Введение
ГЛАВА 1 Современное состояние проблемы и постановка задачи 10
1.1 Современные индустриальные экстракторы: область применения, схемы функционирования, характеристика 10
1.1.1 Назначение и принцип работы экстракторов 10
1.1.2 Схемы современных промышленных экстракторов 12
1.1.3 Описание экстрактора «Crown Model» 15
1.2 Компоненты экстракционного процесса и их свойства 16
1.2.1 Жидкие компоненты, участвующие в экстракции 16
1.2.2. Характеристики сырья 18
1.3 Типы взаимных течений с пористыми средами, их свойства и моделирование 21
1.3.1 Общая характеристика течений в пористых средах и их математических описаний 21
1.3.2 Течение через неподвижный слой и параллельные течения 23
1.3.3 Крестообразные (пересекающиеся) течения 24
1.3.4 Противоточные течения 28
1.3.5 Противоточные пересекающиеся течения 32
1.4 Математические модели отдельных процессов в экстракторе 33
1.4.1 Факторы, влияющие на эффективность экстракционных процессов 33
1.4.2 Скорость протекания жидкости по сырью 34
1.4.3 Дисперсия и диффузия в жидкостях 35
1.4.4 Массоперенос в жидкостях 38
1.4.5 Равновесие и кинетика экстракции 40
1.5 Комплексные модели процессов массообмена в экстракторе 44
1.5.1 Метод идеальных стадий 44
1.5.2 Модель массообмена с фиксированным (неподвижным) слоем 46
1.5.3 Моделирование циклического процесса экстракции кофе 49
1.5.4 Математическое моделирование массообмена в многоступенчатом горизонтальном экстракторе «De-Smet» 51
1.6. Постановка задачи 52
ГЛАВА 2 Разработка математической модели процессов в экстракторе 54
2.1. Описание процессов и физическая схематизация 54
2.1.1 Описание процессов 54
2.1.2 Физическая схема 58
2.2. Вывод уравнений математической модели для горизонтальных участков 63
2. 2. 1 Формирование системы координат 63
2.2.2 Уравнение сохранения вещества для фазы «bulk» 65
2.2.3 Уравнение сохранения вещества для фазы 67
2.2.4 Уравнение сохранения вещества для в пористой фазы 68
2.3 Вывод уравнений для соединительного участка 69
2.3.1 Уравнение сохранения вещества для фазы «bulk» 70
2.3.2 Уравнение сохранения вещества для пористой фазы 72
2.3.3 Уравнение сохранения вещества для твердой фазы
2.4 Вывод уравнений сохранения вещества для поддонов 74
2.5 Расчет расходов мисцеллы, потерь масла, рециркуляционных потоков
2.5.1 Соотношения для потоков мисцеллы 77
2.5.2 Формулы для расчета потерь масла 79
2.5.3 Соотношения для рециркуляционных потоков 80
2.6 Определение параметров массопереноса, граничных и начальных условий...82
2.6.1 Определение параметров массопереноса 82
2.6.2 Граничные и начальные условия 83
ГЛАВА 3 Алгоритм расчета, экспериментальные исследования и идентификация модели 87
3.1 Алгоритм расчета 87
3.2 Экспериментальное исследование свойств компонентов экстракционного процесса 89
3.3 Экспериментальное обследование действующего промышленного экстрактора 97
3.4 Анализ экспериментальных данных, оценка характеристик и идентификация математической модели 100
ГЛАВА 4 Численные исследования характеристик экстрактора 104
4.1 Описание стационарного режима работы экстрактора 104
4.2 Влияние расхода сырья и его маслосодержания на характеристики экстрактора 108
4.3 Влияние параметров cw, kn на характеристики экстрактора 111
4.4 Влияние числа секций на характеристики экстрактора 117
Заключение 120
Литература
