Ідентифікація параметрів комірчастої моделі із зворотними потоками в віброекстракторах

Abstract

Ефективна робота віброекстракційної апаратури передбачає оптимізацїю співвідношення між мікро-і макромасштабними параметрами дії турбулентних пульсуючих струменів, що можливо здійснити лише при більш глибокому аналізі їх природи на стадії генерування віброперемішувальними пристроями і розповсюдження в робочому об’ємі апарата. Разом з тим, відомі методи розрахунку гідродинамічних, теплових і масообміних характеристик традиційних екстракторів є непридатними у практичному використанні для віброекстракторів. В представлених матеріалах зосереджено увагу на математичному описі моделі структури потоків на основі реальної комірчастої моделі із зворотними потоками за результатами випробувань пілотного віброекстрактора безперервної дії колонного типу. Показано, що в реальних умовах ідеалізовані моделі структури потоків в апаратах з інтенсивним гідродинамічним режимом руху фаз не забезпечують належну точність опису гідродинамічної структури потоків за причиною наявності в робочому об’ємі апарата додаткових гідродинамічних ефектів внаслідок створення віброперемішувальними пристроями нерівномірного профілю швидкостей окремих потоків в поперечному перерізі апарата - поздовжнім перемішуванням. Для встановлення, обґрунтованого в заданих технологічних межах зв’язку між конструктивними та технологічними параметрами процесу, застосовувалась аналітична теорія структури потоку. Представлені аналітичні дослідження структури гідродинамічних робочих потоків в умовах твердофазового безперервного віброекстрагування з урахуванням щільності зовнішніх джерел накопичення цільового компонента на основі комірчастої моделі із зворотними потоками. Для спрощеного введення початкових параметрів та для наочного зображення результатів розрахунків було створено віртуальний тренажер. Аналітичні результати можуть бути використані на стадії проектування, конструювання віброекстракційної апаратури та при розв’язанні оптимізаційних задач. Створена за відповідним алгоритмом програма розрахунків реалізована за допомогою пакета MatLAB і дозволяє визначити розподіл концентрацій екстрактивної речовини за проточними і застійними зонами окремо по кожній фазі в часі, а також у кожній комірці робочої зони віброекстрактора безперервної дії.