Гайдай С.С. Гідродинаміка у грануляторах із псевдозрідженим шаром при одержанні органо-мінеральних добрив. – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, Київ, 2018.
Дисертаційна робота спрямована на вирішення важливої науково-технічної задачі – підвищення ефективності процесу одержання інноваційних гранульованих органо-мінеральних добрив необхідних для впровадження принципів раціонального землекористування шляхом застосування неоднорідного псевдозрідження в автоколивальному режимі.
Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено, що застосування неоднорідного струменево-пульсаційного псевдозрідження у автоколивальному режимі при зневодненні та грануляції складних рідких гетерогенних систем суттєво підвищує інтенсивність дифузійно-контрольованих процесів при збереженні стійкої кінетики процесу. Встановлено закономірності переходу барботажного гідродинамічного режиму псевдозрідження до неоднорідного автоколивального та раціональні межі його існування.
Запропоновані критерії оцінки якості гідродинаміки в автоколивальному режимі струменево-пульсаційного псевдозрідження у вигляді функції втрат якості гідродинаміки та індексу динамічної якості гідродинаміки, що дозволяє визначити технологічні параметри, при яких мінімізується ризик утворення застійних зон на робочих поверхнях ГРП, що підвищує стійкість процесів грануляції із застосуванням теплоносія з температурою більше 300 оС.
Визначено умови існування автоколивального режиму струменево-пульсаційного псевдозрідження, які забезпечують індекс динамічної якості гідродинаміки ія ≥ 0,85 для частинок матеріалу в діапазоні значень еквівалентного діаметра 1,5 ≤ de ≤ 4,0 мм. Встановлено функціональну залежність цього параметра від гідродинамічного режиму руху теплоносія в щілинах ГРП, числа псевдозрідження та дисперсного складу шару зернистого матеріалу. Узагальнення експериментальних даних проведено у вигляді функціональних залежностей частоти пульсацій шару зернистого матеріалу та індексу перемішування від числа псевдозрідження і дисперсного складу шару із 1,5 ≤ de ≤ 4,0 мм при застосуванні струменево-пульсяційного псевдозрідження у автоколивальному режимі із відношенням висоти пробою факела zф до висоти нерухомого шару Н0 – zф/Н0 < 0,5.
Перевірка достовірності фізичної та математичної моделей проводилась на пілотній установці при дослідженні кінетики процесу гранулювання органо-мінеральних добрив на основі сульфату амонію, соняшникової золи та гумінових домішок. Результати досліджень показали, що застосування неоднорідного псевдозрідження у автоколивальному режимі дозволяє, щонайменше, у 1,5 рази підвищити питоме навантаження поверхні шару за вологою, порівняно із барботажним режимом при коефіцієнтах грануляції ψ ≥ 90 %. Одержаний гранульований продукт має сферо-подібну форму із пошаровою структурою з еквівалентним діаметром 2,5 мм та міцністю 16 Н на гранулу, що в 1,6 рази перевищує діючий норматив. При цьому загальна висота шару пульсаційно збільшувалась у 1,7...2,0 рази, відносно висоти нерухомого шару Н0 із відповідним пропорційним збільшенням потенційної енергії. При цьому досягнуто коефіцієнт переміщення шару в одному циклі – 70 % та індекс динамічної якості гідродинаміки ія≥0,85. Достовірність розробленого методу оцінки якості гідродинамічного режиму псевдозрідження підтверджено відсутністю застійних зон матеріалу на робочих поверхнях ГРП при застосуванні в реальних процесах грануляції теплоносія із температурою до 300 оС.
Ключові слова: органо-мінеральні добрива, грануляція, неоднорідне псевдозрідження, автоколивальний режим, рідка гетерогенна система.
