф. Атаманюк В. М. Відгук позитивний, є зауваження:
Із автореферату не зрозуміло яким чином обрані значення густин теплових потоків 6,3 та 8,7 кВт/м2, що лягли в основу досліджень.
У розрахункову залежність (5) входить загальна поверхня тонкодисперсних частинок в зоні досушування. Яким чином цю поверхню можна розрахувати і виникає питаннячи ця поверхня в процесі досушування не змінюється внаслідок подрібненння частинок.
Не зрозуміло, як визначали коефіцієнт тепловіддачі, коли розміри частинок в процесі їх руху у конічній частині апаратупостійно змінюються. Як визначали швидкість газового потоку теплового агента відносно твердих частинок, розмір яких є змінною величиною і поперечний переріз апарату також.
Відомо, що коефіцієнт гідравлічного опору є функцією числа Рейнольдса, тому виникає питання як визначали число Рейнольдса у апараті, де є суміш теплового агента і полідисперсних частинок TiO2, поперечний переріз якого є змінною величиною і чому значення коефіцієнта гідравлічного опору є сталими величинами 12,54 і 8,66.

14. Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ
Відгук підписав провідний науковий співробітник відділу тепломасопереносу в теплотехнологіях, д.т.н., с.н.с. Сорокова Н. М. Відгук позитивний, є зауваження:
В процесі сушіння, особливо в першому періоді, в апаратах безперервної дії параметри теплоносія (вологовміст, температура та ін.) істотно змінюються в часі, що відображається на швидкості сушіння матеріалу. В авторефераті не пояснюється, як визначалася функція парціального тиску пари в теплоносії, що у виразі (3) представляється рушійною силою вологоперенесення з поверхонь частинок диспергованої пасти діоксиду титану.

Имя файла: Процес-сушіння-тонкодисперсної-пасти-діоксиду-титану.pptx
Количество просмотров: 28
Количество скачиваний: 0