Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы моделирования и расчета совмещенных процессов 16
1.1. Математические модели тепло- и массообменных процессов в гетерогенных средах, совмещенных с измельчением частиц дисперсной фазы 16
1.2. Методы решения задач тепло- и массопереноса для областей с подвижными границами 21
1.3. Модели процесса диспергирования и активации .24
1.4. Физические представления о механизмах интенсификации тепло- массообменных процессов в комбинированных аппаратах 28
Выводы и постановка задач исследования 30
Глава 2. Теоретический анализ тепломассопереноса в процессах термообработки гетерогенных систем при различных способах подвода энергии 32
2.1. Теплопроводность шара и пластины при граничных условиях третьего рода и с учетом внутренних источников теплоты различной физической природы 32
2.1.1. Общие положения 32
2.1.2. Теплопроводность шара при граничном условии третьего рода и внутренних источниках теплоты, порожденных импульсным нагружением 32
2.1.2.1. Случай неравномерного начального распределения температуры в частице 32
2.1.2.2. Случай переменной температуры среды 36
2.1.3. Теплопроводность шара при граничном условии третьего рода и внутренних источниках теплоты, порожденных потоком лучистой энергии 39
2.1.3.1. Случай неравномерного начального распределения температуры в частице 39
2.1.3.2. Случай переменной температуры среды
2.1.4. Теплопроводность шара при граничных условиях третьего рода и внутренних источниках теплоты, порожденных ударным нагружением и потоком лучистой энергии 45
2.1.5. Теплопроводность неограниченной пластины при граничных условиях третьего рода и внутренних источниках теплоты, порожденных потоком лучистой энергии 51
2.1.6. Качественный анализ оптимального управления процессом нагрева сферической частицы в потоке газа переменной температуры 53
2.2. Сопряженная задача теплопроводности для шара с внутренними источниками теплоты и движуш;ейся границей (задача Стефана) при моделировании термического разложения твердой частицы 58
2.2.1. Общие положения 58
2.2.2. Физическая модель 58
2.2.3. Математическая модель 58
2.2.4. Численная реализация полученного решения, его анализ и выводы 61
2.3. Задача теплопроводности для шара с внутренними источниками теплоты и движущейся границей (задача Стефана) при моделировании процесса сублимации частицы в потоке газа переменной температуры 65
2.3.1. Общие положения 65
2.3.2. Физическая модель 65
2.3.3. Математическая модель 66
2.3.4. Анализ решения, компьютерная реализация модели, выводы.80
2.4. Сопряженная задача теплопроводности для бесконечной пластины с движущейся границей испарения в ней (задача Стефана) 83
2.4.1. Общие положения 83
2.4.2. Физическая модель 83
2.4.3. Математическая модель 84
2.4.4. Анализ решения, компьютерная реализация модели, выводы.89
2.5. Моделирование процесса измельчения твердых частиц в роторно-импульсных измельчителях с помощью марковских дискретных моделей 91
Выводы к главе 2 98
Глава 3. Совмещенные процессы термообработки гетерогенных систем при различных способах подвода энергии 100
3.1. Шженерный метод расчета и аппаратурное оформление топохимической реакции, совмещенной с измельчением и механо активацией твердой дисперсной фазы 100
3.1.1. Физические представления о процессе обжига, интенсифицированного измельчением и механоактивацией твердой фазы на примере термической диссоциации карбонатов 100
3.1.2. Обобщенное математическое описание совмещенного процесса обжига - измельчения - механоактивации 104
3.1.3. Моделирование гидродинамической обстановки в аппарате комбинированного действия 109
3.1.4. Экспериментальное исследование процесса обжига в аппарате интенсивного действия 128
3.1.5. Проверка адекватности математической модели совмещенного процесса термического обжига твердой дисперсной фазы 147
3.1.6. Выводы по экспериментальной части 148
3.1.7. Инженерный метод расчета реактора интенсивного действия 149
3.1.8. Аппаратурное оформление комбинированного процесса. Применение комбинированных аппаратов в различных технологических схемах 154
Выводы к разделу 3.1 160
3.2. Инженерный метод расчета и аппаратурное оформление процесса сублимации органических веществ, совмещенного с измельчением и механоактивацией твердой фазы 161
3.2.1. Система физико-механических эффектов и явлений, протекающих в процессе сублимации дисперсных материалов, интенсифицированном измельчением и активацией 161
3.2.2. Обобщенное математическое описание совмещенного процесса измельчения - активации - сублимации в роторно-импульсном сублиматоре 166
3.2.3. Описание экспериментальной установки для исследования сублимации органических веществ 168
3.2.4. Экспериментальное исследование совмещенного процесса измельчения - активации - сублимации дисперсного материала в сублиматоре роторно-импульсного типа 171
3.2.5. Проверка адекватности математической модели совмещенного процесса измельчения - активации - сублимации 185
3.2.6. Инженерный метод расчета сублиматора на базе роторно-импульсного измельчителя 193
3.2.7. Разработка химико-технологической системы парофазного крашения текстильных материалов 201
Выводы к разделу 3.2 208
3.3. Инженерный метод расчета и аппаратурное оформление процесса удаления органического растворителя из основы синтетической кожи в токе водяного пара 209
3.3.1, Общие положения 209
3.3.2. Обобщенное математическое описание процесса сушки синтетической кожи от органического растворителя пере гретым водяным паром 210
3.3.2.1. Физическая модель испарения растворителя из синтетической кожи 210
3.3.2.2. Математическое моделирование процесса сушки пластины от органического растворителя перегретым водяным паром 211
3.3.2.3. Определение коэффициентов тепло- и массоотдачи при сушке синтетической кожи перегретым водяным паром 221
3.3.3. Описание экспериментальной установки для исследования кинетики удаления экстрагента 222
3.3.4. Проверка адекватности предложенной математической модели 231
3.3.5. Инженерный метод расчета непрерывного варианта процесса удаления органического растворителя из основы синтетической кожи и его аппаратурное оформление 235 Выводы к разделу 3.3 244
3.4. Метод расчета и аппаратурное оформление процесса теплообмена в солнечном коллекторе 246
3.4.1. Общие положения 246
3.4.2. Физическая и математическая модели транспорта теплоты в солнечном коллекторе 247
3.4.3. Описание экспериментальной установки солнечного коллектора с гравитационным течением теплоносителя 253
3.4.4. Проверка адекватности математической модели тепло-переноса 253
Выводы к разделу 3.4 254
Основные результаты и выводы 257
Литература 259
Условные обозначения 272
Приложения 273
