Развитие сверхкритических технологий: совмещение и интенсификация процессов под высоким давлением

Создание современного высокотехнологичного производства, в особенности связанного с использованием оборудования под высоким давлением, требует глубокого понимания явлений тепло- и массопереноса. Причем, для таких процессов, чаще всего необходимо рассматривать многокомпонентные и многофазные системы. В рамках проекта указанные явления изучаются на примере получения аэрогелей, а именно двух основных этапов: замены растворителя и сверхкритической сушки. Кроме того, исследуется возможность совмещения данных процессов под давлением в одном аппарате, с целью их интенсификации. Разработка производства вообще и производства аэрогелей в частности, невозможна без применений методов математического моделирования. Поэтому в проекте предусмотрена разработка математического описания кинетики фазовых переходов в трехкомпонентной системе «диоксид углерода – вода – органический растворитель» под высоким давлением, основанной на положениях механики сплошных и гетерогенных сред, неравновесной термодинамике. Оно будет использовано для изучения локальных явлений переноса, которые имеют место внутри аппарата в ходе этапа замены растворителя. Полученные результаты будут использованы для исследования возможности интенсификации при реализации совмещения процессов замены растворителя и сверхкритической сушки под давлением в одном аппарате.Будут проведены теоретические и экспериментальные исследования фазового равновесия и кинетики фазовых переходов в различных многокомпонентных системах под высоким давлением. Для этого будет создана экспериментальная установка собственной конструкции.По итогам проекта, с использованием разработанного математического описания и результатов исследования явлений тепло и массопереноса под давлением будет создана программа для ЭВМ. Она позволит рассчитывать ход совмещенных процессов замены растворителя и сверхкритической сушки в зависимости от начальных условий и внешних параметров процесса. С ее помощью будет возможным определить наиболее эффективные параметры.