otchet111

Более эффективно применение многоленточных сушилок с лентами из металлической сетки. В них сушильный агент движется перпендикулярно плоскости ленты сквозь находящийся на ней слой материала (перекрестный ток). При пересыпании материала с ленты на ленту увеличивается поверхность его соприкосновения с сушильным агентом, что способствует возрастанию скорости и равномерности сушки. Ленточные сушилки могут работать по различным вариантам сушильного процесса.

Ленточные сушилки громоздки (подобно туннельным сушилкам) и сложны в обслуживании главным образом из-за перекосов и растяжения лент; их удельная производительность (на 1 » поверхности ленты) невелика, а удельные расходы тепла (на 1 кг испаренной влаги) довольно высоки. Кроме того, они непригодны для сушки пастообразных материалов, поэтому для этой цели их используют в комбинации с вальцовыми сушилками.

1- камера сушилки; 2 – бесконечная лента; 3 – ведущие барабаны;

4 - ведомые барабаны; 5 – калорифер; 6 – питатель; 7 – опорные ролики

Рисунок 2 – Многоленточная сушилка

В некоторых современных конструкциях ленточных сушилок применяется в качестве сушильного агента перегретый пар, иногда – в смеси с горячими инертными глазами.

Сушка перегретым паром (при отсутствии или очень малом содержании кислорода) представляет интерес для материалов, окисляющихся или загорающихся при повышенных температурах в присутствии кислорода воздуха. В конструктивном отношении эти сушилки сложны, так как во избежание попадания в них воздуха необходимо обеспечивать их герметичность.

3 Математическое моделирование кинетики химических реакции

Дана табличная зависимость скоростей химической реакции от концентрации основного реагирующего компонента Vr-Vr(Ca) при различных температурах (таблица 1) [3,6].

Таблица 1 - Зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующего компонента при различных температурах

		(1÷)	1	2	3	4	5	6
№(j)	t,˚C	,кг/м3	2,5	7,5	12,5	17,5	22,5	27,5
1	10	, кг/м3∙ч	28,9	101,1	181,0	265,7	353,8	444,8
2	35	, кг/м3∙ч	30,1	105,4	188,7	276,8	368,7	463,5
3	70	, кг/м3∙ч	31,6	110,5	197,8	290,4	386,7	486,1
4	100	, кг/м3∙ч	32,7	114,3	204,6	300,3	400	502,8
5	140	, кг/м3∙ч	33,9	118,6	212,4	311,7	415,2	521,8

	Са	27,5	22,5	17,5	12,5	7,5	2,5
1		0	0,014132	0,03295	0,060575	0,110031	0,283041
2		0	0,013561	0,031625	0,058122	0,10556	0,271673
3		0	0,01293	0,030148	0,055426	0,100674	0,258902
4		0	0,0125	0,02915	0,053588	0,097332	0,250238
5		0	0,012042	0,028083	0,051624	0,093782	0,241275

На рисунке 1 представлены графики заданных дифференциальных кинетических зависимостей Vr-Vr(Ca) по данным таблицы 1.

Таблица 2 – Зависимость концентрации реагирующего компонента от времени реакции при различных температурах

1 – при t=10°С; 2– при t=35°С; 3– при t=70°С; 4– при t=100°С; 5– при t=140°С

Рисунок 1 – Зависимость скоростей химической реакции от концентрации целевого продукта для различных температур

Рассчитаем время протекания реакции по формуле [2]

Определили интегральную кинетическую зависимость концентрации от времени реакции Са=Са() (таблица 2, рисунок 2).

1 – при t=10°С; 2– при t=35°С; 3– при t=70°С; 4– при t=100°С; 5– при t=140°С

Рисунок 2 – Зависимость концентрации целевого продукта от времени реакции для различных температур

В таблице 3 представлены исходные данные, справочные данные и расчетные параметры, полученные при расчете уравнения Аррениуса методом наименьших квадратов на ЭВМ по программе «Kinetika».

