Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями на обрабатываемые вещества. Промтов М.А. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

энергетическом воздействии и для их описания необходимо базироваться на принципах нелинейной
теории термодинамики необратимых процессов [44].
Энергетические воздействия предполагают не только парные комбинации, а также тройные и более.
Прогнозируемыми являются аддитивные эффекты. Для синергетических и антагонистических эффек-
тов, в силу их нелинейности, анализ и прогнозирование результатов воздействий является принципи-
ально сложным, количество вариантов сочетаний синергетических и антагонистических эффектов вели-
ко.
Следующий принцип, на котором базируется методика интенсификации ХТП при импульсных
энергетических воздействиях – это принцип концентрационной избирательности, который предпо-
лагает, что для интенсификации ХТП необходима концентрация энергетического воздействия на
обрабатываемую среду в нужном месте и в нужное время. Так, например, для интенсификации про-
цесса диспергирования необходимо приложение нагрузки (воздействия) в месте дислокации, дефек-
те структуры в момент, когда произошло достаточное накопление дефектов структуры частицы.
Наименьшие энергетические затраты при реализации энергетического воздействия будут при
пульсационной (импульсной) форме реализации (принцип дискретности) [12, 13, 18, 45]. Многие
воздействия реализуются только в пульсационной форме. Практически все физико-химические про-
цессы, которые традиционно считаются стационарными, при более детальном изучении имеют
пульсационную составляющую на низком или высоком иерархическом системном уровне. Такие
процессы как диспергирование и эмульгирование осуществляются в результате единичных актов
воздействия на частицы. Процессы растворения, экстракции, кристаллизации и многие другие
реализуются за счет дискретного подвода или отвода определенной порции жидкости к поверхности
фазового раздела. Чем чаще и быстрее будет происходить контакт новых фазовых поверхностей, тем
интенсивнее будет идти процесс.
Таким образом, основными принципами, на которых базируется методика интенсификации
ХТП при импульсных энергетических воздействиях, являются:
1) принцип синергетичности;
2) принцип концентрационной избирательности;
3) принцип дискретности.
1.3.2 Основные положения методики интенсификации ХТП
Интенсификация ХТП при энергетических воздействиях возможна за счет:
1) комбинирования и подбора нужного сочетания воздействий (основных, дополнительных и вто-
ричных);
2) оптимизации и управления параметрами энергетических воздействий.
Суммируя все вышесказанное и учитывая поливариантность энергетических воздействий на ХТП,
составим алгоритм интенсификации ХТП при энергетических воздействиях (рис. 1.3).
Первым этапом при интенсификации ХТП должен быть системный анализ физической сущности
процесса, детальное изучение его механизма, построение физической модели процесса на каждом ие-
рархическом уровне и составление уравнений, описывающих эти процессы.
Основываясь на данных системного анализа ХТП, необходимо выявить лимитирующую стадию
процесса и определить факторы, способствующие изменению скорости физико-химического процесса
на этой стадии. Так, например, если при растворении твердых частиц лимитирующей стадией является
процесс переноса вещества из твердой фазы в жидкую фазу, то необходимо интенсифицировать этот
процесс ускорением механизма конвективной диффузии, что возможно за счет пульсаций скорости по-
тока жидкости около поверхности частицы. Это может быть достигнуто, например, увеличением турбу-
лентности потока жидкости, инициирования кавитации.
После определения основного механизма изменения скорости физико-химического процесса осуще-
ствляется подбор физико-химических эффектов, запускающих этот механизм в действие. Необходи-
мо рассмотреть весь спектр физико-химических эффектов для того, чтобы выявить, какой из факто-
ров воздействия будет оптимальным для инициирования определенного эффекта.

Страницы