Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

О равновесии и устойчивости псевдоожиженного слоя, как термодинамической системы

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-2-56-60

Полный текст:

Аннотация

Перевод дисперсного слоя в псевдоожиженное состояние позволяет интенсифицировать процесс сушки. Небольшой размер частиц приводит к увеличению поверхности их контакта с теплоносителем при сравнительно невысоком гидродинамическом сопротивлении. Перечислены другие положительные качества псевдоожижения, что весьма существенно при проведении экзотермических процессов. Поведение псевдоожиженного слоя изучалось нами в процессе сушки. Приведена кривая псевдоожижения свекловичной стружки. Взвешенное состояние материала наступало при равенстве сил гидродинамического слоя весу всех его частиц, приходящихся на единицу площади поперечного сечения рабочей камеры. Отмечена область существования псевдоожиженного слоя. В этой области движение потока было относительно равновесным (псевдоожиженным). На поверхности слоя отмечались небольшие волны с различной частотой и амплитудой колебаний, а также со спонтанными флуктуациями. Такой режим работы достигался в результате исследования конструкций опорно – газораспределительной решетки и сушильной камеры. Исследован профиль скоростей потока в рабочей камере. Установлено эффективное выравнивание скоростей с помощью плоских штампованных решеток. Результаты подтвердились спектрами потока в рабочей камере сушки. Рассмотрены колебания на свободной поверхности псевдоожиженного слоя. Записано уравнение Эйлера, которое дало возможность в результате различных преобразований получить формулу для расчета частоты колебаний псевдоожиженного слоя. Проведенные исследования позволили установить режимыпсевдоожиженния, в определенной степени минимизирующие неоднородность слоя, что имеет существенное практическое значение. Однако режимные параметры требуется корректировать в зависимости от вида высушиваемого материала и других показателей. Результаты исследования не затушевывают общие положения неравновесной термодинамики. Псевдоожиженный слой не может находиться в равновесном состоянии, поскольку очевиден перенос субстанций: энергии, массы и импульса. Корректно рассматривать псевдоожиженный слой как неустойчивый. В слое всегда существуют малые и спонтанные флуктуации. Отсутствие условий их затухания становятся условием неустойчивости процесса.

Об авторах

Ю. И. Шишацкий
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Россия

д.т.н., профессор, кафедра физики, теплотехники и теплоэнергетики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



С. А. Толстов
Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина

к.т.н., доцент, кафедра авиационных двигателей, ул. Старых Большевиков, 54 «А», г. Воронеж, 394064, Россия



А. А. Дерканосова
Воронежский государственный университет инженерных технологий

к.т.н., доцент, кафедра сервиса и ресторанного бизнеса, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



А. А. Рындин
Московский государственный университет пищевых производств

к.т.н., доцент, кафедра технологии бродильных производств и виноделия, Волоколамское шоссе 11, г. Москва, 125080, Россия



Список литературы

1. Базаров И.П. Термодинамика. СПб.: «Лань», 2010. 384 с.

2. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). Химиздат, 2017. 544 с.

3. Иванчина Э.Д., Белинская Н.С., Ивашкина Е.Н., Чернякова Е.С. Системный анализ процессов и аппаратов химической технологии. 2019.

4. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М. Массообменные процессы химической технологии. 2017.

5. Шишацкий Ю.И., Никель С.А. Научное обеспечение процессов сушки и набухания осветленного свекловичного жома в технологии пектина и пищевых волокон. Воронеж, 2015. 175 с.

6. Hyeon C., Hwang W. Physical insight into the thermodynamic uncertainty relation using Brownian motion in tilted periodic potentials // Physical Review E. 2017. V. 96. № 1. P. 012156. doi: 10.1103/PhysRevE.96.012156

7. Solon A.P., Stenhammar J., Cates M.E., Kafri Y. et al. Generalized thermodynamics of motility-induced phase separation: phase equilibria, Laplace pressure, and change of ensembles // New Journal of Physics. 2018. V. 20. № 7. P. 075001.

8. Hansen F.A., Pedersen-Bjergaard S. Emerging extraction strategies in analytical chemistry // Analytical chemistry. 2019. V. 92. № 1. P. 2-15. doi: 10.1021/acs.analchem.9b04677

9. Zhang Q.W., Lin L.G., Ye W.C. Techniques for extraction and isolation of natural products: A comprehensive review // Chinese medicine. 2018. V. 13. № 1. P. 1-26. doi: 10.1186/s13020-018-0177-x

10. Saini R.K., Keum Y.S. Carotenoid extraction methods: A review of recent developments // Food chemistry. 2018. V. 240. P. 90-103. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.07.099

11. Armenta S. et al. Green extraction techniques in green analytical chemistry // TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2019. V. 116. P. 248-253. doi: 10.1016/j.trac.2019.03.016

12. Bleakley S., Hayes M. Algal proteins: extraction, application, and challenges concerning production // Foods. 2017. V. 6. № 5. P. 33. doi: 10.3390/foods6050033

13. Anjomshoae S.T., Rahim M.S.B.M. Feature extraction of overlapping hevea leaves: A comparative study // Information processing in agriculture. 2018. V. 5. № 2. P. 234-245. doi: 10.1016/j.inpa.2018.02.001

14. Veneziani G. et al. Extra-virgin olive oil extracted using pulsed electric field technology: Cultivar impact on oil yield and quality // Frontiers in nutrition. 2019. V. 6. P. 134. doi: 10.3389/fnut.2019.00134

15. Deflaoui L., Setyaningsih W., Palma M., Mekhoukhe A. et al. Phenolic compounds in olive oil by solid phase extraction–Ultra performance liquid chromatography–Photodiode array detection for varietal characterization // Arabian Journal of Chemistry. 2021. V. 14. № 4. P. 103102. doi: 10.1016/j.arabjc.2021.103102

16. Hewavitharana G.G. Perera D.N., Navaratne S.B., Wickramasinghe I. Extraction methods of fat from food samples and preparation of fatty acid methyl esters for gas chromatography: A review // Arabian J. Chem. 2020. V. 13. № 8. P. 6865-6875. doi: 10.1016/j.arabjc.2020.06.039

17. Чащин В.П., Гудков А.Б., Попова О.Н., Одланд Ю.О. и др. Характеристика основных факторов риска нарушений здоровья населения, проживающего на территориях активного природопользования в Арктике // Экология человека. 2014. №. 1. С. 3–12.

18. Раскина Т.А., Пирогова О.А., Зобнина О.В., Пинтова Г.А. Показатели системы остеокластогенеза у мужчин с различными клиническими вариантами анкилозирующего спондилита // Современная ревматология. 2015. Т. 9. №. 2. С. 23–27. doi: 10.14412/1996-7012-2015-2-23-27

19. Кондратьев В. Глобальная фармацевтическая промышленность. URL: http://perspektivy.info/rus/ekob/ globalnaja_farmacevticheskaja_promyshlennost_2011-07-18.html

20. ГОСТ 8.586.5–2005. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Методика выполнения измерений. М.: Стандартинформ, 2007.


Для цитирования:


Шишацкий Ю.И., Толстов С.А., Дерканосова А.А., Рындин А.А. О равновесии и устойчивости псевдоожиженного слоя, как термодинамической системы. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(2):56-60. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-2-56-60

For citation:


Shishatskii Y.I., Tolstov S.A., Derkanosova A.A., Ryndin A.A. On the equilibrium and stability of a fluidized bed as a thermodynamic system. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(2):56-60. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-2-56-60

Просмотров: 59


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)