Аффилиация
a ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»
Все права защищены ©Хачатрян и др. Это статья с открытым доступом, распространяемая на условиях международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0. (
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), позволяет другим распространять, перерабатывать, исправлять и развивать произведение, даже в коммерческих целях, при условии указания автора произведения.
Аннотация
Мембранные методы получили широкое распространение при переработке жидких пищевых сред. Разработка и внедрение нового мембранного оборудования предполагает обоснованный выбор его параметров, в том числе размеров отдельных элементов конструкции. Математическое моделирование позволяет осуществить выбор параметров мембранного оборудования на стадии его проектирования на основе создания и исследования соответствующих математических моделей. Особый интерес представляют математические модели гидродинамических условий во внутреннем канале трубчатого керамического мембранного фильтра при установке в нем элементов различной геометрической формы с целью снижения влияния «концентрационной поляризации» на показатели эффективности процесса переработки жидких пищевых сред. Использование гидродинамических элементов позволяет локально повысить скорость потока перерабатываемой среды, что способствует уменьшению слоя задерживаемых веществ на поверхности мембраны и интенсифицирует мембранный процесс. В качестве гидродинамического элемента выбран усеченный конус. В работе приведены основные аналитические зависимости, позволяющие определить гидродинамические условия, такие как скорость потока среды (критерий Рейнольдса) и потери давления, в зависимости от вязкости среды и геометрических размеров гидравлического сопротивления в виде конического элемента, расположенного в цилиндрическом канале. Рассмотрена методика расчета гидродинамических условий при обтекании жидкостью конического элемента в цилиндрическом канале. Программными средствами MathCAD реализована математическая модель изменения гидродинамических условий на гидравлическом сопротивлении в виде конического элемента. Проведен расчет гидродинамических условий на примере движения водного раствора во внутреннем канале трубчатого керамического мембранного фильтра. Выбраны рациональные значения геометрических размеров конического элемента.
Ключевые слова
Математическая модель,
гидродинамические условия,
конический элемент,
мембранные методы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Малыгин, Е.Н. Математические методы в технических расчетах / Е.Н. Малыгин. - Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. - 80 с.
- Гейер, В.Г. Гидравлика и гидропривод / В.Г. Гейер, В.С. Дулин, А.Н. Заря. - М.: Недра, 1991. - 333 с.
- Ухин, Б.В. Гидравлика / Б.В. Ухин, А.А. Гусев. - М.: ИНФРА-М, 2010. - 432 с.
- Асламова, В.С. Расчет гидродинамического сопротивления прямоточного циклона с промежуточным отбором / В.С. Асламова // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 313, № 4. - С. 54-60.
- Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик. Под ред. М.О. Штейнберга. - М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.
- Kerger, F. Modeling flows in environmental and civil engineering / F. Kerger, B.J. Dewals, S. Erpicum, P. Archambeau, M. Pirotton. - Nova Science Publishers, Inc., 2010. - 151 p.
- Chakraborty, D. Modeling and simulation of rotating disk-membrane module in ultrafiltration of bovine serum albumin / D. Chakraborty, D. Sarkar, C. Bhattacharjee // Separation science and technology. - 2013. - Vol. 48, № 17. - P. 2549-2566.
