Розробка концептуальної реалізації апарата з індукованим тепломасообміном для випарювання та ректифікації
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180078Ключові слова:
ефект індукованого тепломасообміну, операція випарювання, ректифікація, кінетика температури, обтюратор термостатаАнотація
Обґрунтована необхідність пошуку рішень проблем ефективного використання енергетичних ресурсів за умови забезпечення вимог до екологічності виробництв під час виконання таких технологічних операцій як випарювання та ректифікація. Відзначено перспективність пошуку та застосування індукованих процесів, які характеризуються високою енергоефективністю і екологічністю.
Досліджено кінетику температури під час ефекту індукованого тепломасообміну складових внутрішнього об’єму термостата за умови використання різних рідин у його внутрішньому середовищі.
Дослідженнями встановлена неможливість досягнення рідиною у внутрішньому виділеному об’ємі термостата температури кипіння за умови протікання ефекту індукованого тепломасообміну, що доведено візуальним спостереженням та значенням її температури. Впродовж експерименту за атмосферного тиску температура термостата дорівнювала 115…116 °С, а температура об’ємної води не перевищувала 97 °С. Встановлено для температури термостата 105…106 °С та атмосферного тиску температура етилового спирту не перевищувала 72…73 °С, а для води – 83…85 °С за умови протікання ефекту індукованого тепломасообміну.
Встановлено, що етиловий спирт та вода переходять до газового стану під час ефекту індукованого тепломасообміну окремо. Фіксувати видалення рідкої фази компонентів суміші можливо за стрибкоподібним переходом кінетики температури рідини. Встановлено для суміші етилового спирту з водою під час ефекту індукованого тепломасообміну за температури термостата 105 °С та атмосферного тиску кипіння рідкої фази не відбувалось.
Запропоновано концептуальне рішення технічної реалізації універсального апарата з використанням ефекту індукованого тепломасообміну для виконання технологічних операцій випарювання та ректифікації без фази кипіння. За даним концептуальним рішенням створено лабораторний макет установки, в якому випарювання проводиться за атмосферного тиску за температури рідкої фази 83…85 °С. Економічний ефект розробки досягається за рахунок спрощення обладнання та скорочення енерговитрат на одиницю продукції більш ніж у 1,3 разу порівняно з вакуум-випарним апаратомПосилання
- Bilgen, S. (2014). Structure and environmental impact of global energy consumption. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 38, 890–902. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.004
- Cabezas, H. (2017). Editorial overview: Energy and environmental engineering. Current Opinion in Chemical Engineering, 17, 98–99. doi: https://doi.org/10.1016/j.coche.2017.08.006
- Berk, Z. (2018). Heat and mass transfer, basic principles. Food Process Engineering and Technology, 79–126. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-812018-7.00003-8
- Burdo, O., Bandura, V., Zykov, A., Zozulyak, I., Levtrinskaya, J., Marenchenko, E. (2017). Development of wave technologies to intensify heat and mass transfer processes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (11 (88)), 34–42. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108843
- Zhang, L., Kong, S.-C. (2012). Multicomponent vaporization modeling of bio-oil and its mixtures with other fuels. Fuel, 95, 471–480. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2011.12.009
- Augusto, C. M., Ribeiro, J. B., Gaspar, A. R., Ferreira, V. R., Costa, J. J. (2012). A mathematical model describing the two stages of low-pressure-vaporization of free water. Journal of Food Engineering, 112 (4), 274–281. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2012.05.013
- Huang, H.-J., Ramaswamy, S., Tschirner, U. W., Ramarao, B. V. (2008). A review of separation technologies in current and future biorefineries. Separation and Purification Technology, 62 (1), 1–21. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2007.12.011
- Camacho, L., Dumée, L., Zhang, J., Li, J., Duke, M., Gomez, J., Gray, S. (2013). Advances in Membrane Distillation for Water Desalination and Purification Applications. Water, 5 (1), 94–196. doi: https://doi.org/10.3390/w5010094
- Alvarez, A. J., Myerson, A. S. (2010). Continuous Plug Flow Crystallization of Pharmaceutical Compounds. Crystal Growth & Design, 10 (5), 2219–2228. doi: https://doi.org/10.1021/cg901496s
- Stichlmair, J. G. (2010). Distillation or Rectification. Chemical Engineering and Chemical Process Technology-Volume II: Unit Operations–Fluids and Solids, 68.
- Pogozhikh, M., Pak, A. (2017). The development of an artificial energotechnological process with the induced heat and mass transfer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (85)), 50–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91748
- Pogozhikh, M., Pak, A., Pak, A., Zherebkin, M. (2017). Technical implementation of the equipment using the process of induced heat and mass transfer. ScienceRise, 6 (35), 29–33. doi: https://doi.org/10.15587/2313-8416.2017.103600
- Pogozhikh, M., Pak, A., Pak, A., Zherebkin, M. (2017). The analysis of process of the induced heat and mass transfer by the phase space method. Prohresyvni tekhnika ta tekhnolohiyi kharchovykh vyrobnytstv restorannoho hospodarstva i torhivli, 1 (25), 132–143.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Nikolay Pogozhikh, Andrey O. Pak, Alina V. Pak, Andrii Goralchuk, Sergei Sabadash, Nikolay Chekanov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
