Условия лабораторных и крупномасштабных экспериментов

Пока химик трудится в лаборатории, его интересуют химические реакции и превращения, для изучения и осуществления которых обычно достаточно лабораторного оборудования. На пути от лабораторных экспериментов к опытной установке, а затем к крупномасштабному производству следует решить целый ряд проблем, требующих совместных усилий химиков, технологов, экономистов, математиков, специалистов по измерительной технике, конструкторов аппаратов. Только таким путем удается избежать разработки проектов, которые по тем или иным причинам оказываются нереализованными. Путь от колбы до химического производства является сложным процессом, который, естественно, стремятся сократить как во времени, так и по материальным затратам. Вместе с тем тенденция уменьшения мощности на стадии создания опытных установок и экспериментального строительства часто оказывается главным препятствием для более быстрого внедрения химических идей в производство. Проверка технологического процесса в полузаводских условиях остается довольно дорогим, но необходимым этапом создания технологии. До начала 60-х гг. было принято ступенчатое введение новых методов в крупное промышленное производство в масштабе от 1 к 3 до 1 к 50. В настоящее время в целях сокращения длительности полупромышленных экспериментов число промежуточных стадий уменьшено, и в наши дни нередки переходы от установки в масштабе 1 10 000 непосредственно к крупному предприятию. Например, специальный метод получения высококачественного реактивного топлива, разработанный в ГДР, проверялся на модели в масштабе 1 200 000, а затем сразу был передан в промышленное производство. Благодаря этому затраты времени сократились на 30%. Путь химического процесса от лаборатории до массовой продукции при благоприятных условиях занимает 3—4 года, а в среднем 10 лет. Современное соотношение затрат времени на научное исследование к затратам времени на промышленное внедрение химического метода изменяется от 1 4 (передовые химические концерны США) до 1 10. [c.214]

Условия лабораторных и крупномасштабных экспериментов [c.194]

Чаще всего внедрение каких-либо научных достижений проходит через стадию лабораторных испытаний тех методов контроля, точность, надежность и воспроизводимость которых возрастает с увеличением масштабов опытов. Но при этом неожиданности, с которыми встречаются при работе с большими количествами веществ, и различные наблюдения, которые могут быть сделаны в ходе таких опытов, нередко выдвигают проблемы, неощутимые в лабораторных экспериментах вследствие прерывистого характера явлений и малых количеств превращаемых веществ. Более того, указания и рекомендации исследований по обеспечению безопасности и надежности соответствующих промышленных операций должны вызвать у практиков встречный интерес к фундаментальным исследованиям, что создает благоприятные условия для крупномасштабного экспериментирования. [c.9]

Нет оснований думать, что черты постоянно присутствующей нестационарности (в указанном выше смысле), характерные для умеренных аспектных отношений и коренным образом зависящие от влияния среднего дрейфа, присущи конвективным структурам в крупномасштабных естественных объектах — атмосферах, океанах и конвективных зонах звезд. Если имеющаяся в природе система похожа на бесконечный слой, она может с успехом моделироваться в численном или лабораторном эксперименте при условии, что эффекты боковых стенок в достаточной степени устранены. [c.218]

В НИИнефтеотдача автором под руководством проф. Фахретдинова Р.Н. была изучена возможность применения для составления гелеобразующей композиции нефелина. В ходе лабораторных экспериментов установлено, что минеральные кислоты и нефелин, представляющий собой алюмосиликат натрия и калия, в определенных условиях формируют гелеобразующие композиции с различной вязкостью и временем гелеобразования. Основным преимуществом нефелина, используемого в качестве гелеобразующего материала, является дешевизна, наличие достаточно больших ресурсов для крупномасштабного применения в сочетании с возможностью управления процессами гелеобразования в пористой среде, высокими технологическими показателями устойчивостью в пористой среде, насыщенной высокоминерализованными водами и остаточной нефтью, способностью существенно изменять фильтрационные сопротивления обводненных зон пласта. [c.27]

Как было показано экспериментами Янга [15, 16] и Беркли 1171, начало кристаллизации может быть легко вызвано механическим ударом, трением и всесторонним давлением внутри расплавов и растворов. За последние годы изучалось влияние различных внешних воздействий, таких как электрическое и магнитное ПОЛЯ ультрафиолетовые и рентгеновые лучи, звуковое и ультразвуковое облучения. Типсон [18] суммировал результаты многих ученых, занимавшихся этими проблемами. Ни один из известных методов пока не нашел применения в практике крупномасштабной кристаллизации, но многие из них показали хорошие результаты з лабораторных условиях. Ван Хук [14] сообщил о результатах. .изучения влияния звукового облучения. [c.150]

При крупномасштабном производстве гораздо труднее поддерживать постоянные условия среды, такие как концентрация питательных вешеств и кислорода, а также pH. Для мониторинга и контроля необходимы сложные установки. Попытки обойти эти трудности, допустим, путем взбалтывания среды, могут привести к непредвиденным последствиям, например к изменениям в распределении микроорганизмов в культуре. В производстве прутина первоначальный выход продукта был значительно ниже, чем предсказывали на основании экспериментов, проведенных в лабораторных условиях и на опытной установке. Оказалось, что это связано с добавлением в ферментер метанола, который являлся для бактерий единственным источником углерода и энергии. Поскольку метанол добавляли в ферментер в одном определенном месте, циркулирующие бактерии последовательно проходили через стадии пиршества и голода , так как один оборот они совершали за несколько минут. Когда метанол стали добавлять в разных местах ферментера, продукция выросла до ожидаемого уровня. [c.65]

Однако, турбулентность - явление существенно трехмерное и в случае турбулентных потоков переход к плоской геометрии приводит к качественным изменениям свойств течений. Факт, что двумерная турбулентность не является упрощенной моделью трехмерной, бьп установлен независимо Крейчнаном и Бэтчелором в середине шестидесятых годов. Практически сразу стало ясно и то, что шансов на реализацию чисто двумерной турбулентности в природных и даже в лабораторных условиях фактически нет. Несмотря на это, двумерная турбулентность привлекла к себе значительное внимание исследователей, которое не ослабевает и по сегодняшний день. Объясняется это несколькими причинами. Во-первых, качественное своеобразие двумерной турбулентности дает прекрасные возможности для опробования различных моделей турбулентности (модель, претендующая на адекватное описание турбулентности, должна быть чувствительной к изменению размерности пространства и правильно отражать ее свойства в случае трех и двух измерений). Во-вторых, двумерная турбулентность стала доступной для прямых численных экспериментов уже в 70-х годах (в 80-X с появлением ЭВМ типа Сгау удалось выйти на сетки размером 1024x1024, достаточные для приличного воспроизведения инерционных интервалов), а такое же разрешение для трехмерных потоков стало возможным только в последние годы. Третья причина состоит в том, что, хотя строго двумерных турбулентных течений и не существует, некоторые черты двумерной турбулентности проявляют многие крупномасштабные геофизические и астрофизические течения (в этих случаях обычно говорят о квазидвумерной турбулентности). [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология