Гидродинамика потока в статических смесителях насадочного типа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Алексеев Константин Андреевич

• Алексеев Константин Андреевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Алексеев Константин Андреевич

Введение

ГЛАВА 1. СТАТИЧЕСКИЕ СМЕСИТЕЛИ, ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРОТЕКАЮЩИХ В НИХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Перемешивание жидких сред

1.2. Статические смесители насадочного типа

1.3. Использование статических смесителей в промышленности

1.3.1. Химическая и нефтехимическая промышленность

1.3.2. Производство пластмасс

1.3.3. Фармацевтика

1.3.4. Пищевая промышленность

1.3. х Целлюлозно-бумажная промышленность

1.3.(1. Водоподготовка и очистка сточных вод

1.3.7. Металлообработка

1.З.Х. Производство строительных смесей

1.4. Классификация статических смесителей

1.5. Ламинарный и турбулентный механизмы перемешивания в статических смесителях

Ламинарный механизм перемешивания

1.^.2. Турбулентный механизм перемешивания

1.6. Характеристики работы статических смесителей

I .(У 1. Интенсивность перемешивания: перепад давления

1.С1.2. Эффективность перемешивания: однородность, межфазная поверхность, CoV, дисперсный состав

1.7. Сравнительный анализ методов исследования процессов, протекающих в статических смесителях

1.8. Выводы по главе

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Методы экспериментального исследования процессов, протекающих в статических смесителях

Перепад давления

Однородность перемешивания

Измерение характеристик межфазной поверхности

Измерение характеристик пограничного слоя

2.2. Описание экспериментальной установки

Распределитель потока

Насадочный слой

2.3. Исследование перепада давления в статическом смесителе

2 1.1 Методика проведения экспериментов

2? Л. Влияние типа, размера насадочных элементов и скорости потока

Л. .i Влияние высоты насадочного слоя

2.14. Влияние плотности упаковки

21\ Влияние диаметра рабочей части смесителя

2.3.6. Влияние вязкости основного потока

2.3.7. Метрологическая проработка

2.4. Исследование гидродинамической структуры потока

2.4.1. Методика проведения экспериментов

2.1 Л. Структура потока в полом аппарате

2.4.2. Влияние типа, размера насадочных элементов и скорости потока

2.4.4. Влияние высоты насадочного слоя

Влияние диаметра рабочей части смесителя

2.5. Исследование поля скорости за слоем насадки методом Stereo PIV

Методика измерений

Влияние типа, размера насадочных элементов и скорости потока

Влияние высоты насадочного слоя

2.5.4. Поле завихренности

2.6. Исследование однородности поля концентрации

2.7. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ПОТОКА В СТАТИЧЕСКИХ СМЕСИТЕЛЯХ

3.1. Точное воспроизведение геометрии насадочного слоя

1.1.1. Создание сеточной модели

2v 1 Л, Математическая модель

2v 1.2 Условия однозначности

Л 1.4 Результаты численного моделирования

2v 1 Л. Сравнение с физическим экспериментом по величине перепада давления

2vl.it Сравнение с физическим экспериментом по профилю скорости за насадочным слоем

2v 1 Л, Выбор модели турбулентности

3.I.N. Эффективность перемешивания в статическом смесителе с нерегулярной насадкой

Выводы по методу точного воспроизведения геометрии насадочного слоя121

3.2. Использование модели пористой среды

Результаты численного моделирования и сравнение с экспериментальными данными

Выводы по методу моделирования с использованием модели пористой среды

3.3. Упрощение геометрии насадочного слоя

3 VI, Создание сеточной модели

Результаты численного моделирования и сравнение с экспериментальными данными

Выводы по методу моделирования с помощью упрощения геометрии насадочного слоя

3.4. Выводы по главе

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАТИЧЕСКИХ СМЕСИТЕЛЕЙ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

4.1. Математический аппарат

4.1.1. Математическая модель процессов, протекающих в статических смесителях

4.1.2. Общая постановка задачи оптимального проектирования

4.1.3. Выбор метода оптимизации

4.2. Структура системы автоматизированного проектирования

4.3. Программное обеспечение

4.3.1. Главное меню

4.3.2. Вкладки "Критерии качества" и "Граничные условия"

4.3.3. Вкладка "Ограничения"

4.3.1. Вкладка "Конструкции"

4.3.2. Вкладка "База данных веществ"

4.3.3. Вкладка "Расчет"

Вкладка "Оптимизация"

4.3.1. Вкладка "Создание модели"

4.4. Примеры многофакторной оптимизации

4.5. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Акт внедрения результатов диссертационной работы в производство

Приложение 2. Результаты численного моделирования работы устройств подготовки потока

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гидродинамика потока в статических смесителях насадочного типа»

Актуальность темы исследования.

Процессы перемешивания одно- и многофазных сред широко применяются в химической, нефтехимической и смежных с ними областях промышленности. В ряде случаев эффективное перемешивание является одной из важнейших стадий производства и определяет успех технологического процесса в целом.

Способы перемешивания и конструкции аппаратов для их осуществления весьма разнообразны и зависят от агрегатного состояния, физических свойств исходных материалов, а также требований, предъявляемых к получаемой смеси. В промышленном производстве широкое распространение получили объемные аппараты с перемешивающими устройствами, а в последние десятилетия и статические смесители насадочного типа, которые просты в изготовлении и эксплуатации, обладают высокой производительностью при малом объеме, не содержат внутренних подвижных элементов, легко встраиваются в существующие технологические линии и имеют большие перспективы эксплуатации.

Однако следует отметить, что практика использования статических смесителей опережает теорию. Существует необходимость сбора и анализа уже имеющихся теоретических и экспериментальных данных, характеризующих эффективность работы статических смесителей насадочного типа. Требуют дополнения расчетные и эмпирические данные по смесителям с нерегулярным насадочным слоем. Необходимо создать программное обеспечение, позволяющее перенести полученные результаты и выводы в практическую плоскость.

Выработка научно-обоснованных методов расчета и проектирования статических смесителей с насадочным слоем, в основе которых должен лежать анализ гидродинамики, оказывающей определяющее влияние на характеристики перемешивания, скорость массопередачи и макрокинетику химических реакций обусловливает актуальность проводимых исследований.

Целью работы является развитие методов расчета и проектирования статических смесителей, выработка научно-обоснованных технических решений при внедрении их в производство, позволяющих обеспечить необходимую эффективность работы аппаратов данного типа при минимуме капитальных и эксплуатационных затрат.

Задачи исследования:

1. Изучение современного состояния исследований процессов, протекающих в статических смесителях насадочного типа. Анализ методов оценки эффективности использования подобных аппаратов.

2. Экспериментальные и численные исследования взаимосвязей между характеристиками работы статических смесителей с их конструктивным исполнением и режимами работы.

3. Анализ современных подходов и методов численного моделирования гидродинамики потока в аппаратах с насадочным слоем. Выбор методов, позволяющих найти компромисс между вычислительными затратами и достоверностью полученных результатов.

4. Совершенствование и расширение возможностей методов расчета и проектирования статических смесителей, позволяющих выработать научно-обоснованные технические решения при внедрении их в производство.

Научная новизна:

1. На основании собственных экспериментальных данных получены зависимости перепада давления от типа, размера насадочных элементов, высоты насадочного слоя, плотности упаковки, диаметра рабочей части смесителя и скорости потока для статических смесителей с насадочными элементами "Инжехим" различных размеров; получены экспериментальные данные по гидродинамической структуре потока.

2. Показана возможность успешного использования метода Stereo PIV для экспериментального определения трехкомпонентных полей скорости в поперечном сечении аппарата за нерегулярным насадочным слоем.

3. Разработана методика численного моделирования гидродинамики потока в статических смесителях насадочного типа.

4. Для статических смесителей с насадками "Инжехим" и кольцами Рашига численным решением уравнений движения сплошной среды получены поля скорости, давления, удельной кинетической энергии турбулентности, скорости ее диссипации, и другие характеристики, которые выражаются через эти искомые величины. Обработка результатов численного эксперимента позволила получить зависимость эффективности перемешивания от высоты насадочного слоя.

Теоретическая и практическая значимость.

- Спроектирована и собрана экспериментальная установка для изучения гидродинамических характеристик проточных аппаратов, которая может быть использована как в научных, так и в образовательных целях.

- Разработана конструкция специального устройства подготовки потока, которое равномерно перераспределяет поток по сечению аппарата, уменьшая воздействие эффектов, возникающих на входе в смеситель.

- Получены экспериментальные данные по гидродинамической структуре потока в статических смесителях с нерегулярной насадкой.

- Получены аналитические выражения для расчета перепада давления и эффективности перемешивания, которые могут быть использованы в инженерных методах расчета статических смесителей насадочного типа.

- Создан программный комплекс для расчета и оптимизации статических смесителей, который позволяет автоматизировать процесс принятия инженерных решений при проектировании, улучшить качество проектных решений и сократить временные затраты на получение этих решений.

- Статические смесители, рассчитанные и спроектированные на основе проведенных исследований, успешно эксплуатируются на предприятиях: ООО «Энергооборудование» (г.Самара), ПАО «Нижнекамскнефтехим» (г.Нижнекамск), ОАО «ГМС Нефтемаш» (г.Тюмень), АО «Танеко» (г.Нижнекамск), ОАО «Димитровградхиммаш» (г.Димитровград), ООО «Тобольск-нефтехим» (г.Тобольск), что подтверждается актом внедрения.

Методологическую основу исследования составили методы математического и физического моделирования, элементы статистики, проектирования информационных систем и программирования. Теоретической базой послужили труды отечественных и зарубежных исследователей в области химической технологии.

Положения, выносимые на защиту:

- Результаты экспериментальных исследований по определению перепада давления и гидродинамической структуры потока в статических смесителях с нерегулярной насадкой "Инжехим" различных размеров; результаты экспериментальных исследований по изучению полей скорости за слоем насадочных элементов методом Stereo PIV.

- Методика и результаты численного моделирования гидродинамики потока в статических смесителях с насадочным слоем.

- Методика сравнительного анализа и программное обеспечение для проектирования и оптимизации работы статических смесителей насадочного типа.

Личный вклад автора.

Данные численных и физических экспериментов, приведенные в диссертационной работе, получены автором лично и при его непосредственном участии. Им спроектирована и собрана экспериментальная установка для изучения гидродинамических характеристик проточных аппаратов, а также создано программное обеспечение системы автоматизированного проектирования статических смесителей.

Степень достоверности.

Достоверность работы подтверждается согласованностью результатов численного моделирования с собственными экспериментальными данными и данными экспериментов и теоретическими расчетами из литературных источников; успешной промышленной

эксплуатацией статических смесителей насадочного типа, рассчитанных и спроектированных на основе проведенных исследований.

Апробация результатов.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции по машиностроительной технологии «ИМТОМ-2013» (г.Казань, 2013), международном симпозиуме «Надежность и качество» (г.Пенза, 2014), XXVIII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-28» (г.Ярославль, 2015), а также ежегодных научных сессиях Казанского национального исследовательского технологического университета, 2013 - 2015 гг. По результатам исследований, выполненных в рамках диссертации, автору была присуждена стипендия Правительства Российской Федерации (2014/2015 учебный год).

Научные публикации.

По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ. Среди них 13 статей в журналах из перечня рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК; 3 - в материалах конференций.

Объем и структура работы.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка условных обозначений, списка литературы и приложения. Основной текст работы изложен на 1 64 страницах машинописного текста, содержит 114 рисунков и 28 таблиц. Список использованных источников включает 191 наименование.

ГЛАВА 1. СТАТИЧЕСКИЕ СМЕСИТЕЛИ, ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРОТЕКАЮЩИХ В НИХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Перемешивание жидких сред

Перемешивание является одним из наиболее сложных и распространенных процессов в химической технологии. Помимо процессов получения гомогенной смеси, его применяют для проведения весьма разнородных технологических процессов, таких как диспергирование, эмульгирование, кристаллизация, абсорбция, экстрагирование и т.п. Оно может осуществляться в трубопроводе, через который протекает жидкость, в перекачивающем насосе, на тарелке ректификационной колонны и т. д.

Термин «перемешивание» означает соединение объемов различных веществ с целью получения однородной смеси (например, растворов, эмульсий, суспензий и т. п.) [ 1].

Перемешивание можно рассматривать и как способ интенсификации процессов распределения растворенных веществ, взвешенных частиц и теплоты, а также диспергирования капель и пузырьков в жидкости путем приведения ее в вынужденное движение. Перемешивание способствует также более эффективному протеканию массо - и теплообменных процессов, а в ряде случаев применяется для более эффективного протекания химических реакции.

Рассматривая физико-химическую природу этих процессов, можно выделить несколько групп явлений, которые непосредственно связаны с условиями перемешивания: 1) смешение взаимно растворимых жидкостей; 2) выравнивание температуры в объеме перемешиваемой среды; 3) распределение взвешенных частиц в объеме жидкости или предотвращение их оседания; 4) диспергирование капель жидкости или пузырьков газа; 5) теплообмен; 6) массообмен [2].

Перемешивание может протекать самопроизвольно, например, за счет диффузии компонентов системы, или же принудительным путем вследствие подвода к системе энергии извне. Т.к. перемешивание за счет диффузии является малоинтенсивным процессом, в промышленности для проведения процесса перемешивания используют аппараты, которые носят общее название смесителей. В частных случаях эти аппараты могут называться реактором, автоклавом или, по названию проводимого процесса: нитратором, сульфопатором и т.п. [1]. Все смесители подразделяются на статические и динамические [3, 4].

В динамических смесителях перемешивание обеспечивается с помощью механических вращающих устройств. Механическое перемешивание производится в аппаратах, носящих общее название аппаратов с мешалками.

Под термином "статические смесители" обычно понимают трубчатые аппараты, предназначенные для проведения перемешивания и связанных с ним процессов, в которых отсутствуют какие-либо подвижные элементы. Статические смесители подразделяются на (рис. 1.1):

- барботажные (пневматические), перемешивание в которых осуществляется за счет пропуска газа через слой жидкости. Однако, так как расход энергии на барботажное перемешивание сжатым инертным газом или воздухом больше чем при механическом перемешивании, в промышленности подобные аппараты применяют крайне редко;

- насадочные, перемешивание в которых осуществляется за счет энергии потока при совместном движении смешиваемых компонентов в насадочном слое, который может состоять из регулярных и нерегулярных элементов.

Динамические

Статические

С регулярными элементами

С нерегулярными элементами

Рис. 1.1 . Классификация смесителей

1.2. Статические смесители насадочного типа

Для проведения процессов перемешивания статические смесители применяются либо в качестве самостоятельных аппаратов, либо в виде рабочих узлов различных машин и аппаратов. Экономическая эффективность их применения обусловливается компактностью и низкой металлоемкостью, простотой конструкции, высокой надежностью, низкими капитальными и эксплуатационными затратами. В зависимости от условий статические смесители могут быть изготовлены из различных конструкционных материалов, таких как: стекло, нержавеющая сталь, титан, коррозионноустойчивые пластики и т.д.

Некоторые преимущества статических смесителей по сравнению с емкостными аппаратами с мешалкой, представлены в табл. 1.1.

Несмотря на то, что статические смесители начали применяться в промышленности только в конце 60-х прошлого столетия, устройства подобного типа были запатентованы еще в конце XIX в. Так, патент 1874 года описывает одиночный элемент, многослойный неподвижный смеситель, используемый для смешения воздуха с газообразным топливом [ 5].

Таблица 1.1. Сравнение статических смесителей с традиционными аппаратами с мешалкой

Динамический смеситель Статический смеситель

Смешение жидкостей осуществляется путем подвода механической энергии от внешнего источника. Необходим привод мешалки и уплотнения Функционируют при использовании кинетической энергии перемешиваемого потока жидкой среды

Большие производственные площади, высокая металлоемкость, значительные капитальные и трудозатраты по обслуживанию и ремонту Небольшие габариты, малая металлоемкость, отсутствие движущихся частей, большая надежность, возможность легкой встраиваемости в уже отлаженные схемы производства

Сложная конструкция, необходимость дополнительных устройств для обеспечения работоспособности Простота изготовления элементов, быстрота их замены

Могут использоваться для смешения в средах: жидкость - жидкость (гомогенизация, эмульгирование); жидкость - твердое (суспендирование, растворение) Незаменимы в некоторых процессах, в которых традиционные смесители не могут быть применены: смешение газов, насыщение жидкостей газом, создание однородных эмульсий и т.п.

Неравномерность перемешивания (неизбежность застойных зон), большой рабочий объем зоны смешения. Последнее обстоятельство ограничивает их работу с быстротвердеющими композициями Малое гидравлическое сопротивление, отсутствие застойных зон в каналах, непрерывность процесса перемешивания, малый рабочий объем зоны смешения, гарантируемая однородность смешения

Большое время пребывания. Экспоненциальная зависимость времени пребывания Малое время пребывания. Идеальное вытеснение

Высокие локальные сдвиговые скорости могут повредить чувствительные материалы Хорошее перемешивание при малых сдвиговых скоростях

Изменения сорта продукта может привести к потерям и браку. Большие сосуды для очистки Быстрые изменения сорта продукта. Самоочистка, сменные или одноразовые смесители

В настоящее время доступно более 30 моделей статических смесителей. Основные технические решения разработаны в Швейцарии, США, Японии. Мировым лидером в области разработки и выпуска статических смесителей является фирма Koch-Sulzer (Швейцария). Отечественных разработок в области непрерывного перемешивания сравнительно немного. Некоторые из производителей статических смесителей представлены в табл. 1.2.

1.3. Использование статических смесителей в промышленности

Высокая эффективность, низкие капитальные и эксплуатационные затраты, малое потребление энергии, небольшие размеры, отсутствие внутренних подвижных деталей - все это выгодно отличает статические смесители от других типов смесительного оборудования. Поэтому статические смесители широко используются в химической и нефтехимической промышленности, при производстве и переработке пластмасс, очистке отходящих газов,

питьевой и сточных вод, в производстве синтетических волокон, в фармацевтике, пищевой и целлюлозно-бумажной отраслях промышленности и т.д. (рис. 1.2).

