Диссертация (1025841), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Однако применение этих способовможет привести к потере или разрушению исследуемой пробы.Объект исследования:Объектомисследованияявляетсяпневмовакуумнаяустановка для концентрирования химических растворов.испарительная10Предмет исследования:Предметом исследования являются рабочие процессы, протекающие впневмовакуумном концентраторе химических растворов и влияющие наскорость и качество концентрирования жидкостей.Целью работы является:Разработка метода расчета и создание пневмовакуумной установки дляконцентрирования химических растворов.Задачами исследования являются:1.Разработка классификации и критериев оценки для обоснованноговыбора вариантов установки.2.Разработка метода расчета и математическое моделирование рабочихпроцессов в установке концентрирования химических растворов, позволяющихопределить зависимость массового потока пара со свободной поверхностижидкости от различных параметров.3.Проведение расчетно-теоретических исследований рабочих процессов вконцентраторе химических растворов.4.Разработкаэкспериментальногостенда,методикипроведенияэксперимента и проведение экспериментальных исследований испаренияжидкости из пробирок для проверки адекватности созданной математическоймодели.5.Разработка установки концентрирования химических растворов ивнедрения результатов работы.Научная новизна:1.Впервыеразработанаклассификацияикритерииоценкидляобоснованного выбора вариантов исполнения установки для концентрированияхимических растворов.2.Впервые разработана математическая модель рабочих процессов впневмовакуумной установке концентрирования химических растворов.113.Впервыеразработанметодрасчета,позволяющийопределитьзависимость массового потока пара от параметров потока и геометрииконцентратора химических растворов.4.Впервые получены результаты расчетно-теоретических исследований сиспользованием созданных метода расчета и математической модели рабочихпроцессоввпневмовакуумномконцентраторехимическихрастворов:распределение скоростей течения газа в проточной полости устройства,толщину зоны градиента концентрации паров, зависимость массового потокапара от скорости и давления газа на входе в концентратор, геометриипроточной части устройства.5.Разработаныэкспериментальныйэкспериментальныехимическихисследованиярастворов,стенд,рабочихподтвердившиеметодикапроцессовивадекватностьпроведеныконцентратореразработаннойматематической модели рабочих процессов в концентраторе химическихрастворов.Практическая значимость и внедрение результатов работы:1.Разработанметодрасчетарабочихпроцессов,протекающихвпневмовакуумном концентраторе химических растворов, который может бытьиспользован при проектировании новых устройств, а также модернизации иулучшении работы уже созданных.2.Проведенныеисследованияпроцессовиспарениясосвободнойповерхности позволяют выбрать принципиальную схему нового устройства,которая наиболее подходит для использования в тех или иных условияхэксплуатации.3.Результатыработыиспользованыприпроведениинаучно-исследовательских работ: «Создание научной базы разработки вакуумного ипневмоэлектромеханического оборудования с применением методов быстрогопрототипирования»(ШифрГБ3301 сп);«Расчетно-теоретическиеиэкспериментальные исследования рабочих процессов в устройствах систем12пробоподготовки для анализа ДНК методом ПЦР» (Шифр ГЭ3302 сп) в МГТУим.
Н.Э. Баумана, Москва.4.Результаты диссертационной работы внедрены на предприятии ЗАО«Синтол», г. Москва в процессе проведения научно-исследовательской иопытно-конструкторской работы по разработке роботизированного комплексадля молекулярно-генетических исследований и внедрены в учебный процесскафедры вакуумной и компрессорной техники МГТУ им. Н.Э. Баумана, г.Москва, что подтверждено актами о внедрении.Достоверностьполученныхданныхподтвержденасравнениемрезультатов расчетно-теоретических исследований с экспериментальнымиданными, опубликованных в открытых источниках литературы и данными,полученными при испытании устройств концентрирования химическихрастворов.Положения, выносимые на защиту:Метод расчета и математическая модельрабочих процессов впневмовакуумном концентраторе химических растворов. Результаты расчетнотеоретических и экспериментальных исследований рабочих процессов впневмовакуумном концентраторе химических растворов.Апробация результатов работы:Основные результаты работыдокладывались иобсуждались наконференциях и выставках:Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов «БудущеемашиностроенияРоссии».МГТУим.Н.Э.Баумана(Москва,2011,2012,2013,2014,2015 гг.);Вторая научно-техническая конференция аспирантов, магистрантов,студентов, творческой молодежи профильных предприятий и органицаций,посвященная 70-летию ОмГТУ.
