ПРЕДИСЛОВИЕ

Массообменные процессы, протекающие с участием твердой фазы, играют большую роль в химической технологии, поскольку они являются необходимой составной частью многих производств и в значительной степени влияют на качество выпускаемой продукции. Несмотря на большой объем проводимых исследований эти процессы изучены еще далеко недостаточно. Это объясняется трудностями экспериментального характера, связанными, в частности, с замером локальных концентраций в твердой фазе, которые могут резко различаться по своим свойствам, аналитической неразрешенностью соответствующих нелинейных дифференциальных уравнений переноса, неизотермичностью многих процессов, а также проблемой задания в некоторых случаях граничных условий.

Отсутствие аналитических решений нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих массо- и теплоперенос в системах с твердой фазой, долгое время являлось тормозом при разработке эффективных методов кинетического расчета — даже для самых простых случаев. Появление ЭЦВМ и внедрение в расчетную практику численных методов во многом облегчило задачу, однако не сняло ее (проблемы устойчивости, сходимости решений). Решение многих задач (например, динамики адсорбции в неподвижном слое) численными методами оказываются настолько сложными и громоздкими, что возникают трудности, связанные с длительностью счета и ограниченностью объема машинной памяти. По этому поводу проф. О. М. Тодес, в частности, пишет: «...можно сделать вывод, что возможности аналитического подхода практически исчерпаны и все сравнительно «легкие» кинетические задачи решены. С другой стороны при решении достаточно сложных задач начинает не хватать памяти и быстродействия применяющихся ЭВМ. Поэтому следует искать другие дополнительные возможности и пути решения и моделирования кинетических задач»*.

Вместе с тем развитие теории массо- и теплопереноса, обязанное, главным образом, работам покойного академика АН БССР А. В. Лыкова и его школы, в последние годы достигло такого уровня, что это создало все возможности для широкого внедрения в инженерную практику аналитических и экспериментально-аналитических методов расчета процессов массопередачи в системах с твердой фазой. В книге излагаются аналитические и экспериментально-аналитические методы кинетического расчета на основе уравнения массопроводности.

В настоящее время теоретические вопросы процессов сушки» адсорбции, экстрагирования рассматриваются раздельно, а для описания кинетики процессов используют различные исторически сложившиеся формы основных уравнений переноса и расчетные зависимости. В предлагаемой вниманию читателей книге применено единое описание рассматриваемых процессов — на основе градиентного уравнения массопроводности. На широком экспериментальном материале обосновывается правомерность использования этого феноменологического уравнения для выражения внутреннего массопереноса в материалах со стабильной структурой твердой фазы. Обнаруживающаяся тождественность основных кинетических закономерностей в процессах сушки, адсорбции, экстрагирования, диффузионной паропроницаемости подтверждает принцип кинетической общности процессов химической технологии, сформулированной чл.-корр. АН СССР П. Г. Романковым**.

Для всех материалов, составляющих твердую фазу в процессах сушки, адсорбции, экстрагирования, диффузионной паропроницаемости, в книге используется единая классификация, учитывающая кинетические закономерности массопереноса в отдельных группах материалов.

Определенное внимание в монографии уделяется описанию основных положений аномальной диффузии — процессу, который пока не получил должного освещения в литературе по массопередаче.

Обобщение результатов исследований по массопроводности, выполненных в последнее десятилетие автором совместно с сотрудниками под патронатом проф. А. Н. Плановского, позволило предложить некоторые зависимости для расчета коэффициента массопроводности материалов по их структурно-сорбционным характеристикам.

Выражаю благодарность за ценные указания и постоянную поддержку работы, в немалой степени способствовавшие появлению этой книги, проф. А. Н. Плановскому, а также Г. С. Кормильцину, Э. Н. Очневу, В. Т. Бориславскому, В. Н. Долгунину, В М. Дмитриеву, А. Г. Злобину, Ю. А. Теплякову, А. М. Климову за совместные исследования, которые нашли здесь отражение.

Автор признателен чл. корр. АН УССР А. А. Долинскому и проф. В. Ф Фролову за полезные советы, способствовавшие улучшению книги.

АВТОР


* Тодес О.М. — В кн. Кинетика и динамика физической адсорбции. М., Наука, 1973, с. 249.

** Романков Л.Г. Докт. дисс., ЛТИ им. Ленсовета, 1947.


Назад, на страницу описания