В Перми нашли способ управлять твердыми осадками в технологических аппаратах
В химической и горнорудной промышленности используют аппараты погружного горения. Их применяют на производстве калийных удобрений для выпаривания загрязненных жидкостей или концентрированных растворов солей. Во время процесса образуется осадок в виде мелкодисперсных частиц, неуправляемое движение которых приводит к частым засорениям аппарата и длительным простоям оборудования для его очистки. Ученые Пермского Политеха изучили то, как появляется и перемещается осадок в установках. Это позволит организовать его движение, снизить риск замедления или прекращения производства.
Статья опубликована в журнале «Вестник томского государственного университета». Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Аппараты погружного горения представляют собой устройства для прямого нагрева жидкости.
Процесс происходит при ее непосредственном контакте со струей горячих газов, которая разбивается на пузырьки. Нагретая субстанция переливается через порог, попадает в приемную емкость и смешивается с новыми поступающими порциями жидкости, а затем с помощью насоса подается в выпаривающий отсек. Так на дне оседают твердые частицы, забивающие аппарат и мешающие его эксплуатации.
Например, при выпаривании рассола с получением технической соли проблема стоит особенно остро – один кубический метр вещества дает 300 килограммов осадка. Если не предотвратить оседание соли на дне установки, ее работу придется прерывать ежесуточно на несколько часов, что неприемлемо для предприятий химической промышленности.
Для контроля засорения установки мелкодисперсными элементами необходимо выявить закономерность их движения. Для этого ученые Пермского Политеха проанализировали модельный случай теплового режима работы аппарата без последующего перехода жидкой фазы в пар.
«Мы провели полноценное трехмерное численное моделирование осаждения частиц и выплескивание пузырьковой фазы, построив траектории их движения. Выявили, что твердые включения некоторое время следуют за потоком жидкости, а затем осаждаются на определенных участках на дне аппарата», – рассказывает Алексей Костыря, аспирант кафедры общей физики ПНИПУ.
«Процент частиц, оседающих в выпарной части установки, возрастает с ростом их диаметра, превышая значение 95 процентов уже при размере частицы 0,12 миллиметра. Это говорит о том, что крупные частицы могут быть выведены из системы только в зоне быстрого восходящего потока жидкости, то есть вблизи горелки, пока крупные еще витают около свободной поверхности», – комментирует Виталий Демин, профессор кафедры общей физики ПНИПУ, доктор физико-математических наук.
Результаты исследования ученых Пермского Политеха помогут предотвратить неуправляемое осаждение частиц и за счет этого уменьшить риск остановки производственных процессов калийных предприятий из-за очистки оборудования.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно