Реєстраційний номер
0826U001277, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
24-06-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Закономірності фільтраційного сушіння сірникової соломки
Здобувач
Кузьмінчук Тетяна Анатоліївна,
Керівник Атаманюк Володимир Михайлович
Керівник Гузьова Ірина Олександрівна
Опонент Петрова Жанна Олександрівна
Опонент Острога Руслан Олексійович
Рецензент Нагурський Олег Антонович
Рецензент Сабадаш Віра Василівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний університет "Львівська політехніка"
Опис
Дисертаційна робота присвячена комплексному вивченню кінетичних, гідродинамічних та тепломасообмінних закономірностей процесу фільтраційного сушіння сірникової соломки. У роботі проведено експериментальне дослідження та теоретичне узагальнення фільтраційного методу сушіння сірникової соломки, визначено раціональні параметри процесу та розроблено апаратурне оформлення установки для фільтраційного сушіння.
Процес фільтраційного сушіння дає змогу зменшити енерговитрати на обробку сировини та забезпечити рівномірне сушіння, що є важливим етапом забезпечення стабільної якості продукції та зниження енергоємності виробничого циклу. Використання фільтраційного методу відповідає сучасним вимогам сталого розвитку, оскільки дає змогу мінімізувати питомі витрати теплової енергії та раціонально використовувати енергетичні ресурси, забезпечуючи необхідну якість соломки.
Метою дисертаційної роботи є дослідження закономірностей кінетики, гідродинаміки та тепломасообміну під час фільтраційного сушіння сірникової соломки для визначення раціональних параметрів сушіння. Одержані залежності дають змогу в майбутньому спроектувати обладнання для фільтраційного сушіння сірникової соломки в промислових масштабах.
У першому розділі дисертації проведено аналіз сучасного стану технологій сушіння деревини та рослинної біомаси. Виконано критичний огляд існуючих конструкцій сушильних установок та методів інтенсифікації тепломасообмінних процесів. Проаналізовано методи узагальнення кінетики та тепломасообміну для створення залежностей на основі критеріальних рівнянь. На основі літературного огляду обґрунтовано доцільність застосування саме фільтраційного методу для сушіння сірникової соломки.
У другому розділі описано методику проведення експериментальних досліджень та будову лабораторної установки для вивчення процесу фільтраційного сушіння сірникової соломки. Наведено детальну характеристику об’єкту дослідження. Для експериментів використовували сірникову соломку, виготовлену з деревини осики, яка відібрана безпосередньо з діючої виробничої лінії. Визначено основні параметри соломки. Наведено методики узагальнення отриманих експериментальних результатів.
У третьому розділі представлено результати експериментальних досліджень кінетики фільтраційного сушіння сірникової соломки. Дослідження проведено в широкому діапазоні параметрів: висоти стаціонарного шару (150–350 мм), температури теплового агента (40–80°С) та фіктивної швидкості теплового агента (0,18–0,29 м/с), встановлено вплив цих параметрів на інтенсивність сушіння. Одержано математичні залежності, які дають змогу розраховувати поточний вологовміст сірникової соломки та тривалість сушіння для кожного з періодів насичення теплового агента вологою.
У четвертому розділі наведено інформацію про узагальнення результатів експериментальних досліджень процесів тепло- і масообміну під час фільтраційного сушіння сірникової соломки. На основі теорії подібності отримано критеріальні рівняння для розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі та масовіддачі. Визначено значення коефіцієнтів внутрішньої дифузії та їх залежність від температури теплового агента.
У п’ятому розділі проведено аналіз основних етапів виробництва сірників. Розроблено та представлено схеми установок для фільтраційного сушіння сірникової соломки: з рухом теплового агента крізь насипний шар матеріалу та крізь упорядкований шар, сформований матрицею. Встановлено, що сушіння насипом є простішим в апаратурному виконанні, проте використання упорядкованого шару забезпечує максимальну рівномірність зневоднення та стабільну якість продукції.
Запропоновано схеми установок для фільтраційного сушіння, що працюють за принципом зміни температури теплового агента, що збільшує стабільність процесу осушування. Виконано оціночний розрахунок економічної ефективності від впровадження розробленого обладнання. Проведено порівняння енергозатрат на вилучення вологи у існуючій тунельній сушарці та фільтраційній сушарці з насипним шаром. Встановлено, що більш енергоефективним є спосіб із застосуванням фільтраційного сушіння в насипному шарі, який дає змогу суттєво знизити питомі енерговитрати. Підтверджено економічну доцільність та технічну перевагу фільтраційного методу зневоднення, що дає змогу рекомендувати його для впровадження на підприємствах галузі.
Результати дисертації інтегровані в освітній процес кафедри хімічної інженерії Національного університету «Львівська політехніка». Вони застосовуються для підготовки фахівців за спеціальністю G1 «Хімічні технології та інженерія», зокрема у межах лабораторного практикуму з профільних дисциплін, а також під час виконання курсових проектів та кваліфікаційних робіт магістрів, що засвідчено актом про впровадження у навчальний процес.
Науково обґрунтовані технологічні рішення та розрахункові залежності процесу фільтраційного зневоднення сірникової соломки передані для використання фахівцям ТзОВ «УКРАЇНСЬКА СІРНИКОВА ФАБРИКА».
Дата реєстрації
2026-04-30
Додано/оновлено в НРАТ
2026-04-30 / 2026-07-02