ОмГТУ (Омск, 2012);Международная научно-техническая конференция «Медико-техническиетехнологии на страже здоровья» (Португалия, 2013 г., Крым, 2015 г.);13Шестая международная научно-техническая конференция «Техника итехнология нефтехимического и нефтегазового производства». ОмГТУ (Омск,2016г.);Экспериментальный образец установки концентрирования химическихрастворов, был представлен на выставках:Молодежная научно-инженерная выставка «Политехника». Москва,МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 гг.; XIV Всероссийскаявыставка научно-технического творчества молодежи. Москва, ВВЦ, 2014 г.В 2012 и 2013 гг.
результаты исследований вошли в работы удостоенныедипломом 1 степени в конкурсе конкурса научно-исследовательских работстудентов и аспирантов МГТУ им. Н.Э. БауманаВ 2013 г. пневмовакуумная установка для концентрирования химическихрастворов была награждена дипломом 2 степени в номинации «Технологии вмашиностроении и приборостроении» на молодежной научно-инженернойвыставке «Политехника».По результатам работы разработана новая установка концентрированияхимических растворов, получены 3 патента РФ на полезную модель различныхисполнений данной установки.Личный вклад автора:Личный вклад автора заключается в разработке метода расчета исоздании математической модели рабочих процессов в пневмовакуумныхконцентраторах химических растворов; проведении расчетно-теоретических иэкспериментальных исследований, создании экспериментального стенда иметодики проведения эксперимента; разработке нового устройства дляконцентрирования жидкостей.Публикации:По результатам проведенных исследований опубликовано 13 научныхработ.
Из них 3 работы опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК.14Структура работы:Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, спискаиспользованной литературы из 113 наименований. Работа изложена на 115страницах текста, включая 44 иллюстрации и 7 таблиц.В первой главе описаны существующие методы концентрированияжидкихобразцов.Рассмотренытипыустройств,применяемыхдляконцентрирования химических растворов. Проведен обзор существующихметодов расчета рабочих процессов, протекающих в установках дляконцентрирования химических растворов.
Определены основные факторы,влияющиенаРассмотреныэффективностьсуществующиепроведенияметодыпроцессачисленногоконцентрирования.решенияуравнений,входящих в математическую модель рабочих процессов. В заключение первойглавы сформулированы цель и задачи исследования.Во второй главе описана классификация и критерии оценки дляобоснованного выбора схемы концентратора. Рассмотрены вопросы, связанныесматематическиммоделированиемпроцессов,протекающихвпневмовакуумной установке концентрирования химических растворов –испарения жидкости из цилиндрических пробирок при течении над границейраздела фаз потока рабочего газа. Рассматриваются расчетные области,выделенные для исследования рабочих процессов, допущения математическоймодели и основные расчетные зависимости, дополненные граничнымиусловиями.
Описывается метод решения составленной системы уравнений длявыделенной расчетной области.В третьей главе рассмотрены вопросы, связанные с разработкой методарасчетарабочихвыполненногоспроцессовипроведениемиспользованиемсозданнойчисленногоэксперимента,математическоймодели.Приводятся результаты численного исследования рабочих процессов сприменением отдельных математических моделей и их анализ, позволяющийоценить величину массового потока пара и время концентрирования объемажидкости. Описывается процесс создания новой пневмовакуумной установки15для концентрирования химических растворов с использованием результатовчисленных исследований и их анализа, которые позволяютоцениватьфункциональные параметры устройства в зависимости от его конструктивныхпараметров.Четвертая глава посвящена разработке пневмовакуумной установкиконцентрированияхимическихрастворовиэкспериментальномуисследованию рабочих процессов, протекающих в ней.
Описана методикапроведения эксперимента и экспериментальный стенд. Приведены результатынатурного эксперимента, оценена погрешность полученных результатов ипроведено сравнение с результатами расчетно-теоретических исследований.Описано внедрение и использование результатов работы.В заключении представлены результаты работы, которые соответствуютпоставленным задачам и цели.16ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА СОЗДАНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯКОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РАСТВОРОВКонцентрирование – процесс повышения содержания определяемоговещества или группы веществ по отношению к матрице или матричнымкомпонентам [3]. Одной из ключевых областей науки и техники, в которойпроцессы концентрирования играют важную роль, является молекулярнаябиология.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
