У Пермi знайшли спосіб керувати твердими осадками в технологічних апаратах.

Стаття опублікована в журналі «Вісник Томського державного університету». Дослідження проведено в рамках програми стратегічного академічного лідерства «Пріоритет 2030». Прилади зануреного горіння є пристроями для прямого нагріву рідини.

Процес відбувається при її безпосередньому контакті зі струменем гарячих газів, який розбивається на бульбашки. Нагріта субстанція переливається через поріг, потрапляє в приймальну ємність і змішується з новими порціями рідини, а потім за допомогою насоса подається в випарювальний відсік. Так на дні осідають тверді частинки, які забивають пристрій і ускладнюють його експлуатацію.

Наприклад, при випаровуванні розсолу з отриманням технічної солі проблема стоїть особливо гостро – один кубічний метр речовини дає 300 кілограмів осаду. Якщо не запобігти осіданню солі на дні установки, її роботу доведеться переривати щодня на кілька годин, що є неприпустимим для підприємств хімічної промисловості.

Для контролю засмічення установки дрібнодисперсними елементами необхідно виявити закономірності їх руху. Для цього вчені Пермського Політеху проаналізували модельний випадок теплового режиму роботи апарата без подальшого переходу рідкої фази в пар.

«Ми провели повноцінне тривимірне чисельне моделювання осадження частинок і викидання бульбашкової фази, побудувавши траєкторії їх руху. Виявили, що тверді включення деякий час слідують за потоком рідини, а потім осідають на певних ділянках на дні апарата», – розповідає Олексій Костиря, аспірант кафедри загальної фізики ПНІПУ.

«Відсоток частинок, що осідають у випарній частині установки, зростає зі збільшенням їх діаметра, перевищуючи значення 95 відсотків вже при розмірі частинки 0,12 міліметра. Це говорить про те, що великі частинки можуть бути виведені з системи лише в зоні швидкого висхідного потоку рідини, тобто поблизу пальника, поки великі ще витають біля вільної поверхні», – коментує Віталій Демін, професор кафедри загальної фізики ПНІПУ, доктор фізико-математичних наук.

Результати дослідження вчених Пермського Політеху допоможуть запобігти неконтрольованому осіданню частинок і завдяки цьому зменшити ризик зупинки виробничих процесів калійних підприємств через очищення обладнання.