Таблица 1.2. Основные производители статических смесителей

Компания Смесители

Koch-Sulzer Sulzer mixer SMF, SMN, SMR, SMRX, SMV

SMX, SMXL

Chemineer-Kenics Kenics mixer (KM), HEV (high efficiency vortex mixer)

Charles Ross & Son ISG (interfacial surface generator), LPD (low pressure drop), LLPD

Wymbs Engineering HV (high viscosity), LV (low viscosity)

Lightnin Inliner Series 45, Inliner Series 50

EMI Cleveland

Komax Komax

Brann and Lubbe N-form

Toray Hi-Toray Mixer

Prematechnik PMR (pulsating mixer reactor)

UET Heliflo (Series, I, II and III)

Fujikin Kongokun, Bunsankun

hiTRAN Cal Gavin

ООО ИВЦ «Инжехим» СС, ОЛ, GM, МХ

Инженерно-химическая лаборатория ГОУ ВПО "Удмуртский государственный университет" ИХЛ СС

Химическая промышленность

Целлюлозно-бумажная промышленность

Водоподготовка и очистка сточных вод

Рис. 1.2. Использование статических смесителей в промышленности

1.3.1. Химическая и нефтехимическая промышленность

Наиболее широкое распространение статические смесители получили в химической и нефтехимической промышленности, где они применяются для проведения процессов гомогенизации, эмульгирования, диспергирования и даже для проведения химических реакций [6].

Так в [7] приводятся данные по использованию статических смесителей в производстве азотной кислоты. Сообщается, что использование статического смесителя до реактора для смешения воздуха с аммиаком на 20% увеличило жизнь катализатора, что позволило сократить частоту оборота катализатора и издержки производства. В [8] рассматривается эффективность работы статического смесителя при смешении фосфорной кислоты и фосфорита. В [9] описывается их применение при производстве клея, а в [ 10] рассматривается эффективность статических смесителей как аппаратов для сульфатирования а-олефинов. В работе [11] сообщается, что у статических смесителей существует большой потенциал в сокращении КОх эмиссии в камерах сгорания.

Статические смесители используются и для введения добавок в эмульсии. Описание подобных процессов приводится в [12-13]. Также опубликованы данные, что эти аппараты способствуют инверсии фазы. О вызванной потоком инверсии фазы во время эмульгирования для систем вода - керосин и вода - четыреххлористый углерод сообщается в [14] и в [15] для сконцентрированных эмульсий эпоксидных смол.

В [7] сообщается, что эти аппараты оказывают благотворное воздействие на химические реакции, протекающие в газовой фазе, например, на процессы производства винилового хлорида, дихлорида этилена, стирола, ксилола и малеинового ангидрида. Статические смесители могут быть адаптированы и для процессов абсорбции и очистки, так в [ 16] приводятся примеры применения статических смесителей к газожидкостным системам.

Предложены конструкции статических смесителей для реакций, включающих крекинг необработанной и сырой нефти [17]. В [18] показано, что статические смесители могут уменьшить загрязнение и коксообразование при обработке гудрона. В [19] описывается процесс полунепрерывного алкилирования фенола, для которого разработан специальный тип смесителя.

Неоднородный контакт между реакционным газом и твердыми частицами катализатора является существенной проблемой в кипящих слоях, решение которой возможно благодаря применению статических смесителей. В [21] и [22] приводится описание и анализ использования горизонтальных перегородок для улучшения контакта метанола с бензином. В работе [23], сообщается, что применение статических смесителей в процессах очистки нефти и газоконденсатов от сероводорода и меркаптанов позволяет успешно решать экологические и технологические проблемы нефтяной промышленности.

Долгое время обсуждалось применение статических смесителей в реакциях полимеризации [24], но относительно немногие идеи были реализованы в промышленности. Так в [25] приводится отчет о применении статических смесителей в качестве постреакторов в производстве полистерина на заводе в Японии. О научном исследовании полимеризации стирола в статическом смесителе-реакторе сообщается в [26]. В [27] изучался процесс

полимеризации метилового метакрилата, в то время как в [7, 28-30] описывается использование этих аппаратов в производстве полистерина, нейлона, уретана и продуктов сульфирования.

В [31-32] приводятся данные об использовании статических смесителей трубчатого типа в производстве этиленпропиленовых каучуков. Сообщается, что использование этих аппаратов при смешении газообразных и жидких компонентов с растворителем на входе в полимеризатор обеспечило однородность качества получаемого продукта и уменьшило объем выпуска низкосортного каучука. В [33-35] описывается использование смесителей того же типа в производстве стереорегулярных каучуков марок СКИ-3 и СКИ-5 на стадиях введения в зону реакции до подачи каталитической системы регулятора полимеризации.

Статические смесители использовались и для сопроцессов экстракции сверхкритическим углекислым газом, например, для фракционирования липидов для отделения сквалена от триглицеридов и диацилглицеридов [36]. Были предложены сопроцессы экстракции кофеина от сверхкритического СО2 с водой, в которых противоточные насадочные колонны заменены статическими смесителями [37].

Статические смесители могут использоваться и в классической противоточной экстракции. В [38-40] было изучено их применение для нескольких тестовых систем: вода-керосин, бутанол - янтарная кислота - вода, вода - ацетон - толуол и четырёххлористый углерод - пропионовая кислота - вода.

Статические смесительные элементы, как известно, увеличивают скорость процесса массопередачи и в эмульгационных колоннах. Смесительные элементы могут быть добавлены в вертикальную часть воздушных эрлифтных реакторов [41-45], в питающую трубу эмульгационной колонны [46], в питающую трубу пульповой эмульгационной колонны [47], в воздушный эрлифтный реактор с механическим перемешиванием [ 37], непосредственно в насадочные эмульгационные колонны [48-49] и в трехфазовых кипящих слоях [50].

1,3,2. Производство пластмасс

Для обработки и переработки полимеров в состоянии расплава статические смесители применяются на операциях конфекционирования и компаундирования пластмасс: введения и диспергирования различного рода добавок типа пластификаторов, смазок, тепло- и светостабилизаторов, огнезадерживающих добавок, окрашивающих препаратов (пигментов и красителей) [51].

Как компаундирующие аппараты статические смесители хорошо зарекомендовали себя, в частности, в установках непрерывного действия для добавки пластификаторов и лубрикантов, стабилизаторов, красителей, наполнителей. Типичная комбинация механического насоса и статического смесителя заменяет экструдер в конце линии полимеризации, где дополнительная

гомогенизация означает возможность улучшения равнотолщинности пленки и увеличение производительности за счет снижения температуры расплава и сокращения времени охлаждения пленки. Работы в этом направлении проводились, например, фирмой КешсБ [52]. В [53] было изучено улучшение смешения почти несмешивающихся полимеров (полиамид и имеющий малую плотность полиэтилен) при использовании статических смесителей. Известно, что эти аппараты с успехом применялись для переработки самых различных термопластов (полиэтилена, полипропилена, ПВХ, поликарбоната, полиамидов, полиакрилонитрила и др.) в различные виды продукции (пленки, листы, профили, трубы) [ 1].

В плане конфекционирования наибольший интерес представляет возможность использования этих аппаратов на операциях окрашивания. В одной из ранних работ упоминалось о применении статического смесителя для окрашивания полистирола сразу после реактора.

1,3. Фармацевтика

В фармацевтике статические смесители получили распространение при проведении непрерывного процесса эмульгирования, где они используются как непосредственно для создания эмульсий, так и для выравнивания концентрации эмульгатора [54]. Типичное применение - микрокапсуляция [55-56], но доступная информация в этих областях ограничена. Используются они и для ускорения жидкость-жидкостных реакций. Примером является производство Ашюёагопе, широко используемого антиаритмического препарата, о чем сообщается в [57]. Имеются данные о культивировании антигена вируса гепатита А в титановом статическом смесителе [58].

1,3,4. Пищевая промышленность

Распространено применение статических смесителей и в пищевой промышленности. Так в [59] сообщается об использовании статических смесителей для смешения кислот, соков, масел, напитков, соусов и др. продовольственных продуктов. Известно их применение к растопленному шоколаду [7], непрерывному гидрированию растительных масел [60], лактозной обработке целой сыворотки [61-62].

В [63] приводится исследование об использовании статического смесителя-реактора для производства эфиров крахмала, таких как гидрогипропила крахмала. В [ 64] описывается процесс сжижении крахмала при использовании одновинтового экструдера и статического смесителя-реактора в качестве постэкструдора.

В [65] приводится описание технологической линии для производства мармелада. В ней применение статического смесителя обеспечивает высокий уровень гомогенности пищевой массы, что в свою очередь позволяет повысить качество продукции.

Среди других примеров использования статических смесителей в пищевой промышленности может быть названо пивоваренное производство. Где для более равномерного и ускоренного забраживания компоненты совместно пропускаются через статический смеситель [65], а не разводятся, как было принято, в чанах. Благодаря этому резко возрастает желаемый эффект флотации дрожжевой взвеси в связи с более однородным распределением в ней воздуха в виде мелких пузырьков. Проточная очистка смесителя обеспечивает его стерильность.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Алексеев Константин Андреевич, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Стренк, Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Ф. Стренк. - пер. с польск. под ред. И.А. Щупляка. - Л.: «Химия», 1975. - 384 с.

2. Брагинский, Л.Н. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета / Л.Н. Брагинский, В.И. Бегачев, В.М. Барабаш. - Л.: «Химия», 1984. - 336 с.

3. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. - М: Альянс, 2005. - 750 с.

4. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии / А.И. Скобло, Ю.К. Молоканов, А.И. Владимиров, В.А. Щелкунов. - М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2000. - 677 с.

5. Sutherland, W.S. Improvement in apparatus for preparing gaseous fuel. UK Patent, 1874. no. 1784.

6. Static mixers: Mechanisms, applications, and characterization methods - A review / A. Ghanem, T. Lemenand, D. Della Valle, H. Peerhossaini // Chemical Engineering Research and Design.

- 2014. - V.92. - P.205-228.

7. Baker, J.R. Motionless mixers stir up new uses / J.R. Baker // Chem Eng Prog. - 1991.

- V.87. - P.32-38.

8. Классен, П.В. Основные процессы технологии минеральных удобрений / П.В. Классен, И.Г. Гришаев. - М.: Химия, 1990. - 304 с.

9. Schneider, G. Mélange statique de colle, de masses siliconées et de systèmes résine/durcisseur / G. Schneider, F. Grosz-Röll, E. Germain // Rév Gén Caout Plast. - 1988. - V.678. -P.91-92.

10. Некоторые аспекты сульфатирования органических соединений в гидродинамическом потоке и новые подходы к технологии получения ПАВ / К.С. Минскер, В.П. Захаров, Р.Я. Дебердеев, А.А. Берлин // Труды Региональной научно-практического семинара РФФИ «Пути коммерциализации фундаментальных исследований в области химии для отечественной промышленности». - Казань: УНИПРЕСС. - 2002. - С.32-33.

11. Measurement of the mixing quality in premix combustors / H. Braun, A. Hören, T. Scheniders, K. Vortmeyer, H. Pfost // Energy Convers Mgmt. - 1998. - V.39. - P.1991-1999.

12. Шеберстов, В.И. Основы технологии светочувствительных фотоматериалов / В.И. Шеберстов, В.Л. Зеликман, В.С. Чельцов, Е.К. Подгородецкия, Г.М. Цветков. - М.: Химия, 1977. - 504 с.

13. Investigation of emulsification in static mixers by optical measurement techniques using refractive index matching / R. Häfeli, O. Rüegg, M. Altheimer, P. Rudolf von Rohr // Chemical Engineering Science. - 2016. - V.143. - P.86-98.

14. Characteristics of a motionless mixer for dispersion of immiscible fluids. Part II. Phase inversion of liquid-liquid systems / M. Tidhar, J.C. Merchuk, A.N. Sembira, D. Wolf // Chem Eng Sci.

- 1986. - V.41. - P.457-462.

15. Akay, G. Flow-induced phase inversion in the intensive processing of concentrated emulsions / G. Akay // Chem Eng Sci. - 1998. - V.53. - P.203-223.

16. Better absorption? Try a static mixer / R.G. Rader, M. Mutsakis, F. Grosz-Röll, W. Maugweiler // Chem Eng. - 1989. - V.6. - P. 137-142.

17. Jurkias, E. Cracking method for materials, especially heavy oils, e.g. crude oil, waste oil, plant oils and such, for conversion into boilable materials such as diesel gasoline, etc., as well as a cracking apparatus for this process / E. Jurkias // Fuel Energy Abstr, - 1998. - V39. - P.15.

18. Gough, M.J. Reduced fouling by enhanced heat transfer using wire matrix radial mixing elements / M.J. Gough, J.V. Rogers // AIChE Symp Ser. - 1987. - V.83. - P.16-21.

19. Nauman, E.B. Chemical Reactor Design, Optimization and Scale up / E.B. Nauman // McGraw-Hill, New York. - 2002. - P.389.

20. Hanada, T. CFD geometrical optimization to improve mixing performance of axial mixer / T. Hanada, K. Kuroda, K. Takahashi // Chemical Engineering Science. - 2016. - V.144. -P.144-152.

21. Predicting fluid-bed reactor efficiency using adsorbing gas tracers / F.J. Krambeck,

A.A. Avidan, C.K. Lee, M.N. Lo // AIChE J. - 1987. - V.33. - P.1727-1734.

22. Pustelnik, P. Contact time distribution in a large fluidized bed / P. Pustelnik, E.B. Nauman // AIChE J. - 1991. - V.37. - P.1589-1592.

23. Новый процесс очистки нефтей и газоконденсатов от низкомолекулярных меркаптанов / А.М. Мазгаров, А.Ф. Вильданов, С.Н. Сухов, Н.Г. Баженова, Г.Б. Низамутдинова, С.Ф. Шиаманна, Р.М. Ормистон // Химия и технология топлив и масел. - 1996. - № 6. - С. 11-12.

24. Grace, C.D. 'Static mixing' and heat transfer / C.D. Grace // Chem Proc Eng. - 1971. -V.6. - P.57-59.

25. Tein, N.K. Bulk polymerization of styrene in a static mixer / N.K. Tein, E. Flaschel, A. Renken // Chem Eng Commun. - 1985. - V.36. - P.251-267.

26. Yoon, W.J. Polymerization of styrene in a continuous filled tubular reactor / W.J. Yoon, K.Y. Choi // Polym Eng Sci. - 1996. - V.36. - P.237-250.

27. Fleury, P.A. Solution polymerization of methyl-methacrylate at high conversion in a recycle tubular reactor / P.A. Fleury, T. Meyer, A. Renken // Chem Eng Sci. - 1992. - V.47. - P.2597-2602.

28. Schott, NR. Motionless mixers / NR. Schott, B. Weinstein, D. LaBombard // Chem Eng Prog. - 1975. - V.71 (1). - P.54-58.

29. Motionless mixers for the design of multitubular polymerization reactors / N. Khac Tien, F. Streiff, E. Flaschel, A. Renken // Chem Eng Technol. - 1990. - V.13. - P.214-220.

30. Myers, K.J. Avoid agitation by selecting static mixers / K.J. Myers, A. Bakker, D. Ryan // Chem Eng Prog. - 1997. - V.6. - P.28-38.

31. Развитие производства этиленпропиленовых каучуков в России / В.М. Бусыгин, Л.М. Курочкин, Т.Г. Бурганов, Н.Р. Гильмутдинов, К.С. Минскер, Г.С. Дьяконов, Р.Я. Дебердеев, А.А. Берлин // Химическая промышленность. - 2001. - №2. - С.3-4.

32. Интенсификация диспергирования в трубчатых турбулентных аппаратах при производстве синтетических каучуков / Р.Г. Тахавутдинов, Г.С. Дьяконов, А.Г. Мухаметзянова,

B.П. Захаров, К.С. Минскер // Химическая промышленность. - 2002. - №1. - С.22-27.

33. Трубчатые турбулентные предреакторы для проведения процессов инициирования при синтезе полимеров в присутствии каталитических систем Циглера-Натта /

Р.Г. Тахавутдинов, А.Г. Мухаметзянова, Г.С. Дьяконов, К.С. Минскер, А.А. Берлин // Высокомолек. соед. - 2002. - Т.44. - №7. - С.1094-1100.

34. Нетрадиционный способ повышения стереорегулярности и улучшения некоторых других характеристик цис-1,4-изопренового каучука / К.С. Минскер, А.А. Берлин, Р.Х. Рахимов, П.И. Кутузов, В.П. Захаров // Журнал прикладной химии. - 1999. - Т.72. - №6. -С.996-1001.

35. Формирование реакционной смеси в турбулентных потоках при стереоспецифической полимеризации изопрена на катализаторах Циглера-Натта / И.В. Садыков, В.П. Захаров, К.С. Минскер, Г.С. Дьяконов, Р.Г. Тахавутдинов, А.Г. Мухаметзянова, Ю.Б. Монаков // Труды семинара РФФИ «Пути коммерциализации фундаментальных исследований в области химии для отечественной промышленности». Казань: УНИПРЕСС. -2002. - С.57-58.

36. Catchpole, O.J. Fractionation of lipids in a static mixer and packed column using supercritical carbon dioxide / O.J. Catchpole, P. Simoes, J.B. Grey, E.M.M. Nogueiro, P.J. Carmelo, M.N. da Ponte // Ind Eng Chem Res. - 2000. - V.39. - P.4820-4827.

37. Pietsch, A. The mixer-settler principle as a separation unit in super-critical fluid processes / A. Pietsch, R. Egers // J Supercrit Fluids. - 2000. - V.14. - P.163-171.

38. Jancic, S.J. Sulzer static mixers as a packing in liquid=liquid extraction / S.J. Jancic, F.J. Zuiderweg, F. Streiff // AIChE Symp Ser. - 1983. - V.80 (238). - P.139-147.

39. Сиволоцкий, М.О. Получение эмульсии в статическом смесителе с новым вихревым внутренним устройством / М.О. Сиволоцкий, О.В. Чагин // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. - 2014. - № 2. - С. 108-113.

40. Streiff, F.A. Use of static mixer packing in countercurrent extraction columns / F.A. Streiff, S.J. Jancic // Ger Chem Eng. - 1984. - V.7. - P.178-183.

41. Chisti, Y. Mass transfer in external-loop airlift bioreactors using static mixers / Y. Chisti, M. Kasper, M. Moo-Young // Can J Chem Eng. - 1990. - V.68. - P.45-50.

