name: Разработка и расчет лопастных роторных диспергаторов для получения графеносодержащих суспензий
keyword_list: математическая модель модифицирование эксфолиация нанопластины графита
abstract: Цель работы – разработка и расчет лопастных роторных диспергаторов проточного типа с подвижными лопастями для производства графеносодержащих суспензий и концентратов в промышленных масштабах. Предложен механизм сдвиговой эксфолиации графита в лопастном роторном диспергаторе (ЛРД) с подвижными лопастями и получены зависимости для расчета значений нормальных и тангенциальных напряжений, возникающих в частицах графита, которые необходимо обеспечивать при переходе от лабораторных установок к промышленным. Теоретически обосновано, что движение частицы происходит по винтовой линии и расслоение частицы осуществляется в зоне контакта подвижной лопасти с внутренней поверхностью статора, экспериментально установлено, что вероятность расслоения частиц графита определяется суммарной длиной пути в зоне эксфолиации. Разработана математическая модель процесса жидкофазной сдвиговой эксфолиации графита в зоне контакта подвижной лопасти с внутренней поверхностью статора в диспергаторе проточного типа. Дано теоретическое и экспериментальное обоснование диапазонов изменения основных режимных и геометрических параметров ЛРД с подвижными лопастями и получена зависимость для расчета его производительности по сухим нанопластинам графита. Предложен способ получения графеносодержащих суспензий сдвиговой эксфолиацией графита в непрерывном режиме и устройство для его реализации, отличающиеся тем, что эксфолиацию графита осуществляют последовательно в нескольких ЛРД, причем подачу исходной суспензии в первый диспергатор осуществляют насосом с фиксированным расходом. На базе полученных зависимостей разработана методика расчета производительности и основных режимных и конструктивных параметров ЛРД (патент РФ № 2737925).
  Разработана конструкция составной подвижной лопасти, которая позволила в процессе эксфолиации увеличивать касательные напряжения, возникающие в частицах и за счет этого повысить концентрацию графеновых пластин в суспензии на 15 – 20%, а степень преобразования графита в графеновые пластины – на 30%. Разработан параметрический ряд роторных аппаратов с подвижными лопастями на основе унификации и оптимизации конструкции подвижных лопастей и привода вращения ротора. Изготовлен лабораторный роторный аппарат с подвижными лопастями и опытно-промышленная установка для производства графеносодержащих суспензий и концентратов, которые прошли испытания в ООО «НаноТехЦентр», г. Тамбов.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Мищенко
chairman_dissertation_council.patronymic: Владимирович
chairman_dissertation_council.position: советник при ректорате
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: К-9866-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 14624248400
chairman_dissertation_council.rinc_id: 107740
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Михаил
organization_supervisor.surname: Краснянский
organization_supervisor.patronymic: Николаевич
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 61.13.23
rubrics.name: Механические процессы
oecds.code: 02.10.NS
oecds.name: NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY
oecds.code: 02.03.IU
oecds.name: ENGINEERING, MECHANICAL
speciality_codes.name: Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
speciality_codes.code: 05.02.13
supervisors.fio: Першин В.Ф.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Севостьянов В.С.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Капранова А.Б.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Процессы и аппараты химических технологий
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ТГТУ"
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1026801156557
protection_organization.supervisor_name: МИХАИЛ
protection_organization.supervisor_surname: КРАСНЯНСКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ТГТУ"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1026801156557
author_organization.supervisor_name: МИХАИЛ
author_organization.supervisor_surname: КРАСНЯНСКИЙ
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения