Гідродинамічні закономірності формування монодисперсних гранул для ресурсоефективних агротехнологій

Abstract

У роботі розглянуто процес формування гранул у технологіях виробництва мінеральних добрив з позицій гідродинаміки розпаду рідинного струменя. На основі аналітичного підходу, що базується на теорії нестійкості Релея–Плато з урахуванням в’язкісних ефектів за моделлю Томотіки, встановлено, що диспергування струменя відбувається в інерційно-капілярному режимі, який забезпечує формування крапель із вузьким розподілом розмірів. Визначено характерні параметри процесу та показано, що відхилення розрахункових значень діаметра гранул не перевищує 7%. Обґрунтовано можливість керованого формування монодисперсних гранул без додаткового збудження струменя, що створює передумови для розроблення ресурсоефективних технологій грануляції з покращеними експлуатаційними характеристиками.

-

The paper considers the granule formation process in mineral fertilizer production technologies from the standpoint of liquid jet breakup hydrodynamics. Based on an analytical approach grounded in the Rayleigh–Plateau instability theory with consideration of viscous effects according to the Tomotika model, it is established that jet disintegration occurs in an inertial-capillary regime, ensuring the formation of droplets with a narrow size distribution. The characteristic process parameters are determined, and it is shown that the deviation of the calculated granule diameter does not exceed 7%. The possibility of controlled formation of monodisperse granules without additional jet excitation is substantiated, which creates the basis for the development of resource-efficient granulation technologies with improved performance characteristics.