Таблица 3 – Идентификаторы программы «Kinetika» для расчета параметров уравнения Аррениуса методом наименьших квадратов на ЭВМ

№ п/п	Наименование параметра	Размерность	Обозначение		Вел.
			в литерат.	в програм.
1	2	3	4	5	6

Продолжение таблицы 3

Исходные данные
1	Массивы скоростей реакций при различных температурах	кг/м3∙ч			См. табл.1
2	Массив концентрации реагирующего компонента А	кг/м3			См. табл.1
3	Массив температур, при которых заданы дифференциальные кинетические зависимости	°C	t	t	См. табл.1
4	Число температур, при которых заданы дифференциальные кинетические зависимости (должно быть от 3 до 5)	-	m	m	5
5	Число параметров в массивах скоростей реакций и концентраций (должно быть от 3 до 10)	-			6
Справочные параметры
1	Универсальная газовая постоянная	Дж/моль∙К	R	R	8,314

Продолжение таблицы 3

Расчетные параметры
1	Массив теоретических значений скоростей реакций при различных температурах	кг/м3∙ч			См. табл.3
2	Относительное отклонение теоретических скоростей реакций при различных температурах от заданных экспериментальных значений	%		d	См. табл.3
3	Константа скорости реакции при данной -той температуре (=1,m)	-	K	K	См. табл.4
4	Порядок реакции данной -той температуре	-	n	n	См. табл.4
5	Константа скорости реакции при температуре стремящейся к бесконечности	-	K0	K0	43,56
6	Энергия активации	Дж/моль	E	E	1,16∙103

Продолжение таблицы 3

7	Массив теоретических значений констант скорости реакции, рассчитанных по уравнению Аррениуса при заданных температурах	-	Kt	Kt	См. табл.4
8	Относительные отклонения теоретических значений констант скорости реакции, рассчитанных по уравнению Аррениуса, от значений, рассчитанных по заданным дифференциальным кинетическим данным	%		dk	См. табл.4

Основные расчетные формулы:

1. Линеаризированное уравнение для степенной кинетической зависимости скорости от концентрации:

;

;

или y=a+bx,где y=, x=, b=n [4].

2. Формулы для определения коэффициентов a и b линеаризированного уравнения

; [5].

3. Относительное отклонение теоретических значений скоростей реакций от значений, заданных в таблице 3;

.

4. Линеаризованная зависимость для уравнения Аррениуса:

[7];

[8];

Или y=a+bx, где y=, x=, a=, b=. При этом расчеты коэффициентов a и b проводятся по формулам пункта 2 в пределах суммирования .

5. Относительное отклонение теоретических значений константы скорости реакции проводится по формуле: .

В таблице 4 представлены результаты расчетов зависимости скоростей реакций от концентрации в виде степенного уравнения

и относительное отклонение экспериментальных значений скорости реакции от значений, рассчитанных в программе.

Таблица 4 – Сравнение заданных и теоретических зависимостей скоростей реакции от концентрации при различных температурах

j	t,	Ca,кг/	2,5	7,5	12,5	17,5	22,5	27,5
1	10		28,9	101,1	181	265,7	353,8	444,8
			28,8971	101,1142	181,025	265,6666	353,8106	444,7639
			-0,0101	0,0141	0,0138	-0,0126	0,003	-0,0081
2	35		30,1	105,4	188,7	276,8	368,7	463,5
			30,1069	105,3635	188,6457	276,8633	368,735	463,5375
			0,023	-0,0346	-0,0288	0,0229	0,0095	0,0081
3	70		31,6	110,5	197,8	290,4	386,7	486,1
			31,5939	110,5276	197,8585	290,3524	386,6683	486,0497
			-0,0195	0,025	0,0296	-0,0164	-0,0082	-0,0104
4	100		32,7	114,3	204,6	300,3	400	502,8
			32,6907	114,34	204,6627	300,3174	399,9192	502,6864
			-0,0284	0,035	0,0307	0,0058	-0,0202	-0,0226
5	140		33,9	118,6	212,4	311,7	415,2	521,8
			33,8974	118,6246	212,3852	311,7006	415,1289	521,8558
			-0,0076	0,0208	-0,007	0,0002	-0,0171	0,0107

В таблице 5 представлены результаты расчетов константы скорости и порядка реакции от температуры в сравнении с их значениями, рассчитанными по уравнению Аррениуса методом наименьших квадратов на ЭВМ.

Таблица 5 – Зависимости константы скорости реакции и порядка реакции от температуры в степенных кинетических уравнениях _{в сравнении с теоретическими значениями константы скорости реакции, рассчитанными для уравнения Аррениуса МНК на ЭВМ}

	1	2	3	4	5
t,C0	10	35	70	100	140
n	1,1401	1,1402	1,1399	1,1397	1,1402
K	10,166	10,591	11,117	11,505	11,925
Kt	10,167	10,595	11,113	11,495	11,933
∆	0,0023	0,0449	-0,0337	-0,0869	0,0734