Степанова О. Є. Інтенсифікація теплообмінних процесів при термоконтактному нагріванні та плавленні вуглеводневих сумішей

Дисертаційна робота присвячена проблемам інтенсифікації теплообмінних процесів нагрівання та плавлення вуглеводневих сумішей при використанні термоконтактного методу плавлення для усунення недоліків існуючих методів і створення вітчизняного інноваційного обладнання. З метою інтенсифікації процесів нагрівання та плавлення розроблено спосіб плавлення вуглеводневих сумішей за рахунок контактного та конвективного переносу тепла із примусовим видаленням розплаву. На розробленому та виготовленому стенді досліджено вплив теплофізичних параметрів (температура нагрівача, тиск на поверхню речовини, початкова температура вуглеводневої суміші) на швидкість перебігу процесів нагрівання і плавлення для визначення оптимальних параметрів. Досліджено термостійкість модельних середовищ (вазеліну та парафіну), що дали можливість визначити температуру початку термічного розкладання: для вазеліну – 152,5 оС, для парафіну – 172,7 оС, після якої починаються процеси, зв’язані з деструкцією матеріалу. Проведені дослідження теплоємності та теплоти плавлення методом диференціальної скандувальної калориметрії (ДСК) дозволили отримати залежність питомої теплоємності від температури та ДСК-криві плавлення вазеліну і парафіну, по яким була визначена питома теплота плавлення для вазеліну та парафіну. Для оптимізації та розрахунків параметрів процесів нагрівання та плавлення розроблена математична модель процесів нагрівання та плавлення з примусовим видаленням розплаву, що дає можливість провести розрахунки для різноманітних вуглеводневих сумішей. На основі проведених досліджень розроблена та виготовлена установка для нагрівання та плавлення в’язких і низькотеплопровідних субстанцій “Термобат-М”. При застосуванні термоконтактного методу нагріву за допомогою заглибного нагрівача можливо отримати необхідну кількість продукту, що плавиться, скоротити час отримання розплаву і зменшити енерговитрати. Проведені випробування на промисловому зразку і заводські випробування на території ТОВ “Тернофарм” показали високу ефективність роботи установки, тому що вдалося розплавити 200 кг вазеліну за 2,5…3 години. По результатам заводських випробувань установка “Термобат-М” передана в експлуатацію на ТОВ “Тернофарм” в м. Тернопіль.