Кинетика и моделирование процессов сушки растворителей, покрытий, дисперсий, растворов и волокнистых материалов: единый подход тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, доктор технических наук Гатапова, Наталья Цибиковна

• Гатапова, Наталья Цибиковна
• доктор технических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор технических наук Гатапова, Наталья Цибиковна

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ. Ю

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ И ТЕХНИКИ СУШКИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ, ПОКРЫТИЙ, ДИСПЕРСИЙ, РАСТВОРОВ И ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ В ХИМИЧЕСКОЙ, РЕЗИНОВОЙ, ПИЩЕВОЙ, ЛЕГКОЙ И ДРУГИХ РОДСТВЕННЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

1.1 Традиционные, альтернативные и перспективные процессы и оборудование для сушки и тепловой обработки.

1.1.1 Процессы и оборудование для сушки растворителей и покрытий.

1.1.2 Процессы и оборудование для сушки дисперсий и кристал-лообразующих растворов.

1.1.3 Процессы и оборудование для сушки и тепловой обработки волокнистых материалов.

1.1.4 Кондуктивно-барабанные сушилки и нагревающие / охлаждающие устройства.

1.1.5 Процессы и оборудование для многооперационных и циклических процессов сушки и тепловой обработки.

1.1.6 Общие особенности рассматриваемых процессов и оборудования.

1.1.7 Общие вопросы инженерной оптимизации рассматриваемых процессов и оборудования. Качество. Энерго- и ресурсосбережение. Экология.

1.2 Традиционные и перспективные инженерные и научно-теоретические методы исследования, расчета и проектирования сушильных процессов и оборудования.

1.2.1 Процессы испарения (теория).

1.2.2 Процессы испарения (эксперимент).

1.2.3 Моделирование процессов сушки.

1.2.4 Особенности сушки дисперсий и кристаллообразующих растворов.

1.2.5 Особенности кондуктивной обработки материалов.

1.2.6 Физико-теоретические особенности циклической обработки материалов.

1.2.7 Общий методологический подход и его особенности.

2 ЕДИНЫЙ ПОДХОД К КИНЕТИКЕ И МОДЕЛИРОВАНИЮ СУШКИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ, ПОКРЫТИЙ, ЖИДКИХ ДИСПЕРСИЙ, КРИ

СТАЛЛООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ И ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1 Явления переноса и кинетика промышленных процессов сушки и термообработки и других процессов химической технологии

2.1.1 "Элементарные" явления и "комплексные" процессы.

2.1.2 Историческая справка.

2.1.3 Подходы к описанию явлений и процессов.

2.1.4 Типичные трудности, встречающиеся при математическом моделировании комплексных процессов.

2.1.5 Промышленные процессы: модели и реальность (примеры)

2.2 Физическое и математическое моделирование процессов сушки и термообработки: единый подход для материалов с существенной температурной кинетикой.

2.2.1 Методология экспериментальных исследований комплексных процессов сушки и кинетическая классификация материалов как объектов сушки.

2.2.2 Методология анализа температурно-влажностных кривых

2.2.3 Постановка задач теплопроводности и диффузии и математическое моделирование комплексных процессов сушки.

2.2.4 Эквивалентизация граничных условий и эффективные характеристики тепло-массопереноса в комплексных процессах сушки.

2.2.5 Аналитические решения задач теплопроводности и диффузии в процессах сушки при функционально заданных начальных условиях.

2.3 Возможности использования методов аналогии процессов тепло- и массопереноса.

2.4 Методы инженерно-кинетической аппроксимации характеристик тепло- и массопереноса.

2.5 Сопоставление используемых методов инженерно-физического описания процессов, статистических методов активного планирования экспериментов и современных математических методов нечетких множеств и нейронных сетей.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИСПАРЕНИЯ РАСТВОРИТЕЛЕЙ И СУШКИ ПОКРЫТИЙ.

3.1 Экспериментальные исследования.

3.1.1 Экспериментальные установки и техника экспериментов

3.1.2 Растворители, клеи и промазочные составы.

3.1.3 Подложки, пористые и монолитные материалы

3.2 Кинетические особенности и моделирование процессов.

3.2.1 Влияние режимных параметров на кинетику.

3.2.2 Сопоставительный анализ результатов.

3.2.3 Моделирование кинетики на психро-эвапорометре.

3.3 Инженерные методы расчета и вопросы совершенствования процессов и оборудования.

3.3.1 Базовые характеристики и корреляционный анализ

3.3.2 Расчетные уравнения тепло-массоотдачи.

3.3.3 Влияние начального влагосодержания материала.

3.3.4 Влияние Стефанова потока, термодиффузии и влажности воздуха.

3.3.5 Особенности расчета тепло- и массоотдачи при испарении

3.3.6 Вопросы тепло-диффузионной аналогии при испарении

3.3.7 Инженерные расчеты испарения и сушки покрытий

3.3.8 Моделирование процессов испарения и сушки.

3.3.9 Вопросы моделирования, связанные с совершенствованием оборудования для сушки и обработки покрытий.

4 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СУШКИ ДИСПЕРСИЙ И КРИСТАЛЛООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ СИНТЕТИЧЕСКОГО, МИНЕРАЛЬНОГО, РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.

4.1 Экспериментальные исследования.

4.1.1 Экспериментальные установки и техника экспериментов

4.1.2 Дисперсии и кристаллообразующие растворы продуктов оргсинтеза, технических и пищевых продуктов.

4.1.3 Кристаллообразующие растворы, текучие дисперсии и пасты органических красителей.

4.1.4 Тепло-массопереносные свойства дисперсий и растворов

4.1.5 Характеристики использованных подложек и рамок для сушки дисперсий и растворов.

4.2 Кинетические особенности и моделирование процессов.

4.2.1 Задачи изучения особенностей механизма и кинетики сушки дисперсий и растворов.

4.2.2 Механизм переноса и единая кинетическая классификация материалов с существенной температурной кинетикой.

4.2.3 Моделирование сушки дисперсий и растворов.

4.3 Инженерные методы расчета и вопросы совершенствования процессов и оборудования.

4.3.1 Расчетные соотношения и порядок инженерных расчетов процессов сушки дисперсий и растворов.

4.3.2 Моделирование полей концентраций, температур и толщин слоя продукта при усадке.

4.3.3 Возможности применения конвективных и конвективно-радиационных сушилок, сушки в кипящем слое на инерте и кондуктивно-барабанной сушки.

5 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССОВ СУШКИ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ.

5.1 Экспериментальные исследования.

5.1.1 Экспериментальные установки и техника экспериментов.

5.1.2 Тепло-массопереносные свойства и технические характеристики волокнистых и модельных рулонных материалов.

5.1.3 Материалы, теплоносители и хладоагенты в экспериментах на кондуктивно-барабанной сушильно-термической установке.

5.1.4 Пропиточные составы и кордшнуры в экспериментах на рео-кинетической сушильно-термической установке.

5.2 Кинетические особенности и моделирование процессов.

5.2.1 Особенности механизма и кинетики сушки и тепловой обработки волокнистых материалов.

5.2.2 Моделирование внешнего и внутреннего тепло- и массопе-реноса при конвективной сушке волокнистых материалов.

5.2.3 Моделирование тепло- и массопереноса при кондуктивно-барабанной тепловой обработке рулонных материалов.

5.3 Инженерные методы расчета и вопросы совершенствования процессов и оборудования.

5.3 Л Расчетные соотношения и порядок инженерных расчетов процессов конвективной сушки волокнистых материалов.

5.3.2 Расчетные соотношения и порядок инженерных расчетов процессов кондуктивной тепловой обработки рулонных материалов.

5.3.3 Вопросы моделирования, связанные с совершенствованием пропиточно-сушильного оборудования и повышением качества волокнистых и дисперсных обрабатываемых материалов.

6 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ И ЦИКЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СУШКИ И ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ.

6.1 Общие особенности кинетики и методология моделирования многооперационных и циклических процессов.

6.2 Процессы обработки резинотехнических изделий на роторных и роторно-конвейерных линиях.

6.3 Циклические и многооперационные процессы сушки клеев, покрытий, пигментов и красителей.

6.4 Многооперационные процессы кондуктивно-барабанной обработки.

6.5 Тепло-массообменные процессы обработки шприцованных и ка-ландрованных заготовок и изделий.

7 ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СУШИЛЬНО-ТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИСПАРЕНИЯ РАСТВОРИТЕЛЕЙ, СУШКИ ПОКРЫТИЙ, ДИСПЕРСИЙ, РАСТВОРОВ И ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ.

7.1 Растворители и покрытия.

7.2 Дисперсии, растворы, пигменты и красители. Качество продуктов.

7.3 Волокнистые материалы.

7.4 Кондуктивно-барабанные процессы и оборудование.

7.5 Циклические и многооперационные процессы и оборудование. Энерго- и ресурсосбережение. Экология.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетика и моделирование процессов сушки растворителей, покрытий, дисперсий, растворов и волокнистых материалов: единый подход»

Многочисленные разновидности процессов, включающих испарение растворителей, сушку покрытий на пористых или монолитных материалах-подложках, сушку жидких дисперсий и кристаллообразующих растворов и их смесей на подложках или без них, сушку влажных, пропитанных или импрегни-рованных волокнистых материалов, тепловую обработку волокнистых и смешанных композиционных материалов, в том числе их многооперационные и циклические разновидности, охватывают почти все виды человеческой деятельности, от древнейших искусств до новейших технологий, а также широко распространены в природе [103, 143, 422, 499, 500]. Они составляют более половины номенклатуры всех высушиваемых и термообрабатываемых материалов.

Общими чертами таких материалов являются: гетеропористая структура продуктов; схожесть кинетики изменения температуры материалов в процессе их тепловой обработки; сильная зависимость качества продуктов от температурной кинетики. Для этих процессов кинетика нагрева имеет такое же значение, как кинетика собственно сушки, т.е. термического удаления влаги. Такие материалы, высушиваемые обычно до умеренных влагосодержаний, можно называть материалами с существенной температурной кинетикой, в отличие от сушки монолитных продуктов и процессов глубокой сушки, в которых время прогрева мало по сравнению со временем последующей сушки.

В области кинетики и моделирования процессов сушки широко известны труды А.В. Лыкова, О. Кришера, П.Г. Романкова, А.Н. Плановского, В.В. Кафа-рова, А.А. Долинского, В.Ф. Фролова, Б.С. Сажина, С.В. Федосова, В.И. Коновалова, С.П. Рудобашты, В.И. Муштаева, Р.Б. Кия, Ч.К. Струмилло, А. Муд-жумдара, Т. Кудры и других ученых [109, 110, 150, 175, 177, 195, 200, 231, 262, 263, 265, 294, 330, 361 - 363, 369, 374, 375, 433, 435, 436, 445, 507, 508, 531, 538, 539, 556, 557, 580], в которых развиты как общие, так и ряд конкретных подходов к теории и практике сушки.

Общие особенности рассматриваемых процессов создают возможность единого подхода к их анализу, исследованию и проектированию. Единые подход и методология, в свою очередь, позволяют получать результаты, имеющие повышенную познавательную ценность и, соответственно, более надежные для инженерной практики. Поэтому исследования в данном направлении, проводимые в настоящей диссертационной работе, представляются весьма актуальными как в научно-познавательном, так и в прикладном отношении.

Все выполненные работы связаны с государственными и академическими программами, в том.числе в соответствии и в продолжение Координационного плана ЛН России по Теоретическим основам химической технологии (тема 2.27.2.8.12 Плана на 1991-2000 гг.), в соответствии с Планом НИР ТГТУ по Единому заказ-наряду Минобразования РФ (Координационный план «Черноземье» на 1997-2000 г.; тема ЗГ/1997 «Разработка теоретических основ расчета и проектирования оптимальных энерго- и ресурсосберегающих процессов и оборудования химических и микробиологических производств») и хоздоговорными планами НИР ТГТУ (1990-2005 гг.).

Цель работы. Дальнейшее расширение теоретических и экспериментальных исследований процессов и аппаратов сушки и тепловой обработки материалов с существенной температурной кинетикой, обобщение результатов и разработка методологии их комплексного анализа и моделирования, создание инженерных методов расчета и проектирования, разработка новых, более эффективных конструктивно-технологических решений.

Объекты и диапазон исследований. Для обеспечения надежности результатов по сушке и тепловой обработке сложных по природе материалов и процессов с недостаточно изученным механизмом принципиально важно выбирать достаточно представительные комплексы объектов исследований. Поэтому в работе исследовались: 1) материалы с широким диапазоном свойств: 35 органических растворителей из 18 гомологических рядов и групп, клеевые и ла-тексные покрытия; 20 видов дисперсий и кристаллообразующих растворов разной природы; 27 видов технических тканей, шнуров и пластин из 8 видов волокон и ряд модельных материалов; всего около 300 разновидностей материалов; 2) основные способы теплоподвода и сушки (конвективный, инфракрасный, кондуктивный, индукционный; на подложках и без них); 3) широкие диапазоны изменения режимных параметров обработки (например, температуры 40. 180 °С, скорости обдува 0,3. 15 м/с, концентрации дисперсий 10.50 % масс.). Кроме того, исследовались циклические и многооперационные разновидности процессов. В обработку были включены также результаты ранее выполненных исследований. Всего работа охватывает около 5000 экспериментов.

Общим результатом работы являются научно-обоснованные решения проблем сушки и тепловой обработки на базе единого подхода к кинетике и моделированию комплексных процессов тепло- и массопереноса, которые (процессы) включают многие составляющие первичные явления, а часто сопровождаются также осложняющими физико-химическими превращениями.

При решении поставленных проблем выполнен комплекс работ, в которых получены следующие основные результаты:

1. Выполнен обзор и анализ современного состояния теории и техники сушки растворителей, покрытий, дисперсий, растворов и волокнистых материалов в химической, резиновой, пищевой, легкой и других родственных отраслях промышленности. Отмечены тенденции развития и определены задачи совершенствования сушильных процессов и оборудования, методов их исследования, расчета и проектирования, в том числе решаемые в данной работе.

2. Выполнены экспериментально-теоретические работы по испарению растворителей, сушке покрытий, сушке дисперсий и кристаллообразующих растворов, сушке и термообработке волокнистых полимерных, асбесто-целлю-лозных и других рулонных материалов, а также сопоставительный анализ ранее проведенных исследований. На этой базе выполнено обобщение результатов и сформулирован единый инженерно-физический подход к анализу кинетики процессов, к кинетической классификации материалов как объектов сушки, к созданию единой комплексной методологии физического и математического моделирования обширной группы тепло-массообменных процессов для рассматриваемых материалов, составляющих более половины всей номенклатуры высушиваемых и термообрабатываемых материалов.

Для этих материалов с близкими диффузионным и термическим сопротивлениями время, необходимое для удаления влаги до требуемого конечного влагосодержания, и время их прогрева до конечной температуры среды - одного порядка, то есть, можно сказать, что здесь «температурная кинетика существенна».

3. Для рассматриваемых процессов и материалов, в продолжение и развитие ранее выполненных работ, впервые разработана общая методология изучения и описания взаимосвязанных процессов сушки и нагрева на базе температурных Г(т) и температурно-влажностных Т(и) зависимостей. Основой этой методологии является система методик и методов физического и математического моделирования, включающих экспериментальные исследования, классификационный и кинетический анализ, обработку полученных данных и необходимые составляющие математического моделирования, обеспечивающие получение "физичных" качественных и надежных конечных количественных результатов.

4. Впервые показаны преимущества и возможности такого изучения температурной кинетики, а также даны конкретные примеры реализации этих преимуществ и возможностей: 1) кинетика нагрева часто становится «более важной», чем собственно удаление влаги, так как именно она определяет качество получаемых продуктов; 2) температурные кривые Г(т) и Т(и) часто имеют выраженные «температурные площадки» и являются поэтому более информативными для анализа механизма сушки и явлений переноса в целом, чем близкие к монотонным кривые м(т); при этом они более надежны чем получаемые дифференцированием кривые скорости сушки N(u)', 3) это позволяет выявлять, моделировать и учитывать другие специфичные явления переноса, часто лимитирующие скорость процесса или качество продукта (миграцию, пленкообразо-вание, выпадение кристаллов, структурирование, усадку, образование внутренних пор или пузырьков, влияние сушки на внешний тепло-массообмен и др.); 4) использование температурных кривых позволяет выполнить классификацию процессов и режимов сушки по кинетическим признакам, что является важным для математического моделирования и инженерного проектирования; 5) если в экспериментальных или промышленных условиях не удается изучать непосредственно кинетику сушки, то можно получать зависимости й(т) пересчетом из кривых Т(и), полученных в более простых модельных условиях.

5. Впервые рассмотрен на базе разработанного подхода комплекс первичных и сопутствующих явлений переноса и превращения для основных процессов химической технологии. Показаны причины неадекватности многих существующих моделей реальным процессам. Приведены 11 примеров сопоставления «модель-реальность» для основных групп процессов химической технологии: гидромеханических, тепловых, диффузионных (жидкофазных, твердофазных, мембранных), химических, деформационно-реологических и комплексных взаимосвязанных. Отмечены проблемы, остающиеся в этих примерах открытыми. Рекомендованы приемы эффективного исследования и моделирования этих явлений и процессов.

6. Систематизирована методология экспериментальных исследований комплексных процессов сушки и тепловой обработки. В работе показано и подтверждено примерами, что для надежности результатов по тепло-массо-переносу и сушке для сложных процессов с недостаточно изученным механизмом решающим является широкий диапазон исследуемых продуктов, способов и режимов обработки. Разработана и описана методология их выбора.

Разрабатываемая методология включает комплекс серий экспериментальных исследований, идентифицированных по назначению: 1) «первичные» пробные) эксперименты; 2) «модельные» эксперименты, проводимые в возможно более «чистых» условиях; 3) «классификационные» эксперименты, в которых ведется поиск условий, соответствующих возможным типам кинетических кривых; 4) «кинетические» эксперименты, по возможности с варьированием одной переменной; 5) «диапазонные» эксперименты для расширения диапазона варьирования параметров; 6) «сравнительные» эксперименты в измененных условиях, на других экспериментальных установках, с другими материалами для выяснения обнаруженных особенностей; 7) «отсеивающие» эксперименты в условиях, исключающих проверяемый эффект; 8) визуальные (в том числе микроскопические) наблюдения за исследуемым материалом; 9) эксперименты для изучения^ химических и деформационно-реологических процессов; 10) «технологические» эксперименты; 11) промышленные эксперименты.

Конкретные планы экспериментов, составленные для каждой рассматриваемой группы процессов и материалов с учетом их индивидуальных особенностей, приведены в соответствующих разделах диссертации.

В комплекс необходимых, впервые созданных или модернизированных экспериментальных установок входят: 1) «большая» циркуляционная конвективная сушилка (БЦС) с возможностью дополнительного инфракрасного теп-лоподвода; 2) «щелевая» установка (ЩУ) для промазанных образцов, в том числе для сушки в перегретом паре; 3) «сопловая» двухрежимная конвективно-радиационная сушильно-термическая установка (2СТУ); 4) кондуктивная двух-барабанная сушильная установка (2БСУ); 5) «реокинетическая» установка (РКУ); 6) «визуальные» установки (ВУ);7) модифицированная для конвективной сушки камера дериватографа (ДГ); 8) установка для сушки в кипящем слое на инертном носителе (УКСИН, получен патент); 9) универсальная психро-эвапорометрическая установка (ПЭУ, получен патент); 10) стенд роторно-конвейерной линии для вкладышей подшипников (РКЛП, получено авторское свидетельство на устройство для измерения температур пресс-форм); 11) стенд роторно-конвейерной линии для автокамерных вентилей (PKJIB). В обработке использовались также данные экспериментов, полученных на «проходной» установке для шнуров и на «петлевой» многорежимной установке для тканей и шнуров во ВНИИРТмаше. Ряд экспериментов проводился на опытно-промышленных установках и в промышленных условиях.

7. Впервые разработана методология анализа температурно-вре-менных и температурно-влажностных кривых сушки для всего комплекса выделенных материалов и единая кинетическая классификация процессов и материалов как объектов сушки, включающая 6 групп по наличию, вырождению или отсутствию температурных площадок вблизи температур мокрого термометра Гмт и кипения Гкип. Они определяют механизм и время сушки и непосредственно влияют на качественные показатели высушиваемых материалов.

8. В работе получены и используются аналитические решения многослойных линейных задач теплопроводности и диффузии с расчетом на малых временных интервалах, с функционально заданными начальными условиями (НУ /-й зоны = КУ (/-1)-й зоны), с кусочно-линейной аппроксимацией теп-ло-массопереносных характеристик и толщин слоев по зонам.

Показано, что главные трудности описания и математического моделирования рассматриваемых и других сложных, недостаточно изученных процессов состоят не столько в собственно математических, сколько в физико-химических проблемах. Приводятся многочисленные примеры, подтверждающие этот вывод.

В диссертации приводятся полученные решения для одно- и я-слойной пластины, в приложениях - для 4-х слойных пластины, цилиндра и шара. В конкретных рассмотренных примерах часто достаточно 2-3 слоев.

Отмечено, что возможны также постановка и аналитическое решение более сложных задач. В инженерной практике возможно также использование численных методов с отработанными формальными процедурами, что не является принципиальным.

Важными для моделирования являются предложенные методы эквива-лентизации граничных условий, со сведением их к эквивалентным граничным условиям 3-го рода, и методы аппроксимации емкостных, кинетических и других характеристик тепло-массопереноса.

9. В связи с общенаучной важностью рассмотрены возможности использования методов аналогии процессов тепло- и массопереноса, в частности, соблюдения тепло-диффузионной аналогии в процессах испарения. Показано, что аналогия в этих процессах нарушается. Дан анализ причин. Для учета этого впервые предложены безразмерные «кинетические» комплексы в критериальных уравнениях тепло- и массоотдачи при испарении, включающие базовые характеристики растворителей - температуры кипения и плавления.

10. В связи с практической значимостью проанализированы методы инженерно-кинетической аппроксимации характеристик тепло- и массопереноса. Дана сводка основных разновидностей разработанных и применяемых аппроксимационных схем, в том числе, кусочно-ступенчатая; кусочно-линейная, в т.ч. лучевая; степенная; экспоненциальная, логарифмическая; гиперболическая дробно-линейная; простейшая однопараметрическая двухдуговая симметричная аппроксимация (удобная, в частности, для аппроксимации равномерно изменяющихся в зонах 2-го периода сушки зависимостей Т(и) или коэффициентов тепло-массоотдачи а(г/); две разновидности несимметричных двухдуговых аппроксимаций.

Невыполненный качественный физический анализ и количественное объяснение механизма исследованных процессов методами математического моделирования подтвердили корректность изложенной методологии. Сравнение расчетных результатов с экспериментальными данными во всех исследованных группах процессов и материалов также подтверждает перспективность использования сформулированного единого подхода для исследования сложных процессов сушки и тепловой обработки, для описания процессов тепло-массопереноса, для их инженерных расчетов, для математического моделирования и вариантной инженерной оптимизации процессов и оборудования.

12. Для полноты инженерно-теоретического анализа рассмотрены, разработаны и проверены на практике возможности трех групп методов математического моделирования сложных процессов: I) инженерно-физического описания, базирующегося на механизме и кинетике реальных процессов; 2) статистических методов активного планирования экспериментов («черного ящика»); 3) современных методов описания с применением аппарата нейронных сетей и нечетких множеств. Конкретное сравнение проведено на примере прогнозирования комплекса качественных показателей кордных материалов рези-нотехники с учетом экспериментально изученных процессов тепло-массообмена при сушке, химических превращений в адгезиве и деформационно-реологических процессов в материале при термообработке. Показаны достоинства и недостатки этих подходов. Рекомендованы расчетные инженерные методики. Обсуждены перспективы их дальнейшего развития.

13. На базе изложенной методологии выполнены теоретические и экспериментальные исследования процессов испарения растворителей и сушки покрытий. Для получения надежных результатов диапазон исследуемых растворителей был максимально расширен: эксперименты проводились с 35-ю индивидуальными органическими (включая один кремний-органический) растворителями из 18 гомологических рядов и групп, охватывающих практически весь диапазон, представляющий промышленный или научный интерес, а также со смесевыми растворителями, с резиновыми клеями и с водными растворами летучих и нелетучих соединений; включен также ряд новых, ранее не исследованных и представляющих существенный интерес для новой техники растворителей (фурфурол, формамид, тетраэтоксисилан). Для анализа физики процесса использовались также полученные ранее данные по испарению растворителей в среде перегретого водяного пара, что дает разные типы смесей водяного конденсата с растворителями. Для возможности массовой компьютерной обработки экспериментов данные по тепло-массопереносным и физико-химическим свойствам исследованных растворителей во всем диапазоне использованных температур были аппроксимированы и представлены в виде компьютерной базы данных, представляющей самостоятельный интерес в связи с необходимой для этого неформализуемой и трудоемкой работой. Всего обработано более 900 опытов.

Для выяснения природы и вида корреляционных связей тепло- и массо-отдачи при испарении был выполнен многоуровневый многопараметрический перебор. Получены и рекомендованы для всех исследованных групп процессов и материалов (при необходимости с небольшими коррективами коэффициентов) расчетные уравнения тепло-массоотдачи.

Критерий Рейнольдса входит в полученные расчетные уравнения в степени 0,4 для массоотдачи и в степени 0,375 для теплоотдачи, что впервые обеспечивает учет влияния скорости в психрометрических уравнениях и что также подтверждает отсутствие тепло-диффузионной аналогии.

Для рельефных материалов впервые введены модельные коэффициенты, учитывающие геометрию поверхности.

Впервые показано и объяснено влияние на скорость сушки начального влагоеодержания материала, что учитывается симплексом степени заполнения пор в уравнении е^, (может быть меньше для хорошо смачиваемых материалов).

В полученных уравнениях для аисп и рисп необходим итерационный расчет, что, однако, соответствует кинетике процесса и легко реализуется в компьютерных инженерных методиках.

На этой основе разработаны инженерные методы расчета испарения растворителей (в том числе воды и растворов) и сушки покрытий.

14. Следующая обширная группа исследованных процессов и материалов - дисперсии и кристаллооиразующие растворы. Для охвата наибольшего диапазона были выбраны и получены, в том числе по зарубежным контактам, 20 видов продуктов основных групп по химическому составу, происхождению и назначению, включая модельные, с варьируемыми начальными концентрациями 10.50 %: 1) дисперсии, включая пасты: а) синтетического происхождения: водные латексно-резорцино-формальдегидные (ЛРФ) составы резино-техники (ВНИИРТмаш, НИИШП); продукты органического синтеза (Гамма-кислота, Р-соль, диспергатор НФ, белофоры КД-2 и КД-93 (ОАО «Пигмент»); б) животного происхождения: мясо-костная жидкость мясопереработки («Meet processing sludge», Канада); желатин; в) растительного происхождения: тяжелая кукурузная жидкость крахмального производства («Heavy corn steep water», Канада); крахмал; 2) кристаллообразующие растворы: а) органических веществ: сахар; мочевина; б) неорганических веществ: NaCl; СаС12; NH4NO3; NaOH; 3) органические пигменты и красители, основных рядов (анилинового, нафталинового, антрахинонового и с комбинацией бензольного и нафталинового колец), с разными хромофорными системами: Пигмент желтый светопрочный (Ci7Hi5N405); Совелан черный М (C4oH2oN6S2Oi4CrNa3); Дисперсный синий 2 пэф (C14H9(8)04Br1(2)N2); Пигмент рубиновый ВКС/2 (C18H1206SN2Ca).

Необходимый и использованный комплект подложек включал: диффузионно-проницаемые (пористые или/и набухающие) и непроницаемые материалы; редкие, не сорбирующие сетки, которые не препятствуют испарению жидкости; высоко- и низкотеплопроводные материалы; холодные и горячие подложки. Использовались резина, ткани и пластины из волокнистых материалов, фторопласт, алюминий, капроновые сетки. Всего проведено около 700 опытов.

Свойства дисперсий и молекулярных растворов аппроксимированы и сведены в компьютерную базу данных. Для аппроксимации концентрации насыщения дгнас использованы полиномы. Для аппроксимации давления насыщенных паров растворителя Рнас и связанной с ними температуры кипения растворов Гкип впервые предложен полутеоретический метод, базирующийся на уравнении Антуана с концентрационным множителем Дг, который эквивалентен коэффициентам активности воды Ах ~ аводы. Для аппроксимации Аг использовали одно-, двух- или трехпараметрическую линейную, степенную полиномиальную или экспоненциальную форму в зависимости от имеющихся данных.

Текущая концентрация раствора .х, а также .v„ac, Рпас и 7*к„„ изменяются во всем диапазоне температур при сушке раствора. Соответственно изменяются механизм тепло-массопереноса и характер кинетических кривых, происходит образование и выпадение кристаллов, а концентрация раствора приближенно сохраняется равной хшс, которая непрерывно изменяется с ростом температуры высушиваемого раствора, в результате температурные площадки становятся наклонными. Впервые разработанная методика итерационного расчета Т(/, т) % Гмт отрабатывает эти особенности вполне надежно. Представляется, что такой подход, сочетающий исходную теоретическую базу и использующий все имеющиеся экспериментальные данные, в настоящее время наиболее целесообразен.

На базе выполненных экспериментов и описанной методологии получены расчетные соотношения и разработан порядок инженерных расчетов процессов сушки дисперсий и растворов.

При этом впервые показано, что использование поверхностных темпера-турно-влажностных зависимостей обеспечивает возможность расчетов и моделирования процессов сушки и гранулирования при грубой оценке коэффициентов диффузии Дф.

В модельных опытах на подложках впервые прогнозированы также возможности применения для сушки красителей конвективно-радиационных сушилок, сушки в кипящем слое на инерте и контактно-барабанной сушки. Это было подтверждено затем прямыми экспериментами на специальных вышеуказанных установках.

15. Выполнен также комплекс теоретических и экспериментальных исследований процессов сушки технических волокнистых материалов. Получены, обработаны и сведены в базы данных необходимые тепло-массопереносные свойства и технически характеристики волокнистых и модельных рулонных материалов. В них входят 8 видов волокон (полиамидные, полиэфирные, вискозные, хлопковые, асбестовые, целлюлозные), 20 видов тканей, шнуров и пластин из них, а также 7 разновидностей модельных материалов (фторопласт, оргстекло, 5 видов резин). Всего к обработке привлекалось около 900 опытов.

16. Выполнен анализ и впервые дана сводка особенностей реального внешнего и внутреннего тепло- и массопереноса (18 видов), которые отличают их от обычно используемых упрощенных модельных схем. Выделены наиболее существенные явления, которые необходимо учитывать при инженерном моделировании комплексных процессов, и даны соответствующие рекомендации по учету дополнительного излучения, дополнительных видов конвекции, определяющиим размеру и температуре, геометрии рельефа и пр.

17. Выполнены экспериментальные и теоретические исследования по кондуктивно-барабанной сушке и тепловой обработке волокнистых и рулонных материалов. Получены критериальные соотношения для внешней тепло-массоотдачи и для внутренней теплоодачи, с учетом диссипации энергии при перемешивании. Впервые обнаружено и объяснено явление временной стабилизации температуры материала на уровне существенно выше Гмт. Даны необходимые соотношения для инженерных расчетов и моделирования.

18. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования многооперационных и циклических процессов сушки и тепловой обработки. Проанализированы общие особенности кинетики и методологии их моделирования. Впервые дана их классификация.

Условия теплообмена по участкам наиболее распространенных многооперационных линий с полузамкнутыми контурами являются несимметричными и переменными. Температурные поля по ходу участков многократно перестраиваются. После пуска установки все температуры изменяются, пока режим охлаждения не станет стационарным. Какие при этом установятся температуры по участкам, то есть начальные условия заранее неизвестны. Такие, внешне простые задачи, не удается даже корректно формализовать.

Основными частями впервые разработанной методологии инженерного моделирования циклических и многооперационных процессов и задач являются:

1) выдвинутая совместно с В.И. Коноваловым и Е.Н. Туголуковым идея и разработанная процедура сведения динамической задачи к квазикинетической;

2) усреднение переносных характеристик и эквивалентизация граничных условий; 3) получение этих характеристик в модельных экспериментах или расчет-но-аналитически; 4) приближенные интервальные аналитические решения для расчетов, хотя могут использоваться и более сложные решения или численные методы (что, как говорилось выше, не принципиально); 5) вариантное оптимизационное моделирование режимных параметров процессов и конструктивных схем оборудования.

Разработанные метод и процедура заключаются в последовательном счете условных циклов от пуска установки до выхода ее на квазистационарный режим: для первого оборота барабана и далее до конца линии; для второго оборота первого барабана и так далее, пока температурные условия перестанут изменяться. Общее время до достижения такого состояния заодно дает время выхода линии на режим, которое имеет также принципиальное значение.

19. Были впервые исследованы и выполнены разработки для 5 групп таких процессов: 1) процессы обработки резинотехнических изделий на роторных и роторно-конвейерных линиях для производства резино-металлических уплотнителей подшипников качения РКЛП и для производства обрезиненных автокамерных вентилей PKJIB; впервые исследованы и рекомендованы способы и режимы комбинированного теплоподвода: конвективные; радиационно-конвек-тивные с ИК-теплоподводом лампами типа ГЛН; радиационно-конвективные с ИК-электронагревателями сопротивления типа ЭОИ; с прямым индукционным нагревом движущихся пресс-форм в камере, оснащенной ТВЧ-индуктором; был разработан, изготовлен и отлажен комплекс модельных пресс-форм; для измерения температур поверхностей было спроектировано специальное устройство, на которое получено авторское свидетельство; 2) многооперационные процессы сушки и термообработки клеевых покрытий при двух режимах; 3) то же - в двух средах (использовались также ранее выполненные работы по сушке последовательно в перегретом паре и в воздухе); 4) то же для рулонных материалов на многобарабанных установках; 5) процессы нагрева-охлаждения, сушки покрытий и осушки шприцованных и каландрованных заготовок (протекторные линии, камерные линии, линии для производства ободных лент, линии для сборки и обработки транспортерных лент, слоистых композитных рулонных материалов и пр.).

Методики и программы счета могут быть рекомендованы для использования на рабочем месте операторов линий.

Результаты полностью подтверждают эффективность разрабатываемой методологии. Точность выполняемых расчетов вполне удовлетворительна. Каких-либо другие альтернативы для расчета процессов такого уровня кинетической сложности неизвестны.

Научная новизна (краткая сводка). Впервые разработан единый подход к кинетике и моделированию процессов сушки и тепловой обработки всех основных видов материалов с существенной температурной кинетикой на базе температурно-влажностных зависимостей.

Получены новые физические результаты по кинетике процессов испарения растворителей и сушки покрытий, сушки дисперсий и кристаллообра-зующих растворов, кондуктивно-барабанной сушки, сушки и термообработки волокнистых материалов, в том числе, по механизму тепло- и массопереноса при образовании и вырождении температурных площадок на кинетических кривых при сушке этих видов материалов.

Предложены новые критериальные уравнения испарения.

Выполнено обобщение результатов, разработана общая методология изучения и описания взаимосвязанных процессов сушки и нагрева, предложена кинетическая классификация рассматриваемых материалов.

Разработана и рекомендована общая методология расчетов сушки на базе аналитических решений задач теплопроводности и диффузии, предложены методы эквивалентизации граничных условий и аппроксимации других характеристик тепло- и массопереноса.

Для циклических и многооперационных процессов впервые разработан метод сведения динамической задачи к квазикинетической с расчетом температур и влагосодержаний материалов на каждом условном цикле.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Научные результаты исследований реализованы в виде публикаций в ведущей мировой печати и доложены на главных международных конференциях и форумах по сушке и тепло-массопереносу, в том числе совместно с зарубежными учеными.

Разработаны методики и программы инженерных расчетов для всех исследованных процессов, продуктов и изделий.

Выданы практические рекомендации по совершенствованию рассмотренных процессов и оборудования.

Результаты работ по растворителям и покрытиям, дисперсиям и растворам, энерго-ресурсосберегающим процессам сушки приняты для реализации на Тамбовские ОАО «Пигмент», «АРТИ» и на ряд других предприятий.

Запатентованы, экспериментально проверены и реализованы универсальный психро-эвапорометр и способ сушки в кипящем слое на бинарном инертном носителе.

Результаты работ по волокнистым, полимерным, композиционным материалам и изделиям реализованы в металле в промышленных протекторных, камерных линиях и линиях для производства транспортерных лент в Тамбовских ОАО «НИИРТмаш» (организация-проектировщик) и «Тамбовполимер-маш» (организация-изготовитель) и успешно эксплуатируются на ряде шинных заводов и заводов РТИ.

Результаты работ по роторно-конвейерным линиям реализованы в металле (в том числе по полученному авторскому свидетельству на изобретение) в промышленных образцах линий РКЛП и РКЛВ на Заводе опытных машин ОАО «НИИРТмаш». Линии включены в официальный каталог резинотехнического оборудования.

Достоверность результатов (в пределах, допускаемых самим процессом - по Аристотелю) обеспечивается: представительностью и широким диапазоном выбранных исследуемых материалов и условий сушки; большим числом и логичностью следования серий и воспроизводимостью проведенных экспериментов; результатами сопоставительного анализа собственных и литературных расчетных и экспериментальных данных; современной расчетной компьютерно-аналитической методикой, позволявшей быстро обрабатывать большие массивы данных и вносить необходимые коррективы.

Апробация работы. Настоящая работа является законченной самостоятельной частью исследований, проведенных при научных консультациях профессора В:И. Коновалова. Она обобщает комплекс работ, начиная с собственной кандидатской диссертации автора [57] (в настоящей докторской работе эти исследования продолжены, принципиально расширены и обобщены), других работ, выполненных в школе профессора В.И. Коновалова при участии коллег и аспирантов [61, 62, 66, 69, 182, 185, 186, 188, 191, 192, 209 - 212, 513 -517, 524, 526], в том числе аспирантов, выполнявших исследования под руководством или соруководством автора: С.С. Хану ни (1997) [447] , А.Н. Пахомов (2000) [320], Е.А. Сергеева (2000) [382], А.Н. Колиух (2001) [166], ИЛ. Коробова (2001) [218], А.Н. Шикунов (2004) [469], Д.В. Козлов (2005 - план) [69, 470.

Основные результаты работы и создания единого подхода получили международное признание. Они были доложены и получили положительную оценку на Минских международных форумах по тепло- и массообмену (ММФ -1996, 2000, 2004) [191, 192, 524]; Международных семинарах по сушке (IDS -1994, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004) [513, 515, 517, 522, 525, 526, 529, 575]; I Международной конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии» (Москва, 2002), XV Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002), V Международной теп-лофизической школе (Тамбов, 2004) и на ряде других конференций и семинаров 1988 - 2004 гг. [63, 184 - 186]. Они опубликованы в ведущих журналах: по сушке «Drying Technology» (издательство Dekker, Нью-Йорк) [516], по процессам и аппаратам химической технологии журнал РАН «Теоретические основы химической технологии» [182] (выпуск, посвященный 100-летию П.Г. Романкова), «Известия вузов. Химия и химическая технология» [183] и других. Об этом говорит также присуждение данным работам награды «За выдающиеся достижения в исследованиях сушки» Французского общества инженеров-сушильщиков на Международном семинаре по сушке IDS'96 [526], заказные ключевые лекции и статьи на IDS'98 [513], на Минских международных форумах по тепломассообмену ММФ ТМО-1996, ММФ ТМО-2000, ММФ ТМО-2004 [191, 192, 524].

Публикации. По теме диссертации опубликовано 65 печатных работ, из них 41 работа в изданиях, учитываемых ВАК. Выпущен препринт. Сделано 19 докладов (с их публикацией) на международных конференциях, в том числе 5 проблемных, пленарных или ключевых лекций. Получены 2 патента и 1 авторское свидетельство на изобретение.

Структура работы. Диссертация содержит: введение; 7 основных глав; выводы из 9 пунктов; список литературы, включающий 599 источников, в том числе 333 зарубежных и опубликованных после 1990 г.; приложения из 7 разделов, включающие результаты исследований, фрагменты программ, примеры расчетов, материалы реализации, патентные и каталожные материалы. Всего в работе 273 страницы основного текста, 163 рисунка и 41 таблица.

Заключение диссертации по теме «Процессы и аппараты химической технологии», Гатапова, Наталья Цибиковна

ВЫВОДЫ

1 Общим результатом работы являются научно-обоснованные решения проблем сушки и тепловой обработки материалов с существенной температурной кинетикой. При этом разработан единый подход и методология исследований процессов сушки и нагрева на базе температурно-влажностных зависимостей для большой группы процессов, включающих: испарение растворителей, сушку покрытий, дисперсий, кристаллообразующих растворов, волокнистых материалов, тепловую обработку полимер-волокнистых композиций, в том числе их циклические и многооперационные разновидности.

2 Выполнен анализ современного состояния теории и техники процессов сушки и тепловой обработки исследуемых групп материалов. Показано, что такие материалы составляют более половины всей номенклатуры высушиваемых и термообрабатываемых материалов. Проанализированы их общие черты, отмечены тенденции развития и определены задачи совершенствования таких сушильных процессов и оборудования, в том числе решаемые в настоящей работе.

3 Выполнен комплекс экспериментально-аналитических работ по сушке исследуемых материалов, а также сопоставительный анализ ранее проведенных исследований. Анализ показал, что для надежности результатов по тепло-массопереносу для сложных по природе процессов с недостаточно изученным механизмом решающим является широкий диапазон исследуемых материалов и условий сушки. Поэтому первостепенной задачей был обоснованный анализом подбор представительных комплексов продуктов, экспериментальных установок и серий экспериментов.

Были подобраны и исследованы следующие комплексы материалов: 35 растворителей из 18 гомологических рядов и групп, ряд клеев и латексных составов; 20 видов дисперсий и растворов синтетического, минерального, растительного и животного происхождения, пигментов и красителей и 10 видов подложек; 27 разновидностей тканей, пластин и других волокнистых материалов из 8 видов волокон и ряд модельных материалов.

Использовался комплекс из 11 экспериментальных установок, модернизированных или впервые созданных: большая циркуляционная конвективная сушилка; щелевая конвективная установка; сопловая двухрежимная конвективно-радиационная установка; барабанная двухрежимная кондуктивная установка; реокинетическая установка; визуальные установки; модифицированная камера де-риватографа; установка для сушки в кипящем слое на инертном носителе; универсальная психро-эвапорометрическая установка; натурные стенды роторно-конвейерных линий для вкладышей подшипников и для автокамерных вентилей, в том числе с инфракрасным и индукционным теплоподводом.

Экспериментальные исследования включают комплекс из 11 серий, идентифицированных по назначению: пробные эксперименты; модельные; классификационные; кинетические; диапазонные; сравнительные; отсеивающие; визуальные; эксперименты для изучения химических и деформационно-реологических процессов; технологические; промышленные.

4 Впервые разработана единая кинетическая классификация рассматриваемых процессов и материалов как объектов сушки, включающая 6 групп по наличию, вырождению или отсутствию характерных температурных площадок (вблизи температур мокрого термометра Гмт, кипения Т^кип и других). Эти классификационные особенности определяют механизм тепломассопереноса, время сушки и качественные показатели высушиваемых материалов.

5 Получены и используются аналитические решения многослойных линейных задач теплопроводности (диффузии) с функционально заданными начальными условиями, с кусочно-ступенчатой аппроксимацией тепло-массо-переносных характеристик и толщин слоев по зонам, с расчетом на малых временных интервалах. Предложены методы эквивалентизации граничных условий для комбинированного тепло- и массопереноса, со сведением их к эквивалентным ГУ 3-го рода, и методы аппроксимации других характеристик тепло-массопереноса. Разработаны расчетные компьютерные программы.

6 В связи с общенаучной важностью рассмотрены возможности использования тепло-диффузионной аналогии в процессах испарения растворителей. Показано, что аналогия в этих процессах нарушается. Дан анализ причин. Впервые предложены безразмерные коррелирующие комплексы, включающие базовые характеристики растворителей - температуры кипения и плавления.

7 В связи с практической значимостью проанализированы методы инженерно-кинетической аппроксимации характеристик переноса. Разработана группа эффективных применяемых аппроксимационных схем, в том числе для температурно-влажностных зависимостей Т(и), для коэффициентов тепло- и массоотдачи а(м), (3(м) и других.

8 Получены новые физические результаты по кинетике процессов испарения растворителей и сушки покрытий, сушки дисперсий и кристаллообра-зующих растворов, кондуктивно-барабанной сушки, сушки и термообработки волокнистых материалов, в том числе по механизму тепло- и массопереноса при образовании и вырождении температурных площадок на кинетических кривых при сушке всех этих видов материалов. Получен ряд новых расчетных соотношений и разработаны инженерные методы расчета для всех изучаемых групп процессов, в том числе: уточненные критериальные уравнения тепло-массо-отдачи при испарении; полутеоретические зависимости для давления насыщенных паров /'нас растворов одновременно от концентрации и температуры; способы учета дополнительных видов конвекции, излучения стенок, геометрии рельефа, начального влагосодержания, выбора определяющих размеров и температур; критериальные соотношения для внешней тепло- и массоотдачи и для внутренней теплоодачи при кондуктивно-барабанной сушке, с учетом диссипации энергии при перемешивании теплоносителя в барабане; методы оценки критических влагосодержаний мкрЬ икрi и коэффициентов диффузии Д,ф, £>Эф*; для полузамкнутых циклических и многооперационных процессов сушки и тепловой обработки впервые предложен эффективный метод расчета, основанный на сведении динамической задачи к квазикинетической, с расчетом температур и влагосодержаний на каждом условном цикле; методики расчета комбинированного теплоподвода (конвективный, кондуктивный, инфракрасный, индукционный).

9 Выданы практические рекомендации по совершенствованию и выполнены работы по реализации рассмотренных сушильно-термических процессов и оборудования, в том числе:

1) научные результаты исследований реализованы в виде публикаций в ведущей мировой печати и доложены на основных международных конференциях и форумах по сушке и тепло-массопереносу и используются в учебном процессе в курсах ПАХТ, явлений переноса, инженерной оптимизации, энергоресурсосбережения, инженернойэкологии;

2) результаты работ по двухрежимной сушке покрытий и по сушке цел-люлозо-асбестовых пластин на легкой подложке приняты для реализации на Тамбовское ОАО «АРТИ»;

3) получено положительное решение о выдаче патента на универсальный психро-эвапорометр (решение ФИПС РФ от 20.08.03. № 027448 по заявке № 2003125681), который реализован в виде рабочей установки и используется в научных исследованиях; предполагается его изготовление по заказам заинтересованных организаций;

4) результаты работ по дисперсиям и растворам приняты для реализации на Тамбовское ОАО «Пигмент»; получен патент № 2245348 на способ сушки на бинарном инерте, который реализован в виде лабораторной установки, используется в научных исследованиях и запланирован к промышленной реализаци на ОАО «Пигмент»;

5) работы по энерго-ресурсосберегающим и экологичным процессам сушки пигментов с замкнутым циклом сушильного агента находятся в стадии исследования и реализации на ОАО «Пигмент» с расчетной экономией около 1 млн. м3 охлаждающей воды в год, 20 % природного газа и значительным сокращением стоков на закачку;

6) результаты работ по волокнистым и рулонным материалам реализованы в металле в промышленных протекторных, камерных линиях, линиях для производства транспортерных лент в ОАО «НИИРТмаш» и «Полимермаш» и успешно эксплуатируются на ряде шинных заводов и заводов РТИ;

7) результаты работ по роторно-конвейерным линиям реализованы в металле в двух промышленных образцах линий РКЛП и PKJIB на Заводе опытных машин ОАО «НИИРТмаш» (в том числе, с устройством для измерения температур по полученному авторскому свидетельству № 1478054) и включены в официальный каталог резинотехнического оборудования. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Гатапова, Наталья Цибиковна, 2005 год

1. Абраменко Т.Н., Золотухина А.Ф., Шашков Е.А. Термическая диффузия в газах.- Минск: Наука и техника, 1982.- 191 с.

2. Автоматические линии роторного типа (Конструкции, расчет, проектиро-вание)/Л.Н. Кошкин, И.А. Клусов, В.Ф. Прейс, Е.Н. Фролович.- Тула: ЦБТИ, 1961.-198 с.

3. Анискевич А.Н., Иванов Ю.В. Расчет полей концентрации влаги в многослойной пластине // Механика композит, материалов.- 1994.- Т. 30, № 4.-С. 502-511.

4. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений. 2-е изд. -М.: Химия, 1971.-364 с.

5. Баранов Д.А., Кутепов A.M. Процессы и аппараты: Учебник.- М.: ИЦ "Академия", 2004- 304 с.

6. Басс Ю.П., Ионов В.А. Опыт освоения и эксплуатации в промышленности многопозиционных вулканизаторов покрышек: Тематич. обзор.- М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984.-68 с.

7. Берг Л.Г. и пр. Практическое руководство по термографии- Казань: КГУ, 1967.

8. Бергман Э.Д., Колодко А .Я., Никифоровский B.C., Серяков В.М. О модели процессатермошелушения//ДАН СССР. 1990. Т. 315, № 5. С. 1120-1123. Берман Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды.- М.-Л.: ГЭИ, 1957.- 320 с.

9. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса.- Л.: Химия, 1974.688 с. (1-е амер. изд. 1960 г. Перевод с 5-го изд. 1965 г.). Берлинер М.А. Измерения влажности/Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1973.-400 с.23