Анотація до роботи:

Трошин О.Г. Закономірності процесу зневоднення зернистих матеріалів у фільтруючій центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2004.

Робота присвячена дослідженню процесу зневоднення зернистих матеріалів у фільтруючій центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором. Вивчено формування, рух по фільтруючій поверхні та вивантаження осаду в у роторі центрифузі. Показано існування зон формування і вивантаження осаду, положення яких визначається положенням осі обертання дискового упора. Виявлено три режими формування осаду, що характеризуються різною динамікою залежності товщини шару осаду від продуктивності. Отримані залежності для визначення часу перебування осаду в роторі, зусилля і потужності на виштовхування осаду. Запропоновано модель відцентрового віджиму зернистих матеріалів, що враховує структуру вологи в осаді та його гранулометричний склад. Показано співвідношення у осаді різних видів вологи. Визначено напрямки розробки й удосконалення конструкції центрифуги. Розроблено методику розрахунку основних конструктивних параметрів центрифуги.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що виявляється у встановленні закономірностей процесу зневоднення зернистих матеріалів у фільтруючій центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором і на підставі цього удосконаленні її конструкції, виборі раціонального режиму роботи и області застосування.

1. Вивчено закономірності формування, руху по фільтруючій поверхні, вивантаження осаду в центрифузі з дисковим упором. Показано існування зон формування і вивантаження осаду, положення яких визначається положенням осі обертання дискового упора. Виявлено три режими формування осаду, що характеризуються різною динамікою залежності товщини шару осаду від продуктивності.

2. Розроблена математична модель формування і вивантаження осаду в роторі центрифуги з дисковим упором. Безрозмірний комплекс, що дорівнює відношенню продуктивності к здібності центрифуги по виштовхуванню осаду є характеристичним при визначенні режиму формування осаду. Отримані залежності для визначення часу перебування осаду в роторі, зусилля і потужності на виштовхування осаду.

3. Уточнено залежність для визначення мінімальної з умови стійкості товщини шару осаду в роторі центрифуг із примусовим вивантаженням осаду.

4. Запропоновано модель відцентрового віджиму зернистих матеріалів, що враховує структуру вологи в осаді та його гранулометричний склад. Показано співвідношення у осаді різних видів вологи.

5. Розроблено методику розрахунку основних конструктивних параметрів фільтруючої центрифуги з вивантаженням осаду дисковим упором.

6. Область раціонального застосування центрифуги:

зневоднювання зернистих продуктів з розміром часток твердої фази до 6мм при вмісті часток менш 0,2 мм до 20 %.

рідка фаза – вода чи близькі по в'язкості рідини;

об'ємний вміст твердої фази в суспензії не менш 40 % (також попередньо збезводнені матеріали);

інтенсивність навантаження на фільтруючу поверхню від 25 до 100 т/г на 1 м².

7. Визначено напрямки розробки й удосконалення конструкції центрифуги:

забезпечення роботи фільтруючого ротора при факторі поділу від 300 до 500; особливу увагу при цьому необхідно приділити зносостійкості фільтруючої поверхні;

збільшення товщини шару осаду в роторі і відповідне збільшення часу перебування, забезпечення роботи центрифуги у режимі, що характеризується нелінійною залежністю товщини шару осаду в роторі від навантаження, за рахунок підбору конструктивних параметрів ротору, а також створення прецесійного руху вісі дискового упора;

оптимізація класифікації матеріалів на розгінному конусі, за рахунок регулювання числа обертів конуса, ширини щілин фільтруючого сита, кута конусності;

8. Сформульовано напрямки удосконалення технології зневоднювання зернистих продуктів вуглезбагачення з застосуванням центрифуг ФГУ:

відмова від попереднього зневоднення зернистих шламів на грохоті; проведення класифікації в гідроциклонах для зменшення вмісту класу часток менш 0,2 мм у матеріалі перед центрифугою;

відмова від термічного сушіння збезводненого в центрифузі осаду.

