Исследования. Конструирование. Расчеты. Опыт эксплуатации процессы и оборудование

№ 1–2016

Приведен метод расчета распределения температуры в реакционных устройствах, использующих в качестве источника энергии, необходимой для проведения реакций, электромагнитное излучение сверхвысокочастотного диапазона. Показано, что при проведении каталитических реакций электромагнитное излучение, поглощаемое веществом катализатора, создает в нем объемные источники тепла, энергия которых за счет процессов теплообмена передается реакционной смеси в газовой фазе. Определены технологические режимы работы электродинамических реакторов, при которых создается однородное поле температуры, необходимой для проведения химических превращений. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных для каталитической реакции дегидрирования бутенов, показано, что предложенная математическая модель адекватно описывает реально происходящие процессы.

The paper presents a method of calculating the distribution of temperature in the reaction device, used as a source of energy necessary for carrying out the reactions, the electromagnetic radiation is microwave range. It is shown that during the catalytic reactions electromagnetic radiation absorbing substance catalyst. It creates a volume heat source whose energy through heat transfer processes in the reaction mixture is transferred to the gas phase. Identified technological modes of electrodynamic reactors, which creates a uniform temperature field required for the chemical reactions. The comparison of calculated and experimental data for the catalytic dehydrogenation reaction of butenes, it is shown that the proposed mathematical model adequately describes the actual processes taking place.

This topic contains an analysis of requirements for quality of basic nitrogen-containing fertilizers as contained in the national, local and international regulatory documents. An industrial plant for producing ammonium nitrate granules of higher quality and calcium ammonium nitrate (CAN) with a capacity up to 80 tons/year with the application of pelletization has been developed. Possibility to reach necessary quality parameters of  the granules without stopping the active units by means of the proposed reconstruction is shown.

Рассмотрен вопрос оперативного отображения скоростного и плотностного профилей линии на основе математического моделирования движения частиц в разгонном участке пневмотранспорта катализатора. Разработан алгоритм расчета распределений указанных параметров по продольной координате реакторов-подъемников для улучшения эргономической эффективности эксплуатации реакционно-регенерационных установок, применяющихся в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Исследована эффективность применения полимерных композиционных материалов с экологически чистыми наполнителями для изготовления насадок, используемых в массообменных колонных аппаратах. Установлено влияние концентрации наполнителя на коэффициенты массо- и теплопередачи при контакте воды и воздуха в колонном аппарате.

Даны описание установки и экспериментальные результаты конверсии легких углеводородов методом адиабатического сжатия в циклическом процессе. Новые конструкционные решения и использование керамического покрытия, полученного применением технологии микродугового оксидирования, для компрессионного узла химического реактора сжатия (пары поршень – цилиндр) позволили отказаться от использования компрессионных колец и смазки, достичь высокой степени сжатия и получить давление и температуру в реакторной зоне, необходимые для окислительной конверсии.

The paper presents the description of the installation and experimental results of conversion of light hydrocarbons by adiabatic compression in a cyclic process. New structural solutions and the use of ceramic coatings obtained by applying the technology to micro-arc oxidation compression unit of a chemical reactor compression (pair piston – cylinder assembly) - allowed to abandon the use of compression rings and lubricant to achieve a high compression ratio and to obtain the pressure and the temperature in the reaction zone required for oxidative conversion.

Разработана математическая модель системы автоматизации и управления штангового скважинного насоса с приводом станком-качалкой, позволяющая произвести анализ устойчивости работы системы автоматизации, а следовательно, согласованности работы системы автоматизации с технологической установкой и режимами ее эксплуатации.

Mathematical model of the automation and control system of unit of beam pumping unit drive with sucker rod pump is developed. The model allows analyzing the stability of the automation system and, consequently, the consistency of the automation system with technological unit and modes of its operation.

Исследовано влияние температурных перепадов на стойкость силикатного покрытия трубы. Приведены формулы для расчета термостойкости покрытия.

Considered is the influence of the temperature gradient on strength of the silicate coating of a pipe. Formulas for calculation of the heat resistance of the coating are given.

Представлены уравнения для определения основных параметров многокамерного торцевого сальникового уплотнения: числа камер, силы предварительного нагружения крепежных элементов. Это обеспечивает равномерное распределение по длине уплотнения нагрузки на набивку при минимальном (исходя из герметичности соединения) ее значении, что обеспечивает снижение потерь мощности на трение в уплотнении.

The article presents the equations to determine the main parameters of the multi-chamber axial face gland seal number of cameras, power pre-loading fasteners. This ensures an even distribution along the length of the seal load on the gasket with a minimum (based on the tightness of the connection) its value, which reduces the power loss by friction in the seal.

Рассмотрены вопросы расчета радиальных сил в канале щелевого уплотнения ротора для условий вращающегося и не вращающегося вала при несимметричном в окружном направлении падении давления на входе в щелевой канал. Предложен метод оценки величины радиальной силы в щелевом уплотнении, пригодный для практических расчетов.

Questions of calculation of radial forces in the channel of slot-hole consolidation of a rotor for conditions of the rotating and not rotating shaft at asymmetrical pressure drop in the district direction on an entrance to the slot-hole channel are considered. The method of an assessment of size of radial force in slot-hole consolidation suitable for practical calculations is offered.

 Keywords: the slot-hole channel of consolidation of a shaft, pressure difference on consolidation, leakage of the medium, potential speed of a current of the medium, account speed of a current of the medium, an account constant of slot-hole consolidation, a district overflowing of the medium

Представлены основные виды насадок, используемых в биофильтрах для очистки газовоздушных выбросов, предложена их классификация, а также новые конструкции насадок. Предложен способ универсального сравнения насадок по их геометрическим характеристикам. Экспериментально выявлено изменение основных геометрических характеристик насадок (удельной поверхности, порозности, эквивалентного диаметра) для биофильтрации с течением времени в связи с ростом биопленки. Введен новый параметр – модернизированный эквивалентный диаметр, учитывающий изменение сечения каналов в слое насадки в связи с ростом биопленки. Предложены уравнения на основе экспериментальных данных для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления новых насадок.

In the work there are many main packing which used in the biofilters for air-gas purification are presented, their classification and also new packings are offered. The way of universal comparison of packing according to their geometrical characteristics is offered. Change the main geometrical characteristics of packing (a specific surface, porosity, equivalent diameter) for a biofiltration in connection with growth of a biofilm is experimentally revealed eventually. New parameter – the modernized equivalent diameter considering change of channels in a packing layer in connection with growth of a biofilm is entered. The equations on the basis of experimental data for calculation coefficient of total drag of new packing are offered.

Рассмотрены факторы, оказывающие влияние на корректную оценку срока службы резервуаров: влияние вида двухосного напряженного состояния на характеристики циклической трещиностойкости материала резервуара и зависимость напряженно-деформированного состояния в вершине дефекта, характеризующегося коэффициентом интенсивности напряжений, от условий эксплуатации, размеров дефекта и геометрических особенностей конструкции. На основе выполненных численных и экспериментальных экспериментов предложен универсальный алгоритм расчета числа циклов до разрушения стенки резервуара с поверхностным трещиноподобным дефектом.

Factors influencing the correct estimation of the residual life of oil storage are considered. There are such factors as influence of biaxial loading on the characteristics of cyclic crack resistance of the tank material; the dependence of the stress-strain state near the defect, the operating conditions, the size of the defect and the geometric features of the construction. On the base of numerical and experimental researches is suggested universal algorithm for calculating the number of cycles to failure tank wall with a surface crack-like defect.

Приведены технологические аспекты изготовления спеченного вольфрамокобальтового твердого сплава ВК8 на основе карбидов вольфрама, полученных механохимическим синтезом. Показано, что физико-механические и эксплуатационные свойства экспериментального сплава ВК8 значительно превышают свойства коммерческого твердого сплава, что открывает перспективы его применения при изготовлении режущих, буровых, а также штамповых инструментов, работающих в динамических условиях.

The technological aspects of producing a sintered tungsten carbide VK8 based on tungsten carbides obtained by mechanochemical synthesis. It is shown that the physical and mechanical properties and performance of the experimental alloy VK8 significantly exceed the properties of commercial hard alloy that offers the prospect of its application in the manufacture of cutting, drilling tool, punching tools and working under dynamic conditions.

Рассмотрены вопросы оптимизации и интенсификации традиционной технологии получения углефторопластового композита для узлов трения поршневого компрессора. Разработана технология процесса получения композита и приемов технологии производства на каждом из его этапов, позволяющая создавать высокоэффективные и экономически обоснованные по затратам композиты для узлов поршневых компрессоров, работающих в условиях «сухого трения».

The paper studies the features of optimization and intensification of the traditional technology of production carbonplastic composite for friction nodes of piston compressor. Technology for the process of production a composite and methods of production technology to each of its stages allowing to create highly efficient and economically reasonable composites for nodes of piston compressors operating under conditions of «dry friction» was developed.

Проанализированы эффективные методы диспергирования углеродных нанотрубок в органических растворителях и в жидких полимерных средах, а также взаимосвязь этих методов с улучшением эксплуатационных характеристик наномодифицированных полимерных композиционных материалов. Показано, что необходимыми условиями для создания таких материалов являются малый размер и максимально однородное распределение частиц углеродного нанонаполнителя в жидкой полимерной матрице. Склонность углеродного нанонаполнителя к агрегации затрудняет получение устойчивых дисперсий в воде и в органических средах, поэтому ведется интенсивный поиск эффективных методов облегчения дезагрегации, в том числе с использованием низкочастотной ультразвуковой обработки.

Effective methods of dispersing carbon nanotubes in organic solvents and in liquid polymeric medium was analyzed, and the relationship of these methods to improvement of performance of nanomodified polymer composites was studied. It is shown that the necessary conditions for the creation of such materials is the small size and the most uniform distribution of particles of carbon nanofiller in a liquid polymer matrix. The tendency of the carbon nanofiller to aggregation prevents the preparation of stable dispersions in water and in organic solvents, therefore an intensive search for effective methods leading to facilitate deaggregation is conducted, including using a low-frequency ultrasonic treatment.

№ 2–2016