42. Goto, S. The effect of static mixer on mass transfer in draft tube bubble column and in external loop column / S. Goto, P.D. Gaspillo // Chem Eng Sci. - 1992. - V.47. - P.3533-3539.

43. Gavrilescu, M. Cultivation of a filamentous mould in an airlift reactor / M. Gavrilescu, R.-V. Roman // Acta Biotechnol. - 1995. - V.15. - P.323-335.

44. Gavrilescu, M. Mixing times in an external-loop airlift reactor bioreactor using static mixers / M. Gavrilescu, R.-V. Roman // Acta Biotechnol. - 1996. - V.16. - P. 145-153.

45. Gavrilescu, M. Hydrodynamics in external-loop airlift bioreactors with static mixers / M. Gavrilescu, R.-V. Roman, R.Z. Tudose // Bioproc Eng. -1997. - V.16. - P.93-99.

46. Goto, S. The effect of static mixer on mass transfer in draft tube bubble column and in external loop column / S. Goto, P.D. Gaspillo // Chem Eng Sci. - 1992. - V.47. - P.3533-3539.

47. Gaspillo, P.-A. Mass transfer in bubble slurry column with static mixer in draft tube / P.-A. Gaspillo, S. Goto // J Chem Eng Jap. - 1991. - V.24. - P.680-682.

48. Fan, L.T. Mass transfer coefficient and pressure-drop data of two-phase oxygen-water flow in bubble column packed with static mixers / L.T. Fan, H.H. Hsu, K.B. Wang // J Chem Eng Data. - 1975. - V.20. - P.26-28.

49. Wang, R.H. Stochastic modeling of segregation in a motionless mixer / R.H. Wang, L.T. Fan // Chem Eng Sci. - 1977. - V.32. - P. 695-701.

50. Potthoff, M. Influence of solids concentration and static mixers on fluid dynamics in three-phase fluidized bed bioreactors / M. Potthoff, M. Bohnet // Chem Eng Technol. - 1993. - V.16. -P.147-152.

51. Статические смесители в производстве и переработке пластмасс / Производство и переработка пластмасс и синтетических смол. Реферативный сборник. - М. : Союзполиграфпром, 1976. - 64 с.

52. Богданов, В.В. Основы технологии смешения полимеров / В.В. Богданов, В.И. Метелкин, С.Г. Савватеев. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. - 192 с.

53. Jurkowski, B. New aspects of polyamide-6 mixing in molten state with low-density polyethylene / B. Jurkowski, Y.A. Olkhov // J Appl Polym Sci. - 1997. - V.65. - P.1807-1811.

54. Formation of O/W emulsions by static mixers for pharmaceutical applications / N. Kiss, G. Brenna, H. Pucherb, J. Wieserb, S. Schelerc, H. Jenneweinc, D. Suzzib, J. Khinast // Chemical Engineering Science. -2011. -V.66. -P.5084-5094.

55. Powell, M.R. Leach studies of hazardous waste monoliths from continuous solidification/stabilization processing / M.R. Powell, R. Mahalingam // Environ Sci Technol. - 1992. -V.26. - P.507-511.

56. Maa, Y.F. Effect of primary emulsions on microsphere size and protein-loading in the double emulsion process / Y.F. Maa, C.C. Hsu // J Microencap. - 1997. - V.14. - P.225-241.

57. Chamayou, A. Kinetics of a liquid/liquid/solid fine chemicals reaction: modelling of a continuous pilot plant reactor / A. Chamayou, H. Delmas, G. Casamatta // Chem Eng Technol. - 1996. - V.19. - P.67-74.

58. Cultivation of attenuated hepatitis A virus antigen in a titanium static mixer reactor / B.H. Junker, T.C. Seamans, K. Ramasubramanyan, J. Aunins, E. Paul, B.C. Buckland // Biotechnol BioEng. - 1994. - V.44. - P.1315-1324.

59. Cybulski, A. Static mixers-criteria for applications and selection / A. Cybulski, K. Werner // Int Chem Eng. - 1986. - V.26 (1). - P.171-180.

60. Rusnac, L.M. Continuous hydrogenation of vegetable oils in reactors equipped with static mixers / L.M. Rusnac, O. Floarea, R.V. Vladea // J Am Oil Chem Soc. - 1992. - V.69. - P.384-386.

61. Fauquex, P.F. Développement d'un réacteur enzymatique lit fluidisé à mélangeurs statiques: application à l'hydrolyse du lactose du petit-lait / P.F. Fauquex, E. Flaschel, A. Renken // Chimia. - 1984. - V.38. - P.262-269.

62. Engineering aspects of fluidized bed reactor operation applied to lactase treatment of whole whey / C. Metzdorf, P.F. Fauquex, E. Flaschel, A. Renken // Conserv Recyc. - 1985. - V.8. -P.165-171.

63. Lammers, G. Heat transfer and the continuous production of hydroxypropyl starch in a static mixer reactor / G. Lammers, A.A.C.M. Beenackers // Chem Eng Sci. - 1994. - V.49. - P.5097-5107.

64. Grafelman, D.D. Liquefaction of starch by a singlescrew extruder and post-extrusion static-mixer reactor / D.D. Grafelman, M M. Meagher // J Food Eng. - 1995. - V.24. - P.529-542.

65. Богданов, В.В. Эффективные малообъемные смесители / В.В. Богданов, Е.И. Христофоров, Б.А. Клоцунг. - Л.: Химия, 1989. - 224 с.

66. Пономарев, О.И. Основные направления в развитии целлюлозно-бумажного производства за рубежом / О.И. Пономарев, С.О. Апсит, В.О. Шапиров. - М.: ВНИИПЭИлеспром, 1980. - 38 с.

67. Применение статического смесителя на ступени окислительного щелочения // Бумажная промышленность. - 1985. - №7. - С.30.

68. Sulzer Chemtech. Static Mixers for Water and Wastewater Treatment // Switzerland. -2006. - P.12.

69. Static Mixer reduces turbiality // Chemical Engineering Progress. - 1970. - №2. - P.88.

70. Zhu, Q.S. Ozone disinfection in a static mixer contacting reactor system on a plant scale / Q.S. Zhu // Ozone Sci Eng. - 1991. - V.13. - P.313-330.

71. Martin, N. Use of static mixer for oxidation and disinfection by ozone / N. Martin, C. Galey // Ozone Sci Eng. - 1994. - V.16. - P.455-473.

72. Treatment of chlorinated ethenes in groundwater with ozone and hydrogen peroxide / P.B. Clancy, J. Armstrong, M. Couture, R. Lussky, K. Wheeler // Env Prog. - 1996. - V.15. - P.187-193.

73. Application of static mixers in drinking water treatment: the ozonation process, in Proceedings of the International Symposium on Mixing in the Industrial Processes / C. de Traversay, R. Bonnard, C. Adrien, F. Luck // ISMIP-4 Toulouse, France. - 2001.

74. La Pauloue, J. State-of-the-art of ozonation in France / J. La Pauloue, B. Langlais // Ozone Sci Eng. - 1999. - V.21. - P.153-162.

75. Procelli, P.J. Static mixers improve sludge dewatering process / P.J. Procelli, T. Wojewski, O. Shehab // Water Eng Mgmt. - 1993. - V.11. - P.20-22.

76. Применение статических смесителей в системах водоочистки ТЭЦ / С.В. Морданов, В.А. Никулин, С.С. Пецура, С.Н. Сыромятников // Водоочистка. - 2011. - №10. -С.35-39.

77. The effect of static mixer on the ultrafiltration of a two-phase flow / A.F. Derradji, A. Bernabeu-Madico, S. Taha, G. Dorage // Desalination. - 2000. - V.128. - P.223-230.

78. Rulyov, N.N. Application of ultraflocculation and turbulent microflotation the removal of fine contaminants from water / N.N. Rulyov // Colloids Surf, Physicochem Eng Asp. - 1999. -V.151. - P.283-291.

79. Совершенствование технологии нейтрализации кислых сред в жидкофазных потоках с использованием трубчатых турбулентных аппаратов диффузор-конфузорной конструкции струйного типа / К.С. Минскер, А.А. Берлин, В.П. Малинская, Я.М. Абдрашитов, Ю.К. Дмитриев, В.Д. Шаповалов, Н.В. Захарова // Сб. «Химия и химические технологии -настоящее и будущее». Стерлитамак. РИО СПИ. - 2000. - С.21-22.

80. Experimental study of dispersion and separation of phases in liquid-liquid extraction of copper by LIX 64N in various type of mixers / J.C. Merchuk, D.Wolf, R. Shai, D.H. White // Ind Eng Proc Des Dev. - 1980. - V.19. - P.522.

81. Le Coze, J. Extraction of indium from sulphate solutions with D2EHPA solutions using static mixers / J. Le Coze, F. Poposka, B. Nikov // J Phys IV. - 1995. - V.5 (7).

82. Лозовая, С.Ю. Интенсификация процесса гомогенизации строительных смесей в статических смесителях / С.Ю. Лозовая, В.С. Саблин, О.В. Ткачева // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 8 (6). - С.1326-1331.

83. Bakker, M.J. Dispositif pour preparer du beton ou une matiere analogue. French Patent, 1949. no.959,155.

84. Thakur, R.K. Static Mixers in the Process Industries - A Review / R.K. Thakur, Ch. Vial, K.D.P. Nigam, E.B. Nauman, G. Djelveh // Trans. IChemE. - 2003. - V.81. - P.787-826.

85. Montante, G. Blending of miscible liquids with different densities and viscosities in static mixers / G. Montante, M. Coroneo, A. Paglianti // Chemical Engineering Science. - 2016. -V.141. -P.250-260.

86. Чаусов Ф.Ф. Отечественные статические смесители для смешения жидкостей / Ф.Ф. Чаусов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2009. - №3. - C. 11-14.

87. Фарахов, Т.М. Оценка эффективности статических смесителей насадочного типа / Т.М. Фарахов, А.Г. Лаптев // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2011. - №4. - С.20-24.

88. Массообменные характеристики нерегулярной насадки Инжехим / Д.А. Бурмистров, М.М. Фарахов, А.В. Малыгин, А.В. Клинов // Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - №11. - С.74-76.

89. Захаров, В.П. Смешение жидких потоков в трубчатых турбулентных аппаратах диффузор-конфузорной конструкции / В.П. Захаров, Р.Г. Тахавутдинов, А.Г. Мухаметзянова // Вестник Башкирского университета - 2001. - №3. - С.28 - 31.

90. Многофазные течения в трубчатых аппаратах диффузор-конфузорной конструкции / К.С. Минскер, Г.С. Дьяконов, Р.Г. Тахавутдинов, А.Г. Мухаметзянова // Доклады РАН. - 2002. - Т.382. - №4. - С.509-512.

91. Мухаметзянова, А.Г. Перемешивание в трубчатых турбулентных аппаратах как способ интенсификации химико-технологических процессов / А.Г. Мухаметзянова // Вестник Казанского технологического университета. - 2002. - №1-2. - С.253-260.

92. Мухаметзянова, А.Г. Исследование закономерностей движения двухфазных сред в трубчатых турбулентных аппаратах диффузор-конфузорного типа / А.Г. Мухаметзянова // Вестник Казанского технологического университета. - 2003. - №1. - С. 113-116.

93. Tausher W., Mathys P. // Paper presented at the first European Conference of Mixing and Centrifugal Separation, Cambridge, England, September 9-11, - 1974.

94. Тадмор, З. Теоретические основы переработки полимеров / З. Тадмор, К. Гогос. -пер. с англ. под ред. Р.В. Торнера - М.: Химия, 1984. - 632 с.

95. Mohr, W.D. Mixing in laminar-flow systems / W.D. Mohr, R.L. Saxton, C.H. Jepson // Ind Eng Chem. - 1957. - V.49. - P.1855-1856.

96. Edwards, M.F. Laminar flow and distributive mixing, in Mixing in the Process Industries / M.F. Edwards // Butterworth-Heinemann, Oxford, 1992.

97. Godfrey, J.C. in Mixing in the Process Industries / J.C. Godfrey // ButterworthHeinemann, Oxford, 1992.

98. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика. Т.VI. Гидродинамика. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М. :Наука, 1986. - 736 с.

99. Bourne, J.R. Micromixing in static mixers: an experimental study / J.R. Bourne J. Lenzner S. Petrozzi // Ind Eng Chem Res. - 1992. - V.31. - P.1216-1222.

100. Baldyga, J. Interaction between chemical reactions and mixing on various scales / J. Baldyga, J.R. Bourne, S.J. Hearn // Chem Eng Sci. - 1997. - V.52. - P.458-466.

101. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. ч.1,2 / Ю.И. Дытнерский. - М.:Химия, 2002. - 368 с.

102. Айнштейн, В.Г. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии / В.Г. Айнштейн. - М.: Химия, 1999. - 888 с.

103. Аэров, М.Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы / М.Э. Аэров, О.М. Тодес, Д.А. Наринский. - Л.: Химия, 1979. - 176 с.

104. Ergun, S. Fluid flow through packed columns / S. Ergun // Chem. Eng. Prog. - 1952. -

V.48.

105. Рамм, В.М. Абсорбция газов / В.М. Рамм. - М.: Химия, 1976. - 656 c.

106. Sir, J. Pressure drop and homogenization efficiency of a motionless mixer / J. Sir, Z. Lecjaks // Chem Eng Commun. - 1982. - V.16. - P.325-334.

107. Li, H.Z. Pressure drop of Newtonian and non-Newtonian fluids across a Sulzer SMX static mixer / H.Z. Li, C. Fasol, L. Choplin // Trans IChemE. - 1997. -V.75A. - P.792-796.

108. Numerical investigation of the performance of several static mixers / D. Rauline, P.A. Tanguy, J.M. Le Blevec, J. Bousquet // The Can J Chem Eng. - 1998. - V.78. - P.527-535.

109. Cavatorta, O.N. Fluid dynamic and mass transfer behavior of static mixers and regular packings / O.N. Cavatorta, U. Bohmand, A M C. Giorgio // AIChE J. - 1999. - V.45. - P.938-948.

110. Flow regimes and drop break-up in SMX and packed bed static mixers / A. Baumann, S.A.K. Leelani, B. Holenstein, P. Stossel, E.J. Windhab // Chemical Engineering Science. - 2012. -V.73. - P.354-365.

111. Генералов, М.В. Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ: Учеб. пособие для ВУЗов / М.В. Генералов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 397 с.

112. Pahl, M.H. Static mixers and their applications / M.H. Pahl, E. Muschelknautz // Int Chem Eng. - 1982. - V.22. - P.197-205.

113. Bor, T. The static mixers as a chemical reactor / T. Bor // Br Chem Eng. - 1971. - V.7.

- P.610-612.

114. Aloca, P.T. Mixing efficiency of static mixing units in laminar flow / P.T. Aloca // Fiber Prod. - 1982. - V.8. - P.12-18.

115. Joshi, P. The Kenics static mixer: new data and proposed correlations / P. Joshi, K.D.P. Nigam, E.B. Nauman // Chem Eng J. - 1995. - V.59. - P.265-271.

116. Heywood, N.I. Mixing efficiencies and energy requirements of various motionless mixers for laminar mixing applications / N.I. Heywood, L.J. Viney, I.W. Stewart // IChemE Symp Ser.

- 1984. - V.89. - P.147-176.

117. Lockhart, R.W. Proposed correlation of data for two-phase two component flow in pipes / R.W. Lockhart, R.C. Martinelli // Chem Eng Prog. - 1949. - V.45. - P.39.

118. Chisholm, D. A theoretical basis for the Lockhart-Martinelli correlation for two-phase flows / D. Chisholm // Int J Heat Mass Transfer. - 1967. - V.10. - P.1767.

119. Bao, Z.-Y. Estimation of void fraction and pressure drop for two-phase flow in fine passages / Z.-Y. Bao, M.G. Bosnich, B.S. Haynes // Trans IChemE. - 1994. - V.72A. - P.625-632.

120. Streiff, F.A. Dispersion en ligne et transfert de matière au moyen de mélangeurs statiques / F.A. Streiff // Rev Tech Sulzer. - 1977. - V.3. - P.108-113.

121. Shah, N.F. Pressure drop for flow of non-Newtonian fluids in static mixers / N.F. Shah, D.D. Kale // Chem Eng Sci. - 1991. - V.46. - P.2159-2161.

122. Shah, N.F. Two-phase, gas-liquid flows in static mixers / N.F. Shah, D.D. Kale // AIChE J. - 1992. - V.38. - P.308-310.

123. Chandra, K.G. Pressure drop for two-phase air/non-Newtonian liquid flow in static mixers / K.G. Chandra, D.D. Kale// Chem Eng J. - 1995. - V.56. - P.277-280.

124. Beattie, A.A. A simple two-phase frictional pressure drop calculation method / A.A. Beattie, P.B. Whalley // Int J Multiphase Flow. - 1982. - V.8. - P.83-87.

125. Grosz-Röll, F. Assessing homogeneity in motionless mixers / F. Grosz-Röll // Int Chem Eng. - 1980. - V.20. - P.542-549.

126. Nauman, E.B. On residence time and trajectory calculations in motionless mixers / E.B. Nauman // Chem Eng J. - 1991. - V.47. - P.141-148.

127. Оценка эффективности перемешивания жидких компонентов в малогабаритных трубчатых турбулентных аппаратах / Ю.М. Данилов, A.r. Мухаметзянова, Р.Я. Дебердеев, A.A. Берлин // Теоретические основы химической технологии. - 2011. - T.45. - C.81-84

128. Nauman, E.B. Reactions and residence time distributions in motionless mixers / E.B. Nauman // Can J Chem Eng. - 1982. - V.60. - P.136-140.

129. Abou, Hweij, K. Hydrodynamics and residence time distribution of liquid flow in tubular reactors equipped with screen-type static mixers / K. Abou Hweij, F. Azizi // Chemical Engineering Journal. - 2015. - V.279. - P.948-963.

130. Flow and mixing efficiency characterisation in a CO2-assisted single-screw extrusion process by residence time distribution using Raman spectroscopy / A. Common, E. Rodier, M. Sauceau, J. Fages // Chemical Engineering Research and Design. - 2014. - № 7. - P.1210-1218.

131. Li, H.Z. Hydrodynamics and heat transfer of rheologically complex fluids in a Sulzer SMX static mixer / H.Z. Li, C. Fasol, L. Choplin // Chem Eng Sci. - 1996. - V.51. - P.1947-1955.

132. 3D finite element simulation of fluids flow through a SMX static mixer / L. Fradette, H.Z. Li, L. Choplin, P. Tanguy // Comp Chem Eng. - 1998. - V.22. - P.759-761.

133. Wang, K.B. Mass transfer in bubble columns packed with motionless mixers / K.B. Wang, L.T. Fan // Chem Eng Sci. - 1978. - V.33. - P.945-952.

134. Márquez, A.L. A review of recent chemical techniques for the determination of the volumetric masstransfer coefficient KLa in gas-liquid reactors / A.L. Márquez, G. Wild, N. Midoux // Chem Eng Proc. - 1994. - V.33. - P.247-260.

135. Streiff, F.A. New fundamentals for liquid-liquid dispersion using static mixers / F.A. Streiff, P. Mathys, T.U. Fisher // Réc Prog Génie Proc. - 1997. - V.11. - P.307-314.

136. Middleman, S. Drop size distributions produced by turbulent pipe flow of immiscible fluids through a static mixer / S. Middleman // Ind Eng Chem Proc Des Dev. - 1974. - V.13. - P.78-83.

137. Haas, P.A. Turbulent dispersion of aqueous drops in organic liquids / P.A. Haas // AIChE J. - 1987. - V.33. - P.987-995.

138. Berkman, P.D. Dispersion of viscous liquids by turbulent flow in a static mixer / P.D. Berkman, R.V. Calabrese // AIChE J. - 1988. - V.34. - P.602-609.

139. Sembira, A.N. Characteristics of a motionless mixer for dispersion of immiscible fluids. A modified electro-resistivity probe technique / A.N. Sembira, J.C. Merchuk, D. Wolf // Chem Eng Sci. - 1986. - V.41. - P.457-462.

140. Streiff, F.A. Sulzer mixer reactor SMX for gas/liquid reactions / F.A. Streiff, F. Kaser // in Proceeding of the 7th European Congress on Mixing, Brugge, Belgium. - 1991. - P.601-606.

141. Al-Taweel, A.M. Liquid dispersion in static in-line mixers / A.M. Al-Taweel, L.D. Walker // Can J Chem Eng. - 1983. - V.61. - P.527-533.

142. El-Hamouz, A.M. Kerosene/water dispersions produced by a Lightnin ''in-line'' static mixer / A.M. El-Hamouz, C. Stewart, G.A. Davies // IChemE Symp Ser. - 1994. - V.136. - P.457-464.

143. Al Taweel, A.M. A novel static mixer for the effective dispersion of immiscible liquids / A.M. Al Taweel, C. Chen // Trans IChemE. - 1996. - V.74A. - P.445-450.

144. Some performance data of the Hi-mixer—an in-line mixer / K. Matsumura, Y. Morishima, K. Masuda, H. Ikenaga // Chem Ing Tech. - 1981. - V.53. - P.51-52.

145. Штербачек, З. Перемешивание в химической промышленности / З. Штербачек, П. Тауск - пер. с чешского под ред. И.С. Павлушенко. - Л.: ГХИ, 1963. - 416 с.

146. Jilisen, R.T.M. Three-dimensional flow measurements in a static mixer / R.T.M. Jilisen,

P R. Bloemen, M.F.M. Speetjens // AIChE Journal. - 2013. -V.5. - P. 1746-1761.

147. www.polis-instruments.ru

148. www.cameraiq.ru

149. Tanguy, P.A. Three-dimensional modelling of the flow through a LPD Dow-Ross static mixer / P.A. Tanguy, R. Lacroix, L. Choplin // IChemE Symp. - 1990. - V.9. - P.97-108.

150. Alberini, F. Assessment of different methods of analysis to characterise the mixing of shear-thinning fluids in a Kenics KM static mixer using PLIF / F. Alberini, M.J.H. Simmons, A. Ingram, E.H. Stitt // Chemical Engineering Science. - 2014. - V. 112. - P.152-169.

151. Экспериментальные исследования гидравлических характеристик проточного статического смесителя насадочного типа / К.А. Алексеев, А.Г. Мухаметзянова, А.В. Клинов, М.И. Фарахов, С.М. Кириченко // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. -Т.16. - №7. - С. 212-216.

152. www.ansys.com.

153. In use around the world tower packing and internal by RASCHIG (каталог фирмы «Rachig GmbH»), 1990.

154. Контактные насадки промышленных тепломассообменных аппаратов / Каган А.М., Лаптев А.Г., Пушнов А.С., Фарахов М.И. - Казань: Отечество, 2013. - 454 с.

155. Мухаметзянова, А.Г. Гидродинамика статических смесителей с нерегулярным слоем насадки: эксперимент / А.Г. Мухаметзянова, К.А. Алексеев, Т.М. Фарахов // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т.17. - №14. - С.214-216.

156. Мухаметзянова, А.Г. Экспериментальное исследование гидродинамических характеристик статического смесителя, заполненного кольцами Рашига / А.Г. Мухаметзянова, К.А. Алексеев // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - Т. 16. - №23. -С. 152-155.

157. Левеншпиль, О. Инженерное оформление химических процессов / О. Левеншпиль - пер. с англ. под ред. М.Г. Синько. - М.: Химия, 1969. - 624 с.

158. Лаптев, А.Г. Определение коэффициентов турбулентного перемешивания в одно-и двухфазных средах по модели Тейлора / А.Г. Лаптев, Е.А. Лаптева // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 2. - С.2810-2814.

159. Ansys Fluent Theory Guide.

160. Лабораторный практикум по процессам и аппаратам химической технологии: Учебное пособие / под ред. Г.С. Дьяконова. - Казань: Казан. гос. технол. ун-т, 2005. - 236 с.

161. Алексеев, К.А. Применение метода Stereo PIV для измерения мгновенных полей

скорости в насадочном аппарате / К.А. Алексеев, А.Г. Мухаметзянова // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т.18. - №17. - С. 110-114.

162. Токарев, М.П. Адаптивные алгоритмы обработки изображений частиц для расчета мгновенных полей скорости / М.П. Токарев, Д.М. Маркович, А.В. Бильский // Вычислительные технологии. - 2007. - Т.12. - №3. - С.109-131.

163. Мухаметзянова, А.Г. Различные подходы к моделированию сложных течений в

насадочном слое / А.Г. Мухаметзянова, К.А. Алексеев // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т.18. - №17. - С.92-95.

164. Numerical simulations of mixing in an SMRX static mixer / E.S. Mickaily-Hubera, F. Bertrandd, P.A. Tanguy, T. Meyera, A. Renkena, F.S. Rysc, M. Wehrlic // The Chemical Engineering Journal and the Biochemical Engineering Journal. - 1996. - V.63. - P. 117-126.

165. Hobbs, D.M. Numerical characterization of low Reynolds number flow in the Kenics static mixer / D.M. Hobbs, P.D. Swanson, F.J. Muzzio // Chem Eng Sci. - 1998. - V.53. - P.1565-1584.

166. A comparative assessment of the performance of the Kenics and SMX static mixers / D. Rauline, J.-M. Le Blevec, J. Bousquet, P.A. Tanguy // Trans IChemE. - 2000. - V.78A. - P.389-395.

167. Bakker, A. Flow and mixing with Kenics static mixers / A. Bakker, R. LaRoche // Cray Channels. - 1993. - V.15. - P.25.

168. Visualization and quantitative analysis of dispersive mixing by a helical static mixer in

upward co-current gas-liquid flow / S. Rabha, M. Schubert, F. Grugel, M. Banowski, U. Hampel // Chemical Engineering Journal. - 2015. - V.262. - P.527-540.

169. Simulation of gas-liquid flow in a helical static mixer / F. Zidouni, E. Krepper, R. Rzehak, S. Rabha, M. Schubert, U. Hampel // Chemical Engineering Science. - 2015. - V.137. -P.476-486.

170. Bakker, A. Modeling of the flow and mixing in HEV static mixers / A. Bakker, N. Cathie, R. LaRoche // IchemE Symp Ser. - 1994. - V.136 (8). - P.533-539.

171. Hobbs, D.M. Reynolds number effects on laminar mixing in the Kenics static mixer / D.M. Hobbs, F.J. Muzzio // Chem Eng J. - 1998. - V.70. - P.90-104.

172. Hobbs, D.M. Effects of injection location, flow ratio and geometry on Kenics mixer performance / D.M. Hobbs, F.J. Muzzio //AIChE J. - 1997. - V.43. - P.3121-3132.

173. Hobbs, D.M. The Kenics static mixer: a three-dimensional chaotic flow / D.M. Hobbs, F.J. Muzzio // Chem Eng J. - 1997. - V.67. - P.153-166.

174. Development of static mixers for miscible fluids in laminar flow with the use of computational fluid dynamics (CFD) / C. F. Joaquim Jr., A. Reynol, E. Cekinski, M. M. Seckler, J. R. Nunhez // The Canadian Journal of Chemical Engineering. - 2011, - V.89. - P.734-744.

175. Computational Fluid Dynamics and Experimental Studies of a New Mixing Element in a Static Mixer as a Heat Exchanger / M. Konopacki, M. Kordas, K. Fijalkowski, R. Rakoczy // Chemical and Process Engineering. - 2015. - V.36. - P.59-72.

176. Abdolkarimi, V. CFD modeling of two immiscible fluids mixing in a commercial scale static mixer / V. AbdolkarimiI, H. Ganji // Braz. J. Chem. Eng. - 2014. - V.31. - P.949-957.

177. Dackson, K. Fully developed flow in twisted tapes: a model for motionless mixers / K. Dackson, E.B. Nauman // Chem Eng Commun. - 1987. - V.54. - P.381-395.

178. Byrde, O. Optimization of a Kenics static mixer for non-creeping flow conditions / O. Byrde, ML. Sawley // Chem Eng J. - 1999. - V.72. - P.163-169.

179. Numerical simulation of the fluid flow and mixing process in a static mixer / E. Lang, P. Drtina, F. Streiff, M. Fleischli // Int J Heat Mass Transfer. - 1995. - V.38. - P.2239-2250.

180. Bertrand, F. A numerical study of the residence time distribution in static mixing / F. Bertrand, P.A. Tanguy, F. Thibault // IchemE Symp Ser. - 1994. - V.136. - P.163.

181. NETmix, A New Type of Static Mixer: Modeling, Simulation, Macromixing, and Micromixing Characterization / P.E. Laranjeira, A.A. Martins, J.C.B. Lopes, M.M. Dias // AIChE Journal. - 2009. - V.55. - P.2226-2243.

182. Мухаметзянова, А.Г. Численное моделирование гидродинамики потока в слое

нерегулярной насадки / А.Г. Мухаметзянова, К.А. Алексеев, Ф.Ф. Галимов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2016. - №2. - С.11-14.

183. www.askon.ru.

184. Белов, И.А. Моделирование турбулентных течений / И.А. Белов, С. А. Исаев -СПб.: Балт. гос. техн. ун т, 2001. - 108 с.

185. Алексеев, К.А. Выбор модели турбулентности для моделирования гидродинамики

потока в насадочном слое / К.А. Алексеев, А.Г. Мухаметзянова // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т.18. - №17. - С.64-67.

186. Jaworski, Z. CFD simulations of the turbulent liquid - liquid flow in a Kenics static mixer / Z. Jaworski, H. Murasiewicz // Mult. Sci.and Tech. - 2009. - V.21(1-2). - P.37-50.

187. Impact of different confluent fluid streams viscosities on interconnected porous static mixer device / J. Vicentea, J-V. Daurellea, G. Brossardb, A. Blomb, A. Douteurb, Y. Delmotteb, E. Brun // Chemical Engineering Science. -2012. -V.72. -P.172-178.

188. Мухаметзянова, А.Г. Общие принципы построения системы автоматизированного проектирования статических смесителей / А.Г. Мухаметзянова, К.А. Алексеев // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2014. - №1. - С.31-32.

189. Мухаметзянова, А.Г. Разработка интеллектуальных информационных систем автоматизированного проектирования технологического оборудования методами системного анализа / А.Г. Мухаметзянова, К.А. Алексеев // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т.18. - №3. - С.247-250.

190. САПР изделий и технологических процессов в машиностроении / Р.А. Аллик, В.И. Бородянский, А.Г. Бурин и др.; Под общ. ред. Р. А. Аллика. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1986. - 319 с.

191. Попов, Э.В. Экспертные системы. Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ / Э.В. Попов. - М.: Наука, 1987. - 288 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Акт внедрения результатов диссертационной работы в производство

АКТ

научно-технической комиссии об использовании результатов диссертационной работы Алексеева К.А. при расчете и внедрении статических смесителей в производство

Для производства качественной продукции с определенным набором параметров эффективное перемешивание является одной из важнейших стадий производства и определяет успех многих технологических процессов.

Традиционно используемые аппараты большого объема с механическими перемешивающими устройствами в ряде случаев не могут обеспечить требуемой степени однородности полей концентраций перемешиваемых компонентов. Поэтому перспективным направлением развития в сфере технического обеспечения процессов перемешивания является использование в качестве основного и вспомогательного смесительного оборудования статических смесителей, позволяющих вести смешение по непрерывному циклу с высокой производительностью при малой рабочей емкости. Экономическая эффективность применения этих аппаратов обусловливается компактностью и низкой металлоемкостью, простотой конструкции, высокой надежностью, низкими капитальными и эксплуатационными затратами.

Опираясь на комплекс научно-исследовательских работ, проведенных в диссертационной работе Алексеева К.А., статические смесители были спроектированы и изготовлены для следующих организаций:

1. ООО «Энерго-оборудование» г.Самара 2014 год.

2. ООО «Нижнекаск-нефтехим» г.Нижнекамск 2014 год.

3. ОАО «ГМС Нефтемаш» г.Тюмень 2015 год.

4. ОАО «Танеко» г.Нижнекамск 2015 год.

5. ОАО «Димитровградхиммаш» г.Димитровград 2015 год.

6. ОАО «Тобольск-нефтнехим» г. Тобольск 2016 год.

Результаты диссертации Алексеева К.А. позволяют выбрать оптимальные тип и размеры насадочных элементов, соотношение геометрических размеров статических смесителей для обеспечения режима наиболее эффективного смешения в производственных условиях. Полученные аналитические формулы для вычисления характеристик потока составляют основу инженерного метода расчета этих аппаратов, надежность которого подтверждена успешной промышленной эксплуатацией аппаратов, спроектированных на основе этого расчета.

Главный инженер проектов ООО «ИВЦ «Инжехим»

Фарахов М.М.

Приложение 2. Результаты численного моделирования работы устройств подготовки потока

№ п/п

Название

Схема устройства

Параметры

Величина перепада давления

Па

Выпрямление потока

Сглаживание поля скорости

"АМСА" осевой ввод

"АМСА" радиальный ввод

Отличное

D = 100 мм L = 45 мм п = 6,5 мм S = 1 мм

1130,6

0,279

Отличное

Некоторое

Некоторое

Спираль осевой ввод

Спираль радиальный ввод

D = 100 мм L = 45 мм п = 12 витков ОД = 2,77 мм S = 1 мм

Некоторое

455,3

0,07

Некоторое

Плохое

Отсутствует

Диск с перфорацией

D = 100 мм L = 10,5 мм R = 7,5мм S = 3 мм d1 = 6 мм 8 отв. d2 = 10 мм 10 отв. d3 = 15 мм 12 отв.

30800,3

4,23

Отличное

Хорошее

1

2

3

4

5

№ п/п

Название

Схема устройства

Параметры

Величина перепада давления

Па

Выпрямление потока

Сглаживание поля скорости

Конус с перфорацией вер.1

D = 100 мм L = 100 мм f = 500

d1 = 3 мм 8 отв. d2 = 6 мм 10 отв. d3 = 10 мм 12 отв. d4 = 12,5 мм 12 отв.

3531,3

0,60

Хорошее

Хорошее

D = 100 мм L = 150 мм f = 340

d1 = 5 мм 6 отв. d2 = 7,5 мм 8 отв. d3 = 10 мм 12 отв. d4 = 12,5 мм 16 отв.

2259,3

0,47

Отличное

Хорошее

Конус с перфорацией вер.2

D = 100 мм L = 150 мм f = 340

d1 = 10 мм 4 отв. d2 = 15 мм 8 отв. d3 = 12 мм 16 отв.

430,3

0,095

Плохое

Хорошее

D = 100 мм L = 75,5 мм f = 630

d1 = 10 мм 4 отв. d2 = 15 мм 8 отв. d3 = 12 мм 16 отв.

1343,3

0,29

Среднее

Хорошее

6

7

8

9

№ п/п

Название

Схема устройства

Параметры

Величина перепада давления

Па

Выпрямление потока

Сглаживание поля скорости

10

Конус с просечками по окружности

11

D = 100 мм L = 75,5 мм f = 630 R1 = 7,5 мм И2 = 15,5 мм Ю = 23,5 мм R4 = 31,5 мм И5 = 39,5 мм R6 = 47,5 мм Н = 4 мм

2926,3

0,47

Хорошее

Отличное

Б = 100 мм L = 75,5 мм f = 630 R1 = 7,5 мм И2 = 19,5 мм Ю = 31,5 мм R4 = 41,5 мм Н1 = 8 мм Н2 = 8 мм Н3 = 6 мм Н4 = 5 мм

532,3

0,1

Среднее

Среднее

№ п/п

Название

Схема устройства

Параметры

Величина перепада давления

Па

Выпрямление потока

Сглаживание поля скорости

12

Конус в конусе

13

S = 1 мм L = 45 мм d1 = 8 мм d2 = 18 мм d3 = 28 мм d4 = 38 мм d5 = 48 мм D1 = 16 мм Б2 = 36 мм D3 = 56 мм D4 = 76 мм D5 = 85 мм

S = 1 мм L = 100 мм d1 = 5 мм d2 = 15 мм d3 = 25 мм d4 = 35 мм d5 = 45 мм D1 = 10 мм D2 = 30 мм D3 = 50 мм D4 = 70 мм D5 = 90 мм

8271

2,64

Хорошее

Хорошее

7797,3

1,73

Отличное

Отличное