Критическое истечение сыпучих материалов в пневмотранспортной системе подачи порошков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Земерев, Евгений Сергеевич

• Земерев, Евгений Сергеевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Земерев, Евгений Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ...........................................................5

ГЛАВА 1. Анализ существующих систем подачи порошков и методик их расчета ..................................................................14

1.1. Общая характеристика зернистых сред........................15

1.2. Структуры двухфазных потоков при пневмотранспорте..........16

1.3. Режимы течения потоков с частицами.........................19

1.4. Существующие транспортные системы сыпучих сред и их анализ.....22

1.5. Механика плотного слоя.....................................32

1.6. Газодинамика однородной двухфазной среды...................34

1.7. Особенности истечения двухфазной среды из отверстия в системе подачи

................................................................36

1.8. Постановка задач диссертационной работы....................39

ГЛАВА 2. Моделирование критического неравновесного истечения

порошковогазовой смеси из отверстия...............................41

2.1. Зоны течения порошковогазовой смеси........................41

2.2. Переход течения от напряженно-деформированного состояния к

разуплотненному.................................................43

2.3. Анализ истечения порошковогазовой среды из выпускного отверстия ... 51

2.3.1. Оценка критического отношения давлений на основном диапазоне

работы системы подачи.........................................51

2.3.2. Анализ предельных случаев истечения порошковогазовой среды.52

2.3.3. Анализ критического изотермического неравновесного течения

разуплотненного порошкового материала.........................59

2

2.4. Расчет расходных и скоростных характеристик порошка из выпускного

отверстия........................................................65

2.5. Выводы по главе.............................................69

ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования течения высококонцентрированных газодисперсных сред........................71

3.1. Описание экспериментальной установки и методики исследования течения

порошка алюминия.................................................71

3.2. Влияние размеров выпускного отверстия форсунки на параметры

истечения сыпучего материала.....................................73

3.3. Определение зависимости удельных расходов порошка алюминия и газа из

струйной форсунки от давления перед выпускным отверстием.........74

3.4. Расчет расходных и скоростных характеристик газа из выпускного

отверстия ...................................................... 77

3.5. Описание методики исследования скорости истечения порошка алюминия

из отверстия.....................................................80

3.6. Определение зависимости скорости истечения частиц порошка алюминия

из струйной форсунки от давления перед выпускным отверстием..... 81

3.7. Отработка режимов подачи порошка экспериментальной установки

синтеза нанооксида алюминия..................................... 83

3.8. Выводы по главе.............................................87

ГЛАВА 4. Разработка рекомендаций по проектированию непрерывных систем

подачи и дозирования порошка ..................................... 89

4.1. Система непрерывной подачи порошка металла в установке синтеза

нанооксидов .................................................... 89

4.2. Определение основных конструктивных параметров бункера .... 92

4.2.1. Выбор конструкции бункера.............................. 93

3

4.2.2. Геометрия бункера..................................94

4.2.3. Определение скорости истечения порошка из бункера..96

4.2.4. Оценка давления груза на стенки бункера............97

4.2.5. Оценка потребной мощности привода транспортера....100

4.3. Камерный питатель со шлюзовой камерой................100

4.4. Рекомендации по проектированию системы дозирования и подачи

несвязных зернистых материалов............................102

4.5. Расчет площади сечения форсунки для подачи порошка алюминия.103

4.6. Выводы по главе......................................103

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................105

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................107

4

ВВЕДЕНИЕ

К началу XXI века техническое совершенство объектов химической и прочих отраслей промышленности при использовании в их конструкциях традиционных материалов практически достигло своего предела. Перспективы дальнейшего развития отрасли заложены в материалах с принципиально новыми характеристиками и функциональными возможностями. Анализ возрастающих требований, предъявляемых к материалам для объектов химической технологии, ракетно-космической техники, двигателестроения, электроники, металлургии и энергетики показывает, что в наибольшей степени этим требованиям соответствует современная керамика [1-8].

Исследованиями установлено, что наиболее подходящим сырьём для изготовления современной керамики являются высококачественные порошки, обладающие низким содержанием примесей (менее 1%), требуемым фазовым и дисперсным составом: сферической формой частиц с размером менее 0,5 мкм (иногда менее 0,1 мкм) [1]. Разработка новых экономичных и простых промышленных технологий и специализированного технологического оборудования синтеза высокодисперсных порошков, обладающих заданным морфологическим и гранулометрическим составом, является актуальной научно-технической задачей [9]. В то же самое время общим недостатком используемых методов получения наноультрадисперсных материалов (НУДМ) состоит в низкой производительности и невозможности их применения для промышленного производства.

Общим принципом получения НУДМ различными методами является сочетание высокой скорости образования центров зарождения частиц с малой скоростью их роста [10, 11].

В научно - исследовательских работах [12, 13] был предложен новый метод получения высокодисперсных порошков оксидов металлов. Многие металлы при горении в активных газах образуют конденсированные продукты сгорания, обладающие высокой твердостью и тугоплавкостью. Если горение

5

этих металлов происходит в виде газовзвеси металлических частиц, то продукты их сгорания получаются в газодисперсной форме. Изменяя условия горения (давление, температуру, состав газовой фазы, концентрацию дисперсной фазы) дисперсный и химический состав исходных порошков металлов можно влиять на форму и структуру частиц продуктов сгорания, их размер, химический и фазовый состав [13-20]. Таким образом, сжигая распыленные в активном газе порошкообразные металлы, в технологической установке можно синтезировать новые порошковые материалы с заданными свойствами [21-25]. Создание благоприятных условий для сжигания исходного порошка металла, путем его подачи и равномерного диспергирования по сечению реактора синтеза составляет важное направление в рамках указанной задачи.

В последние два десятилетия научными коллективами ОКБ «ТЕМП» при ПНИПУ, НИИЭМ при МГТУ им. Баумана, КНИТУ (КХТИ), СПбГТУ и Тольяттинского ГУ проведен ряд исследовательских изысканий в данном направлении и показана возможность создания систем подачи порошков металлов для использования в технологических установках синтеза нанодисперсных оксидов.

Теоретические и экспериментальные аспекты дозирования сыпучих материалов освещены в работах А.Я. Малиса, Г.М. Островского, И.М. Разумова, А.М. Дзядзио, М.Э. Аэрова, О.М. Тодеса и других.

Для обеспечения рабочих процессов в технологических установках, использующих порошковые материалы, а также их высокой производительности, необходимо обеспечить условия для устойчивого и наиболее полного осуществления протекания химических реакций:

- обеспечение необходимых скоростей частиц сыпучего материала на входе в реактор синтеза;

6

- обеспечение устойчивой подачи порошков с необходимым расходом (для обеспечения условий надежности и устойчивости процесса воспламенения частиц металла);

- возможность длительного функционирования установки;

- возможность многократного включения и выключения подачи исходного порошка;

- воспламенение и устойчивое горение порошковогазовой смеси в широком интервале значении параметров;

- обеспечение равномерного распределения частиц порошка по сечению реактора синтеза наноультрадисперсного материала.

Наиболее предпочтительным способом подачи исходных порошков является пневмотранспорт ввиду того, данный метод является наиболее эффективным при дозировании дискректных (сыпучих) материалов.

Пневматический транспорт сыпучих материалов распространен во многих отраслях промышленного производства. С его помощью перемещают без перегрузки всевозможные сыпучие материалы по сложным трассам, состоящих из вертикальных, горизонтальных и наклонных участков. Транспортирование происходит в трубах небольшого диаметра, которые нетрудно разместить даже в стесненных условиях действующего производства. Материал находится в трубах - материалопроводах, в условиях герметичности, благодаря чему исключаются его потери и выделение в воздух пыли и других веществ. Сравнительно простое управление и возможность автоматизации работы пневмотранспортных установок приводит к сокращению числа обслуживающего персонала. В некоторых случаях транспортирование сочетается с технологическими процессами (очистка от легких примесей на пневмосепараторах, сушка потоком подогретого газа) [26-32].

В последние годы пневматический транспорт находит все большее распространение в технологии, связанной с тепло- и массообменными процессами (катализ, пиролиз, сушка).

7

В настоящее время наибольшее распространение получили два вида пневматического транспорта: с низкой концентрацией или в разряженном потоке (объемная концентрация твердой фазы до 5%) и с высокой концентрацией или в плотном слое (объемная концентрация твердой фазы более 15%). В настоящий момент общемировой тенденцией является переход к пневмотранспорту в плотном слое [27, 29].

В данной работе рассматриваются порошки со сферической формой частиц с объемной концентрацией твердой фазы в плотном слое более 60%, а в разуплотненном потоке - менее 50%.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ являются процессы пневмотранспорта сыпучих материалов в технологических установках химических технологий и аппараты для их осуществления.

ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ является исследование процесса критического истечения в пневмотранспортной системе подачи порошкообразных материалов.

ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ:

Для достижения указанной цели необходимо :

1. Осуществить анализ зон течения порошковогазовой среды, напряженно-деформированного состояния зернистого материала в режиме заторможенного плотного слоя, переход течения от уплотненного к разуплотненному.

2. Провести расчеты на основе уравнений движения порошковогазовой среды и получить зависимости скоростей критического неравновесного истечения порошка и газа, расходных характеристик этого истечения от исходных параметров.

3. Разработать методику проведения экспериментальных исследований на установке пневмоподачи порошка. На созданной установке провести экспериментальные исследования процессов критического истечения порошковогазовой смеси из выпускного отверстия системы подачи порошка

8

алюминия при пневмотранспорте. Определить зависимости расходных характеристик истечения: удельные расходы порошка и газа и скорости порошка и газа от исходных параметров.

4. Разработать рекомендации по проектированию системы непрерывной подачи зернистых несвязных материалов в технологических установках.

5. Предложить схему системы непрерывной подачи сыпучих материалов.

МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ

Использованы методы и подходы теории газовой динамики двухфазных сред, математического моделирования процессов фильтрации газа в зернистой среде и ее движение в плотном слое, проектирования и конструирования нестандартного оборудования и проведения экспериментальных исследований процессов течения двухфазных потоков.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ

1. Теоретические зависимости расходных и скоростных характеристик критического неравновесного истечения порошковогазовой среды из выпускного отверстия от исходных параметров системы подачи при пневмотранспорте.

2. Результаты, полученные при экспериментальном исследовании расходных и скоростных характеристик критического истечения порошков из выпускного отверстия опытной установки.

3. Схема непрерывной системы подачи порошка алюминия в установке синтеза нанооксида алюминия.

4. Рекомендации по проектированию пневмотранспортных систем подачи несвязных зернистых материалов в установках химических технологий.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

9

1. Впервые выведено уравнение напряженно-деформированного состояния порошковогазовой среды при ее течении в коническом канале.

2. Систематизированы этапы изменения режимов течения при движении порошковогазовой среды в коническом канале. Сформулированы границы начала и окончания разуплотнения плотного слоя. Рассмотрены предельные случаи течения порошковогазовой среды.

3. Впервые получены зависимости расходных и скоростных характеристик системы подачи порошка и газа при его критическом неравновесном изотермическом истечении. Расход газа относительно расхода дисперсного материала имеет линейный характер зависимости от давления перед выпускным отверстием.

4. Впервые показано, что критический расход твердой фазы при неравновесном истечении, также как и при равновесном, имеет зависимость от давления в степени 0,5.

5. В отличие от классической газодинамики, где критический расход газа пропорционален давлению, для высококонцентрированного неравновесного истечения порошковогазовой среды расход дисперсионной среды пропорционален давлению в степени 1,5.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Полученные в диссертационной работе теоретические и экспериментальные результаты позволят снизить затраты на проектирование и создание систем подачи порошкообразных материалов в химической промышленности, двигателестроении и энергетических установках для подачи пылеугольного топлива в плотном слое.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Критическое истечение сыпучих материалов в пневмотранспортной системе подачи порошков»

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ

Разработанные принципы организации процессов системы подачи несвязных сыпучих материалов, полученные зависимости, спроектированные

10

экспериментальные установки, методики исследований и полученные в результате исследований расчётные и экспериментальные данные использованы:

- при проектировании технологической установки для синтеза наноультрадисперсного оксида алюминия методом сжигания аэровзвесей порошков металлов;

- при получении опытной партии ультрадисперсного сферического оксида алюминия на спроектированной технологической установке;

- в проектных работах предприятий ФГУП «ОКБ «Темп» (г. Пермь), ООО «Лаборатория Новых Технологий» (г. Пермь), резидента инновационного центра «Сколково» ООО «Лаборатория Эффективных Материалов» (г. Пермь).

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ:

Результаты диссертационной работы докладывались на:

*XIV Всероссийской научно-технической конференции: Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. Пермь, 2013 г.

* II Всероссийской научно-технической конференции аспирантов,

магистрантов и молодых ученых с международным участием. Ижевск, 2013 г.

* Международной научно-практической конференции: Фундаментальная наука и технологии - перспективные разработки. Москва, 2013 г.

* XVII Всероссийской научно-технической конференции: Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. Пермь, 2016 г.

ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ

Достоверность и обоснованность результатов и выводов работы обеспечивается: использованием основополагающих уравнений механики сплошных сред, применением современных аттестованных приборов, проверенных и надежных средств измерения и регистрации, опробованных

11

методик; хорошим согласованием результатов расчёта и проведённых в работе экспериментов, а также их совпадением с данными других авторов.

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 5 статей - в журналах ВАК: «Вестник ИжГТУ», «Наноинженерия», «Вестник Казанского технологического университета», «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника».

ОБЪЁМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов и списка литературы; изложена на 116 страницах, содержит 46 рисунков и 1 таблиц; список литературных источников включает 91 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности работы (темы исследования), формулировку цели и основных задач, решаемых в диссертации, научную новизну, практическую значимость, реализацию и апробацию работы, содержание диссертации по главам.

В главе 1 на основе известных работ проведён анализ существующих способов и устройств подачи порошкообразных материалов, а также методик их расчета и математических моделей течения двухфазных сред, который выявил особенности, преимущества и недостатки этих способов и моделей. В результате анализа был поставлен ряд задач для дальнейших исследований.

В главе 2 рассмотрены и систематизированы этапы изменения напряженно-деформированного состояния при движении порошковогазовой среды в коническом канале. Сформулированы условия начала и окончания разуплотнения плотного слоя. Выведено уравнение напряженно-

12

деформированного состояния порошковогазовой среды для движения в коническом канале. Получены зависимости предельной критической равновесной и неравновесной изотермической скорости истечения порошка из отверстия.

В главе 3 рассмотрены результаты экспериментальных исследований модельной системы подачи. Описано экспериментальное оборудование, измеряемые параметры и методика проведения экспериментов. Приведены результаты экспериментов, которые показали хорошую сходимость с результатами расчётов. Приведены результаты отработки системы подачи перед огневыми стендовыми испытаниями. Приведены результаты огневых стендовых испытаний установки синтеза нанооксида алюминия.

В главе 4 разработана и представлена схема непрерывной подачи исходного порошкообразного продукта. Выполнена оценка основных геометрических размеров накопительного бункера. Подробно описан алгоритм работы и основное оборудование камерного питателя со шлюзовой камерой. Сформулированы рекомендации по проектированию системы дозирования и подачи несвязных зернистых материалов.

Автор благодарит своего научного руководителя Малинина В.И. за постоянное внимание к работе. Так же автор считает необходимым выразить признательность Шатрову А.В., Обросову А.А., которые оказали неоценимую помощь при проведении экспериментальных исследований.

13

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ПОДАЧИ ПОРОШКОВ И

МЕТОДИК ИХ РАСЧЕТА

Порошковые материалы представляют собой зернистую структуру. Дисперсная система с твердой фазой (зернистая среда) занимает по своим свойствам промежуточное место между твердым телом и жидкостью. Она до определенного предела может сохранять свою форму и не имеет постоянной плотности. Плотность зависит от того, как расположены частицы относительно друг друга, каковы их размеры и каковы силы взаимодействия между ними. Дисперсная система с твердой фазой изменяет свои свойства в зависимости от уплотняющей нагрузки и от того, как долго она находилась в покое [33].

Один из очевидных приемов моделирования зернистой среды -рассмотрение силового взаимодействия множества частиц и применение к его исследованию статистических методов [34]. Однако в силу сложности подобного моделирования инженерные расчеты базируются на феноменологической модели сплошной среды. Это вполне оправданно, поскольку в подавляющем числе практических случаев размеры частиц зернистой среды несоизмеримо малы в сравнении с размерами содержащего ее аппарата.

Для описания гидродинамики двухфазных сред в настоящее время существует два основных подхода: статистический [35, 36] и континуальный [ЗУ-40]. Несмотря на существенные различия, общей для обоих методов является проблема замыкающих соотношений и, в частности, определение механического взаимодействия фаз - сплошной и дисперсной.

Таким образом, двухфазная дисперсная система (зернистая среда) - это сложный для исследования объект, и для разработки инженерных методов расчета здесь требуется больше характеристик физико-механических свойств, чем для жидкостей.

14

1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНИСТЫХ СРЕД

Неоднородные (гетерогенные) среды в отличие от сплошных, или гомогенных, характеризуются наличием частиц или включений из различных фаз, между которыми в исследуемом процессе нельзя пренебречь относительным взаимодействием. Неоднородные среды могут быть многофазными и многокомпонентными одновременно. Это связано с тем, что частицы могут иметь широкий дисперсный состав, который невозможно охарактеризовать осредненными размерами.

С точки зрения характера перемещения дисперсной системы в технологическом аппарате различают следующие основные разновидности: неподвижный слой (НС), псевдоожиженный слой (ПС), движущийся слой (ДС) и транспортные системы (ТС). Эти системы схематически показаны на рис.

1.1.[41].

JVC 77С

Рис. 1.1. Основные дисперсные системы с твердой фазой:

а - неподвижный слой; б - псевдоожиженный слой; в - движущийся слой; г - транспортная система

В неподвижном слое зерна дисперсной фазы неподвижны относительно друг друга и стенок аппарата; через слой проходит поток жидкости или газа (снизу - с ограниченной скоростью или сверху). Если такой поток подается

15

снизу с достаточно высокой скоростью, то под его воздействием может нарушиться контакт между частицами твердого материала (ТМ), они получают возможность перемещаться относительно друг друга и стенок аппарата -возникает псевдоожиженный слой с хаотическим движением твердых частиц.

Существуют системы, в которых частицы (или их агломераты) движутся относительно стенок аппарата (под действием собственного веса) практически без нарушения контакта друг с другом (т.е. без взаимного перемещения) - это движущийся слой. Часто используется перемещение дисперсной системы (сплошной и дисперсной фаз) в канале, аппарате - это транспортные системы.

1.2. СТРУКТУРЫ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ ПРИ ПНЕВМОТРАНСПОРТЕ

Транспортные системы с твердой фазой могут быть классифицированы по различным признакам. Различают пневмотранспортные системы (газовзвеси), когда несущей средой, перемещающей твердые частицы, является газ, и гидротранспортные (несущий агент - жидкость). По взаимному направлению движения твердых частиц и несущей среды различают прямоточные и противоточные течения; существуют и различного рода сложные схемы (перекрестное течение, закрученные потоки и т.п.), для прямотоков различают восходящие и нисходящие схемы движения. В зависимости от расположения транспортного канала говорят о вертикальном, горизонтальном и наклонном транспорте [41].

Особенно важной является градация по концентрации твердой фазы в потоке:

- при высокой концентрации твердой фазы говорят о транспорте в плотном слое; здесь частицы находятся в непосредственной близости одна к другой, они постоянно взаимодействуют со стенками канала;

- при низкой концентрации говорят о транспорте в разбавленном слое; здесь частицы перемещаются в основном ядре потока и на некотором удалении

16

одна от другой; их контакт друг с другом и со стенками канала осуществляется за счет соударений;

- существуют и промежуточные ситуации, когда твердый материал транспортируется одновременно в виде плотных ансамблей и отдельных частиц.

При рассмотрении структур двухфазных потоков при пневматическом транспорте следует различать следующие основные группы зернистых материалов (рис.1.2).

Неоднородный поток - основная масса газа движется в виде пузырей (рис.1.2, а). В процессе подъема пузыри коалесцируют и разрушаются. При достаточной высоте слоя и сравнительно небольшом диаметре аппарата пузырь может занять все его поперечное сечение - возникает поршневой транспортный слой (рис.1.2, д), когда газовые пробки перемежаются по высоте с поршнями зернистого материала. При низких концентрациях материала поток снова становится однородным. Материал движется в виде отдельных частиц и агломератов.

При движении двухфазного потока по горизонтальной трубе его структура претерпевает существенные изменения. При высоких концентрациях наблюдается движение материала по дну трубы в виде волн, гребней (рис. 1.2, б). При низких концентрациях основная масса частиц находится во взвешенном состоянии, однако, объемная концентрация твердого материала значительно увеличивается ко дну трубы (рис. 1.2, в).

Появились исследования пневматического транспорта в плотном слое с начальной порозностью слоя (s0) примерно равной порозности во время процесса пневмотранспорта (s). Это пневмотранспорт с заторможенным слоем и поршневой пневмотранспорт (рис. 1.2, г и д).

17

<7

a

A

Рис. 1.2. Структуры двухфазных потоков при пневматическом транспорте: а - неоднородный поток в вертикальной трубе; б - однородный поток в горизонтальной трубе; в - неоднородный поток в горизонтальной трубе;

г - транспорт заторможенного плотного слоя; д - транспорт материала в виде поршней

Суть первого вида транспорта (рис. 1.2, г) заключается в том, что на выходе из трубы (канала) устанавливают местное сопротивление, например, сужение, которое тормозит движение материала. За счет градиентных сил фильтрующего газа материал поджимается к сужающему устройству, лишая, тем самым, газ возможности свободного проскока.

Второй вид транспорта сводится к организации в пневмотранспортной трубе движения материала в виде поршней, полностью перекрывающих поперечное сечение трубы. Этот процесс обеспечивается определенной подачей газа и материала в трубу.

В отличие от рассмотренных выше структур движущегося двухфазного потока, при движении материала в плотном слое в нем возникают напряжения, создающие значительные силы трения материала о стенки трубы, однако возможность существенно снизить скорость материала и расход газа определяет достоинства этих видов пневмотранспорта [42].

Процесс пневмотранспорта происходит при постоянной подаче материала в псевдоожиженный слой транспортируемого твердого материала. Если данный твердый материал плохо псевдоожижается (влажный материал; очень мелкие частицы, склонные к слипанию из-за большой поверхностной энергии; частицы по форме сильно отличаются от сферических), то в слое образуются каналы.

18

Через них и проходит основная часть газа, а твердый материал между каналами остается не псевдоожиженным, для вовлечения его в псевдоожижение приходится механическими способами разрушать эти каналы. Кроме того, подвод механической энергии может частично или полностью заменить воздействие ожижающего агента (газа). Примером здесь может служить вибропсевдоожиженный слой, когда частицы перемещаются в аппарате в результате наложения вибрации [43].

1.3. РЕЖИМЫ ТЕЧЕНИЯ ПОТОКОВ С ЧАСТИЦАМИ

При большой высоте подъема в процессе вертикального пневмотранспорта за счет расширения газа и, следовательно, увеличения его скорости можно заметить практически все структуры потоков, представленных на рис. 1.3 и описанных выше.

Рис. 1.3. Структуры псевдоожиженного слоя

а - однородное псевдоожижение; б - пузыреобразование; в - осесимметричные пулеобразные поршни; г - плоские поршни; д - пристенные поршни; е -трещино- и каналообразование

В литературе [43] показана качественная зависимость относительной скорости фаз от объемной доли газа в двухфазном потоке при пневматическом транспорте в вертикальной трубе, где можно выделить характерные режимы течения. Для мелких частиц эта зависимость имеет более рельефный вид, нежели для крупных.

19

Область с наименьшей порозностью - пневмотранспорт в плотном слое. Здесь относительная скорость фаз превышает начальную скорость псевдоожижения, а градиент давления превышает удельный вес слоя, т.е.:

dp

dx

(1.1)

где д и Sj - объемные доли сплошной и пористой фаз соответственно, о и о -плотности сплошной и пористой фаз соответственно, — - градиент давления в направлении движения двухфазной среды вдоль канала.

Подобное состояние плотного слоя возможно для несвязных и неуплотняющихся материалов при условии существования в них сжимающих напряжений, создающих трение материала о стенки. При равномерном движении плотного слоя в канале трение о стенки будет определяться выражением:

dp

dx

- (Pl^i +

(1.2)

где Л" - периметр канала, Ғ - площадь поперечного сечения канала, тст -касательное напряжение на стенке.

Наиболее простой способ организации пневмотранспорта в плотном слое, как описано выше - создание сопротивления на выходе материала из канала. Это сопротивление должно обеспечивать осевое сжимающее напряжение в материале, связанное с тст соотношениями:

(1.3)

(^ст)

(1.4)

где ост - нормальное напряжение на стенке, ^в - угол внешнего трения материала о стенку, (ост) - осредненное по сечению канала осевое нормальное напряжение, оу - радиальное напряжение, Q - константа.

20

Эффективность пневмотранспорта в плотном слое будет определяться разностью (1.2). Чем она меньше, тем ниже силы трения, тем выше эффективность. Однако, при малых значениях тст трудно удержать в устойчивом режиме процесс транспортирования в плотном слое, который может легко перейти в пневмотранспортный процесс в виде псевдоожиженного неоднородного слоя.

По мере увеличения объемной доли газа в слое происходит переход к турбулентному режиму, при котором основной поток газа движется в образующихся каналах и вдоль стенок трубопровода (рис. 1.3, д и е), а относительное скольжение фаз нарастает настолько, что скорость газа может существенно превышать скорость витания частиц.

Область с ^>0,95 - пневмотранспорт с низкой концентрацией частиц. Эта область наиболее характерна для промышленного пневмотранспорта. Относительная скорость фаз для этого режима определяется скоростью витания частиц:

где V; и Vj - скорость сплошной и пористой фаз соответственно.

При движении двухфазного потока по горизонтальной трубе его структура претерпевает существенные изменения. Хотя распределение частиц и выравнивается по сечению трубы с увеличением скорости газа и уменьшением концентрации частиц, все же основная масса материала движется в нижней части канала, что не позволяет рассматривать поток как одномерный [44]. С увеличением концентрации частиц происходит вытеснение газового потока вверх. Это приводит к тому, что частицы оседают на дне трубы и их основная масса движется по дну трубы в виде слоя с гребнями (1.2, б). При дальнейшем снижении скорости газа гребни увеличиваются и переходят в поршни [45]. Поршнеобразование - это нежелательное явление, и без специальных мер по его регламентации пневмотранспорт заканчивается образование пробки из

21

материала, т.е. закупоркой или завалом трубопровода. Причем вероятность закупорки тем выше, чем выше концентрация и ниже скорость газа.

В монографии Молеруса [46] гребне-поршневой режим не рассматривался, поскольку из-за своей неустойчивости считался автором непригодным для промышленных пневмотранспортных установок. Однако практика пневмотранспорта с низкими скоростями и высокими концентрациями материала убедительно опровергает подобное мнение, показывая, то транспортирование с гребне-поршневой структурой не только возможно, но и является экономически более выгодным.

В [47] обобщаются результаты исследований гребне-поршневого пневмотранспорта, который регламентируется дискретным вводом материала в трубопровод и дополнительной подачей газа в то место трубопровода, где намечается опасное для возникновения пробки материала сближение поршней. Во множестве других публикаций [48, 49] рассматривается саморегулируемая пневмотранспортная система с дополнительным байпасным трубопроводом.

1.4. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ СЫПУЧИХ СРЕД И

ИХ АНАЛИЗ

Для формирования задач диссертационной работы необходимо составить критерии, которым должна соответствовать система подачи (СП) в установке синтеза нанооксида алюминия. Данные условия можно сформулировать следующим образом:

- обеспечение необходимых скоростей частиц сыпучего материала на входе в реактор синтеза;

- обеспечение устойчивой подачи порошков с необходимым расходом (для обеспечения условий надежности и устойчивости процесса воспламенения частиц металла);

- возможность длительного функционирования установки;

22

- возможность многократного включения и выключения подачи исходного порошка;

- воспламенение и устойчивое горение порошковогазовой смеси в широком интервале значении параметров;

- обеспечение равномерного распределения частиц порошка по сечению реактора синтеза наноультрадисперсного материала.

Ввиду того, что процессы в аппаратах установки синтеза являются быстротекущими (процессы горения порошков металлов) соблюдение всех указанных выше условий должно выполняться одновременно. Лишь синхронное выполнение данных условий обеспечит оптимальные параметры технологического режима установки и, как следствие, наибольшее качество целевого продукта. Кроме того, устойчивая подача и полное заполнение объема реактора обеспечит надежность системы, а также снижает возможность возникновения нештатных ситуаций (срыв и проскок пламени), а также нетехнологических режимов (нерасчетные режимы работы установки, например, отклонение от расчетного коэффициента избытка окислителя).

1.4.1. Вибродинамическая система подачи

На первых этапах в процессе создания установок и методик исследования характеристик воспламенения и горения порошкообразного металла (ПМ) использовался пневмотранспорт частиц, основанный на вибродинамическом ожижении слоя частиц ПМ и выносом их потоком газа. Такой способ создания и подачи газовзвеси частиц алюминия впервые реализован в одном из первых экспериментальных исследований особенностей горения порошкообразного алюминия и стабилизации пламени (рис. 1.4), проведенных авторами работы [50].

Конструкция бака для ПМ 5, представляет собой цилиндрическую емкость. К днищу 2 бака, выполненному в виде диафрагмы из железа, прикреплялся электрический вибратор /, который образовывал взвесь частиц алюминия, псевдоожижаемую газом, поступающим в бак через два сопла 2,

23

расположенных под углом 45° к днищу. Данная конструкция обеспечивала расход ПМ до 0,1 г/с в течение 10 минут без дозаправки бака.

Недостатками данного устройства подачи ПМ являются:

- малый расход ПМГ;

- невозможность регулирования расхода ПМ в широких пределах;

- большой расход несущего газа;

- энергозатратный способ псевдоожижения.

Г

4

Рис. 1.4. Схема вибро динамической системы подачи:

1 - вибратор, 2 - диафрагма, 3 - подача несущего газа, 4 - вертикальная трубка,

5 - бак с ПМ, 6 - слой ПМ

1.4.2. Эжекторная система подачи.

Реализовать несколько большие расходы порошкообразных материалов позволяет эжекторная подача, которая широко внедрена в практику пескоструйной обработки поверхностей. Для экспериментальных исследований процессов воспламенения и горения ПМГ она используется в работах [50, 51]. Основа принципа эжекторной подачи (рис. 1.5) заключается в создании разряжения, которое реализуется в камере смешения эжектора 4 с потоком воздуха, истекающим из сопла 5. Вследствие этого порошкообразный материал из бака 1 по магистрали 2 поступает в камеру смешения эжектора 4, образуя аэровзвесь, и выносится далее в рабочий участок (реактор синтеза). Расходы

24

воздуха и ПМ регулируются с помощью вентилей-дозаторов 3 и 6. С помощью этого устройства авторам работ [51, 52] удалось организовать стабильную подачу алюминиевых порошков марок АСД-1, АС Д-4, ПА-4, а также частиц алюминиево-магниевого сплава марки АМД-50 с расходом до 100 г/с.

Недостатками данного устройства являются:

- сравнительно низкий расход ПМ;

- большой расход несущего газа;

- низкая эффективность регулирования расхода ПМ.

Рис. 1.5. Схема эжекторной системы подачи ПМ:

1 - бак с ПМГ, 2 - трубка подачи ПМ, 3,6- регулирующий вентиль,

4 - камера смешения, 5 - трубка подачи воздуха

1.4.3. Бесфорсуночная система подачи

Исследования, выполненные в МГТУ им. Н.Э. Баумана по определению характеристик воспламенения и горения порошкообразного алюминия в модельных установках показали, что возможно реализовать стабильную подачу горючего из бака бесфорсун очным способом [50], принцип которого представлен на рис. 1.6.

Порошкообразный компонент 4, загружаемый в бак 2, предварительно подпрессовывается между поршнем 3 и перфорированной пластиной 5 давлением газа, поступающим через штуцер 1. За счет обдува плоскости перфорированной пластины происходит разрушение уплотненного свода порошка, его псевдоожижение и транспортировка в камеру сгорания.

25

Изменения скорости обдува пластины газом и коэффициента живого сечения последней позволяют регулировать массовый расход порошка.

Недостатки данного способа подачи:

- невозможность регулирования расхода порошка;

- низкая скорость и равномерность распределения частиц ИМ по сечению реактора синтеза, вследствие отсутствия форсуночного устройства (в результате псевдоожижения образуется неоднородный двухфазный поток (рис.

1.3, б-д), который подается в реактор синтеза);

- невозможность осуществления дозированной стабильной подачи частиц несферической формы, ввиду значительного атгезионного взаимодействия между частицами.

Рис. 1.6. Схема бесфорсуночной системы подачи ПМ:

1 - подача газа на поршень, 2 - бак с ПМГ, 3 - поршень, 4 - ПМГ,

5 - перфорированная пластина

В работе [53] приведённые выше недостатки бесфорсуночной системы частично устранены использованием форсуночной (напорной) подачи ПМ (рис. 1.7).

1.4.4. Форсуночная (напорная) система подачи

Основные элементы конструкции и принцип работы форсуночной системы подачи состоят в следующем. В бак 1 загружается ПМ, слой которого поджимается поршнем 2. Через отверстие в нем по трубке 3 поступает транспортирующий газ. Для равномерного проникновения воздуха в слой ПМ к

26

поршню крепятся прокладки из войлока 4 и пористо-сетчатого материала 5. Через штуцер 6 полость за поршнем надувается воздухом до давления, необходимого для обеспечения равномерной подачи ПМ. Клапан 7 приводится в действие управляющим воздухом в процессе запуска установки и отсечки подачи порошка.

Рис. 1.7. Схема форсуночной (напорной) системы подачи ПМ

Как показали исследования [53, 54], распыленный струйной или центробежной форсункой 8 (входной участок выполнен аналогично описанному выше) факел ПМ имеет незначительный угол раскрытия. Поэтому в конструкции форсуночной головки предусмотрен воздушный коллектор 9 с расположенными по окружности отверстиями. За счет высокой скорости газа, истекающего их этих отверстий, происходит разрушение струи ПМ, а также имеющихся конгломератов частиц. Через штуцер 10 в рабочий участок подается основной воздух, и в этой зоне происходит окончательное смешение воздуха и ПМ.

Недостатки данного способа подачи:

- малое время работы, ограниченное объемом бака с ПМ;

- трудно обеспечить равномерное распределение частиц порошка металла (незначительный угол распыла порошковогазовой среды, низкая и неравномерная концентрация твердой фазы после форсунки);

27

- невозможность осуществления непрерывного процесса подачи порошка.

1.4.5. Система регулируемой подачи порошка металла

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Земерев, Евгений Сергеевич, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Машиностроительная керамика / А.П. Гаршин, В.М. Гропянов, Г.П. Зайцев, С.С. Семенов. - СПб: Изд-во СПбГТУ, 1997. 726 с.

2. М.И. Лернер, Н.В. Сваровская, С.Г. Псахье, О.В. Бакина. Технология получения, характеристики и некоторые области применения электровзрывных нанопорошков металлов // Российские нанотехнологии. 2009. Т.4 №11-12. С.56 - 68.

3. Теоретические основы получения порошков металлов, тугоплавких соединений и керамики: Учеб. пособие по курсу «Процессы порошковой металлургии». Ч.1 / И.Г. Севастьянова; Перм. гос. тех. ун-т. Пермь, 1998. 112 с.

4. Порошковая металлургия нано-кристаллических материалов / М.И. Алымов. - М.: Изд-во «Наука», 2007. 169 с.

5. Иванов В. В., Кайгородов А. С., Хрустов В. Р., Паранин С. Н., Спирин А. В. Прочная керамика на основе оксида алюминия, получаемая с использованием магнитно-импульсного прессования композитных нанопорошков. // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1, № 1-2. С. 201 -207.

6. Амелина О., Нестеров С. Вакуум-плотная корундовая керамика на основе ультрадисперсных порошков. // Наноиндустрия. 2010. № 5. С. 40 - 41.

7. А. Сударев, В. Тихоплав, Г. Шишов, В. Катенев. Высокотемпературные двигатели с применением конструкционной керамики. // Газотурбинные технологии. 2000. №3.

8. Кульметьева, В.Б. Керамические материалы: получение, свойства, применение: учеб. пособие / В.Б. Кульметьева, С.Е. Порозова. - Пермь: Изд-во Перм. Гос. Техн. Ун-та, 2009. - 237 с.

9. Андриевский Р.А. Состояние разработок и перспективы в области порошковых наноструктурных материалов // Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение: материалы

107

Второй межрегион. конф. с междунар. участием: [Ставерские чтения], Красноярск, 5-7 окт. 1999 г. - Красноярск, 1999. - С. 190-196.

10. Теоретические основы получения порошков металлов, тугоплавких соединений и керамики: Учеб. пособие по курсу «Процессы порошковой металлургии». Ч.1 / И.Г. Севастьянова; Перм. гос. тех. ун-т. Пермь, 1998. 112 с.

11. Анциферов В.Н., Андреев В.Г., Гончар А.В., Дубров А.Н., Летюк Л.М., Попов С.А., Сатин А.И. Проблемы порошкового материаловедения. Ч. III. Реология дисперсных систем и технологии функциональной магнитной керамики. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. ISBN 5-7691-1315-4.

12. Малинин В.И., Коломин Е.И., Антипин И.С. Воспламенение и горение аэровзвеси алюминия в реакторе высокотемпературного синтеза порошкообразного оксида алюминия // Физика горения и взрыва. 2002. Т.38, №5. С.41 - 51.

13. Золотко А.Н., Вовчук Я.И., Полетаев Н.И., Флорко А.В., Альтман И.С. Синтез нанооксидов в двухфазных ламинарных пламенах // Физика горения и взрыва. - 1996.-Т.32, №3. - С. 24-34.

14. Лукин А.Я., Степанов А.М. Расчет дисперсности продуктов сгорания металлической частицы // Физика горения и взрыва. 1983. Т.19, №3. С. 4150.

15. Лукин А.Я., Степанов А.М. Теоретическое исследование процессов образования конденсированных продуктов при горении частиц металла // Физика горения и взрыва. 1983. Т.19, №4. С.45-49.

16. Гусаченко Е.И., Стесик Л.Н., Фурсов В.П., Швецов В.И. Исследование конденсированных продуктов горения магниевых порошков. I. Зависимость от давления // Физика горения и взрыва. 1974. Т.10, №4. С. 548-554.

17. Гусаченко Е.И., Стесик Л.Н., Фурсов В.П., Шевцов В.И. Исследование конденсированных продуктов горение магниевых порошков. II.

108

Зависимость от размера частиц// Физика горения и взрыва. 1974. Т.10, №5. С. 669-676.

18. Колесников-Свинарев В.И., Истратов А.Г., Смирнов В.И. и др. Влияние параметров окисляющей среды на горение капли алюминия // Физика аэродисперсных систем. Киев; Одесса: Вища шк., 1987. Вып.31. С.57-63.

19. Малинин В.И., Коломин Е.И., Антипин И.С. Влияние параметров окисляющей среды на процесс накопления окисла на поверхности горящих частиц алюминия // Международная конференция по внутрикамерным процессам и горению: Проблемы конверсии и экологии энергетических материалов (ICOC-96). Россия, СПб, 1996: Сборник материалов в 2-х частях. Ижевск: ИПМ УрО РАН, 1997. Ч. 1. С. 33-39.

20. Получение ультрадисперсных порошков методом сжигания аэровзвесей частиц металлов / В.Н. Анциферов, В.И. Малинин, С.Е. Порозова, А.Ю. Крюков // В кн.: Переспективные материалы и технологии : Нанокомпозиты (Космический вызов XXI века). Том 2 / [Под ред. А.А. Берлина, И.Г. Ассовского]. М.: ТОРУС ПРЕСС, 2005. С. 47-58.

21. Коломин Е.И., Малинин В.И., Обросов А.А. Влияние условий смешения и горения аэровзвеси алюминия на дисперсный состав продуктов сгорания. // Международная школа - семинар: Внутрикамерные процессы, горение и газовая динамика дисперсных систем. Россия, С.- Петербург, 20-24 июня 1995: Сборник материалов. С. - Петербург: БГТУ, 1995. С. 136-141.

22. Коломин Е.И., Малинин В.И., Обросов А.А., Антипин И.С. Особенности процесса горения частиц алюминия при различных параметрах потока активных газов. // Международная школа - семинар: Внутрикамерные процессы, горение и газовая динамика дисперсных систем. Россия, С.-Петербург, 20-24 июня 1995: Сборник материалов. С. - Петербург: БГТУ, 1995. C. 142 - 145.

23. Малинин В.И., Коломин Е.И., Обросов А.А. Высокотемпературный синтез порошкового оксида алюминия в реакторе технологического горения

109

воздушно-алюминиевой смеси. // Материалы международной конференции по горению (ICOC 93), Москва - Санкт-Петербург, Россия. 21-26 июнь 1993, С. 11.

24. Коломин Е.И., Малинин В.И., Обросов А.А., Антипин И.С. Реактор горения порошков металлов в активном газе. Научно-технические разработки в области СВС: Справочник. / Под общей редакцией академика

А.Г. Мержанова. - Черноголовка: ИСМАН, 1999. C. 184- 185.

25. Горение порошкообразных металлов в активных средах. / П.Ф. Похил, А.Ф. Беляев, Ю.В. Фролов и др. М.: Наука, 1979. 294 с.

26. Малис А.Я., Касторных М.Г. Пневматический транспорт для сыпучих материалов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 344 с., ил.

27. David Mills, Mark G.Jones, Vijay K. Agarwal Handbook of Pneumatic Conveying Engineering. CRC Press, 2004. 720 p.

28. Klinzing, G.E., Rizk, F., Marcus, R., Leung, L.S. Pneumatic Conveying of Solids: A Theoretical and Practical Approach. Springer, 2010. 435 p.

29. K. Konrad, Powder Technology, 49, №1, 1-35 (1986).

30. Соу С. Гидродинамика многофазных систем. М.: Мир, 1971. - 536 с.

31. Механика многокомпонентных сред в технологических процессах. М.: Наука, 1978. - 146 с.

32. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. Л.: Химия, 1968. - 510 с.

33. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. Ч. I - С.-Пб.: АНО НПО «Профессионал», 2004. - 848 с., ил.

34. Кандауров И.И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. Л.: Стройиздат, 1988. 280 с.

35. Panton P. - J. Fluid Mech., 1968, v. 31, pt. 2. P. 273-303.

36. Нигматулин Р.И. - В кн.: Аэродинамика и физическая кинетика.

Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР, 1977, С. 173-211.

110

37. Рахматулин Х.А. - Прикл. матем. и мех., 1956, т. 20, вып. 2, С. 184-195.

38. Нигматулин Р.И. - Прикл. матем. и мех., 1970, т. 34, № 6, С. 1097-1112.

39. Буевич Ю.А., Марков В.Г. - Прикл. матем. и мех., 1973, т. 37, № 6, С. 882894.

40. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978. 336 с.

41. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для вузов: В 2 книгах. Кн. 1/В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов и др.; Под ред. проф. В.Г. Айнштейна. М.: Химия, 1999. 888 с.: ил.

42. Островский Г.М. Пневматический транспорт сыпучих материалов в химической промышленности. - Л.: Химия, 1984. - 104 с., ил.

43. Членов В.А., Михайлов Н.В. Виброкипящий слой. М.:Наука,1972.344 с.

44. Островский Г.М., Исаков В.П., Соколов В.Н. // Журнал прикл. химии. 1976. №8. С. 1773-1783.

45. Muschelknautz E., Krambrock W. // Chemie Ing. Techn. 1969. Jg. 41, N.21. S. 1164-1172.

46. Molerus O. Fluid-Feststoff-Stromungen. Stromungsverhalten feststoffbeladener Fluide und kohasiver Schuttguter. Berlin-Heidelberg-New York: Springer Verlag, 1982.

47. Вопросы прикладной аэрогидромеханики и теплообмена / Под общ. ред.

В.А. Шваба. Изд-во Томского гос. ун-та, 1989. 267 с.

48. Lippert A. // Chemie Ing. Techn. 1966. Jg. 38, Heft 3. S. 350-355.

49. Wirth K.E. // 3R international. 1986. Jg. 25, Heft 7/8. S. 371-377.

50. Ягодников Д.А. Воспламенение и горение порошкообразных металлов. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - 431 с.

51. Егоров А.Г., Кальней А.Д., Шайкин А.П. Стабилизация пламени порошкообразного металлического горючего в турбулентном потоке воздуха // Физика горения и взрыва. 2007. Т. 43, № 4. С. 59-65.

111

52. Егоров А.Г., Павлов Д.А. Газодинамический метод управления процессами горения и стабилизации пламени в потоке псевдожидкого топлива // Физика горения и взрыва. 2004. Т.40. №4. С. 35-40.

53. Ейтс Дж. Основы механики псевдоожижения: пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - 288 с.

54. Десятниченко И.А., Быков Н. И. Экспериментальный стенд для исследования рабочего процесса в ракетных двигателях и энергетических установках синтеза водорода на порошкообразном алюминии // Молодежный научно-технический вестник. 2013. № 5. С. 8.

55. Малинин В.И. Внутрикамерные процессы в установках на порошкообразных металлических горючих. Екатеринбург-Пермь : УрО РАН, 2006. - 262 с.

56. Крюков А.Ю., Петренко В.И., Малинин В.И. Система подачи порошкообразного металлического горючего в опытно-промышленной установке синтеза дисперсного оксида алюминия // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: сб. докл. III Всерос. науч.-техн. конф., Томск, 2-5 окт. 2002. Томск, 2002. С. 78-79.

57. Казанцев М.Ю., Петренко В.И., Малинин В.И. Регулируемая подача порошка металла в камеру воспламенения // Аэрокосмическая техника и высокие технологии: сб. тез. докл. Всерос. научн.-техн. конф. / Перм. гос. техн. у-т. - Пермь, 2002. - С. 125.

58. Адаптация внутрикамерных процессов и элементов конструкции энергоустановок на порошковом горючем к технологиям получения ультра- и нанодисперсных материалов: монография / А.Ю. Крюков. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. - 236 с.

59. Обросов А.А., Бербек А.М., Шатров А.В. Истечение порошка алюминия из струйной форсунки установки синтеза нанопорошка оксида алюминия. Молодые ученые - ускорению научно-технического прогресса в XXI веке [Электронный ресурс]: электронное научное издание: сборник трудов II

112

Всероссийской научно-технической конференции аспирантов, магистрантов и молодых ученых с международным участием, Ижевск, 2325 апреля 2013 года / ИжГТУ им. М.Т. Калашникова». - Электрон. дан. (1 файл : 39,3 Мб.). - Ижевск, 2013. - С. 30-34 - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). - Систем. требования: Acrobat reader 6.0 и выше.

60. Малис А.Я. Пневматический транспорт сыпучих материалов при высоких концентрациях. - М.: Машиностроение, 1969. - 178 с.

61. Кривой В.Т., Островский Г.М., Бушков М.Д. Исследование работы пробкового крана для пневмотранспортных трубопроводов // процессы переноса в гетерогенных системах: респ. межвуз. науч. сб. 1985. Вып.31. -

С. 92-96.

62. Metal particle combustion and nanotechnology / R.A. Yetter [et.al.] // Proceedings of the Combustion Institute. 2009. №32.P. 1819-1838.

63. Ромакин Н.Е. Машины непрерывного транспорта : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Н.Е. Ромакин.- М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 432 с.

64. Foote J.P., Litchford R.J. Powdered Magnesium - Carbone Dioxide Rocket Combustion Technology for In Situ Mars Propulsion, Special report, NASA/TP-2007-215077, Marshall Space Flight Center, Alabama, 2007.

65. Дементиенко О. А., Панков А. О., Зинатуллин Н. Х. Перспективы использования пневмотранспорта в режиме заторможенного плотного слоя в технологических процессах химической промышленности и смежных отраслей // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. №5. С. 179-182.

66. Дементиенко О. А., Панков А. О., Едыгаров И.А., Зинатуллин Н. Х. Структура и физическая модель движения заторможенного плотного слоя // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. №22. С. 119-122.

113

67. Цытович Н.А. Механика грунтов. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1979. - 269 с.

68. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел. М.: Госстройиздат, 1959. - 152 с.

69. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов. М.: Машиностроение, 1954. - 251 с.

70. Островский Г.М., Ажищев Н.А. - ЖПХ, 1982, № 3, С. 610-614.

71. Островский Г.М., Ажищев Н.А., Константинов А.Ф. - ЖПХ, 1983, № 9, С. 2053.

72. Власов Ю.Н., Шацкий О.Е. Особенности расчета системы подачи псевдоожиженного металлического горючего в режиме заторможенного плотного слоя. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 4.

73. Шатров А.В., Земерев Е.С., Обросов А.А., Малинин В.И. Модернизация экспериментальной установки получения нанодисперсных оксидов алюминия // Наноинженерия. 2014. №5. С. 11-15.

74. Двухфазные моно- и полидисперсные течения газа с частицами / Под. Ред. Л.Е. Стернина / Л.Е. Стернин, Б.Н. Маслов, А.А. Шрайбер, А.М. Подвысоцкий. М., Машиностроение, 1980. - 172 с., ил.

75. Рудингер. Влияние конечного объема, занимаемого частицами, на динамику смеси газа и частиц. - Ракетная техника и космонавтика, М., Мир, 1965, №7, с. 3-9.

76. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1978. 736 с.

77. Обросов А.А., Земерев Е.С., Малинин В.И. Фильтрация и истечение порошково-газовой смеси из струйной форсунки установки синтеза нанооксида алюминия // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2013. № 35. С. 115-124.

78. Вулис Л.А. Термодинамика газовых потоков. М.-Л.: Энергоиздат, 1950. 304 с.

114

79. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Издание третье, переработанное. Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», Москва, 1969, 824 стр.

80. Белов С.В. Пористые металлы в машиностроении. - 2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1981. - 247 с. с ил.

81. Акопян Л. А., Касаткин А. Г. Гидродинамика псевдоожиженного слоя зернистого материала. — «Химическая промышленность», 1955, № 2.

82. Власов Ю.Н., Ягодников Д.А., Быков Н.И., Горячев К.В., Копытин И.Н. Расчет характеристик и исследование процессов подачи порошкообразного алюминия в камеру сгорания алюмоводородного генератора // Прогресивн технологи i системи машинобудування. Донецкий национальный технический университет. 2014. №1 (47). С. 70-78.

83. Обросов А.А., Земерев Е.С., Малинин В.И. Динамика газонасыщения порошка алюминия в системе подачи установки синтеза нанооксида // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2013. № 3 (59). С. 25-28.

84. Дейч М.Е., Филлипов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. - М: Энергия, 1968. С. 78-102.

85. Обросов А.А., Малинин В.И., Земерев Е.С. Исследование истечения порошка алюминия из струйной форсунки установки синтеза нанооксида// Материалы международной научно-практической конференции «Фундаментальная наука и технологии - перспективные разработки» в 2-х т. Москва, 22-23 мая 2013 года. - М: Научно-издательский центр «Академический», 2013. Т. 2. - С. 117-122.

86. Земерев Е.С., Малинин В.И. Система непрерывной подачи порошка металла в установке синтеза нанооксидов // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. №8. С. 119-124.

87. Зенков Р.Л., Гриневич Г.П., Исаев В.С. Бункерные устройства. - М.: «Машиностроение», 1977, 225 с.

88. Земерев, Е.С. Отработка расходных характеристик экспериментальной

115

установки синтеза нанооксида алюминия / В.И. Малинин, А.А. Обросов, А.В. Шатров // Материалы XVII Всероссийской научно-технической конференции 17-18 ноября 2016 года. - Пермь, 2016. - С. 15-19.

89. Земерев Е.С., Малинин В.И. Анализ течения порошковогазовой среды в коническом канале с выпускным отверстием // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2016. № 47. С. 154-176.

90. Земерев Е.С., Малинин В.И. Неравновесное изотермическое критическое истечение порошковогазовой среды из отверстия // Вестник Казанского технологического университета. 2017. Т. 20. №1. С. 57-61.

91. Пат. № 2533580 Способ получения нанодисперсных порошков и устройство для его реализации. Вид РИД: Патент на изобретение . Дата регистрации 19.02.2013. Авторы: Федоровцев П.И., Шатров А.В., Земерев Е.С., Болховских Д.А., Русинов Г.В., Малинин В.И.

116