9. На підставі проведених досліджень та виконаних розрахунків для НВП «Экомаш» розроблено технічне завдання на проектування центрифуги ФГУ–1201Л для зневоднювання зернистого антрацитового шламу продуктивністю 60 т/г.

10. Проведено оцінку економічної ефективності заміни центрифуг ФВИ-1000 на центрифуги ФГУ-1201Л для умов ЦЗФ «Комендантська». Тільки за рахунок економії палива в сушильному відділенні додатковий економічний ефект складає біля 950 тис. грн. у рік.

Публікації автора:

1. Трошин А.Г., Моисеев В.Ф., Мацак А.Ф. Центрифуга для обезвоживания мелкого угля // Вісник Національного технічного університету «ХПІ».– Харків: НТУ «ХПІ».– 2002. –№16. – С. 27-34.

Здобувач провів аналіз конструкції центрифуги з вивантаженням осаду дисковим упором, розглянув кінематику вузла вивантаження осаду, показана наявність відносного руху кромки дискового упора та поверхні ротору.

2. Трошин А.Г., Моисеев В.Ф., Мацак А.Ф. К определению технологических характеристик центрифуги типа ФГУ // Вісник Національного технічного університету «ХПІ».– Харків: НТУ «ХПІ».– 2003.– №3. – С. 68-75.

На основі теоретичного аналізу здобувач запропонував кутову ширину зони спучування й ущільнення в якості характеристики процесу формування осаду у роторі центрифуги, показав зв’язок продуктивності та ширини зони спучування й ущільнення, одержав розрахункові залежності для зусилля та потужності на вивантаження осаду.

3. Трошин А.Г., Моисеев В.Ф., Мацак А.Ф. Применение комбинированных центрифуг в углеобогащении // Вісник Національного технічного університету «ХПІ».– Харків: НТУ «ХПІ».– 2003.– №11.– т. 2.– С.110–121.

Здобувач розглянув основні тенденції розвитку фільтруючих центрифуг безперервної дії для розділення суспензій с зернистою твердою фазою в крупнотонажних виробництвах на прикладі вуглезбагачення та зробив висновок про перспективність комбінованої центрифуги с вивантаженням осаду дисковим упором.

4. Трошин А.Г., Мацак А.Ф., Моисеев В.Ф., Никитин И.Н. Опытно-промышленные испытания фильтрующей центрифуги для обезвоживания угля // Углехимический журнал.– Харків: УХІН.– 2003.– №5-6. – С.37-41.

Здобувач брав безпосередню участь у створенні промислової установки, розробці програми-методики досліджень, проведенні експериментальних досліджень, виконав математичну обробку результатів досліджень, зробив висновки про раціональні режимні параметри роботи установки.

5. Хайдакин В.И., Корнеева В.Н., Трошин А.Г. Применение центробежных аппаратов в угольной промышленности // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. збірник. - Дніпропетровськ: НГА України. – 2003. – №17(58). – С.133 – 143.

Здобувач розробив рекомендації щодо вдосконалення технології збезводнювання зернистих продуктів вуглезбагачення з використанням центрифуги з вивантаженням осаду дисковим упором.

6. Трошин А.Г., Моисеев В.Ф., Мацак А.Ф. Механика осадка в роторе центрифуги с выгрузкой осадка дисковым упором.// Вісник Національного технічного університету «ХПІ».– Харків: НТУ «ХПІ».– 2003. – №13.–С.49-64.

Здобувач розробив математичну модель формування та вивантаження осаду з ротора центрифуги, розробив методику та провів експериментальне дослідження формування та вивантаження осаду, уточнив відомі розрахункові залежності щодо мінімальної з умови стійкості товщини шару осаду.

7.Пат. 1731U, МПК 7В04В3/00. Центрифуга фільтруюча безперервної дії/ Трошин Г.П., Мацак О.Ф., Трошин О.Г., Моісеєв В.Ф., Тичинська В.В. Заявл. 25.06.2002; Опубл. 15.04.2003, Бюл.№4.

Здобувач запропонував застосування приводу внутрішнього валу з метою регулювання часу перебування осаду у роторі центрифуги.