- •2.5. Содержание и выполнение курсового проекта
- •2.6. Содержание самостоятельной работы студента
- •3. Рекомендуемая литература
- •Статика процессов
- •2. Материальный баланс
- •3. Энергетический /тепловой/ баланс
- •4. Кинетика процессов
- •5. Основной размер аппарата
- •6. Технико-экономический анализ
- •1/ Физическое моделирование
- •2/ Математическое моделирование
- •3/ Элементное моделирование
- •1/ Разделение газовых неоднородных систем
- •2/ Разделение жидких неоднородных систем
- •Часть 4
- •3/ Псевдоожижение
- •4/ Перемешивание
- •1. Перемешивание газов.
- •2. Перемешивание ньютоновских жидкостей.
- •3. Перемешивание неньютоновских жидкостей
- •4. Перемешивание твердых сыпучих материалов.
- •Испытание элементного теплообменника
- •Конденсатор
- •Кипятильник
- •1. Тепловая нагрузка аппарата.
- •2. Средняя разность температур.
- •3. Расчётный коэффициент теплопередачи.
- •Выпаривание
- •Схемы выпаривания
- •Выпаривание
- •Некоторые свойства растворов при выпаривании
- •1. Растворимость.
- •2. Движущая сила и температурные депрессии.
- •3. Теплота растворения.
- •Многократное выпаривание
- •1. Материальный баланс.
- •2. Тепловой баланс.
- •Баланс тепла:
- •3. Полезная разность температур.
- •Распределение полезной разности температур.
- •4. Поверхность теплопередачи.
- •Оптимальное число корпусов выпарной установки.
- •5. Конструкции выпарных аппаратов.
- •Особенности расчёта коэффициента теплопередачи.
- •Перегонка Простая, периодического действия.
- •Непрерывная перегонка.
- •Перегонка с водяным паром.
- •Молекулярная перегонка.
- •Ректификация
- •Материальный баланс
- •Тепловой баланс
- •Уравнения линий рабочих концентраций
- •Оптимальное число флегмы
- •Ректификационные аппараты
- •См. Следующую страницу
- •Расчёт основных размеров колонного аппарата.
- •1. Диаметр колонны.
- •2. Высота колонны.
- •Расчёт тарельчатой ректификационной колонны.
- •Физические свойства компонентов.
- •Расчёты
- •1. Материальный баланс.
- •2. Флегмовое число.
- •3. Высота колонны.
- •4. Диаметр колонны.
- •5. Тепловой баланс.
- •Формы связи влаги с материалом
- •Параметры влажного материала.
- •Конвективная сушка. Параметры влажного воздуха.
- •Диаграмма состояния воздуха.
- •Статика сушки.
- •Материальный баланс.
- •Тепловой баланс. Теоретическая сушилка.
- •Действительная сушилка.
- •Варианты конвективной сушки с представлением на энтальпийной диаграмме.
- •Первый период сушки
- •Второй период сушки
- •1. Прямоток.
- •2. Противоток
- •3. Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости.
- •1.Опорная тарелка. 2. Шаровая насадка. 3.Ограничительная тарелка. 4.Оросительное устройство. 5.Брызгоотбойник.
- •Принципиальные схемы экстракции.
- •1. Однократная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •2. Многократная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •Материальный баланс.
- •3. Противоточная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •Адсорбция
- •Краткая история.
- •Адсорбенты.
- •Теории адсорбции.
- •Равновесие в процессе адсорбции.
- •Принципиальные схемы адсорбции
- •Адсорбция с неподвижным зернистым адсорбентом.
- •Частные случаи.
- •Резюме.
- •Адсорбция с псевдоожиженным стационарным слоем адсорбента
- •Адсорбция с движущимся зернистым адсорбентом
- •Расчёт адсорбера.
- •Кристаллизация
- •Методы кристаллизации
- •Статика
- •Кинетика
- •Образование центров кристаллизации.
- •Рост кристаллов.
- •Конструкции кристаллизаторов
- •Расчёт кристаллизаторов.
- •1. Материальный баланс.
- •2. Тепловой баланс.
- •3. Расчёт основных размеров.
- •Содержание
- •Приложения
Варианты конвективной сушки с представлением на энтальпийной диаграмме.
1. Основной сушильный вариант (рис.174).
Рис.174. Основной сушильный вариант.
Дано:
Строим АВС – теоретическая сушка.
Рассчитываем
Приравниваем или
Откуда
На линии d=const отмечаем точку со значением .
А С – действительная сушка по основному варианту.
Расход тепла на калорифер
Расход воздуха на сушку
Недостаток метода состоит в том, что температура имеет высокое значение, что нежелательно для некоторых продуктов (сахарный песок, зерно и др.). Поэтому остальные методы сушки направлены на создание ''мягких'' условий сушки.
2. Вариант с подводом тепла в сушильной камере (рис.175).
Рис.175. Вариант сушки с подводом тепла в сушильной камере.
Дано: точки А и С, условие, что
Строим АВС – теоретическая сушка.
Строим А С – основной сушильный вариант.
На линии d=const отмечаем точку с температурой . Точку соединяем с точкой С. - действительная сушка.
Расход воздуха на сушку остаётся тем же
Расход тепла на калорифер
Расход тепла в сушильной камере
Крайний случай сушки – линия АС, когда всё тепло подводится только к сушильной камере (калорифер отсутствует).
3. Вариант сушки с рециркуляцией воздуха (рис.176).
Рис.176. Вариант сушки с рециркуляцией части отработанного воздуха.
Дано: точки А и С, условие, что
Строим АВС – теоретическая сушка.
Строим А С – основной сушильный вариант.
На линии С отмечаем точку с температурой . Точку А соединяем с точкой С. Проводим вертикаль .
- действительная сушка.
Расход свежего воздуха тот же
Доля отработанного воздуха
Количество циркулирующего воздуха
Расход тепла на калорифер
В этом варианте конвективной сушки помимо снижения температуры увеличивается влагосодержание воздуха на входе в сушилку, что создаёт ещё более благоприятные условия сушки для некоторых материалов (ткани и др.).
КИНЕТИКА СУШКИ
Исследование кинетики сушки обычно начинают с получения опытной зависимости влагосодержания и температуры материала от времени процесса сушки
;
Зависимость получается в лабораторной работе №24.
Л абораторная установка \схема есть в учебнике Стабникова\ отличается постоянством температуры воздуха \ t=const\ от реальной сушилки, в которой t=var. Схема установки представлена на рис. 177.
Рис. 177. Схема лабораторной циркуляционной сушилки.
1- вентилятор, 2- электрокалорифер, 3- сушильная камера, 4- влажный образец, 5- весы.
Влажный образец 4 /кусок асбеста/ подвешивается на рычаг весов 5 в сушильной камере 3. Фиксируется убыль массы образца с течением времени. Данные сводятся в таблицу 10.
Таблица 10.
Данные по сушке влажного образца.
Масса образца G, г |
Продолжительность сушки , мин |
Влагосодержание % U |
Gн =130г |
0 |
Uн= |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
Gкон.= 60г |
90 |
Uкон. |
Предварительно определяется масса абсолютно сухого образца Gсух. Тогда влагосодержание образца определяется по формуле:
Данные таблицы 10 представляются на графике рис. 178.
Р ис. 178. Опытная кривая сушки.
На опытной кривой сушки фиксируются:
Uн.; Uкр.; Uкон.; Uр.; 1; 2.
Критическое влагосодержание фиксируется на изломе прямой линии в криволинейную / Uкр./. Равновесное влагосодержание Uр. фиксируется горизонталью, к которой стремится кривая сушки при .
В реальной сушилке можно зафиксировать изменение температуры воздуха и материала с течением времени / Рис.179/.
В 1934 году А.В.Лыков предложил названия периодов сушки:
1- период постоянной температуры материала, 2- период повыщающейся температуры материала. Однако предложение не получило распространения.
В 1936 году американский ученый Т.К.Шервуд продифференцировал кривую сушки на рис. 178 и представил зависимость:
Шервуд ввёл понятия:
1- период постоянной скорости сушки,
2- период убывающей /падающей/ скорости сушки.
Р ис. 179. Изменение температуры воздуха и материала в реальной прямоточной сушилке. 1- воздух, 2- материал.
Построение /график/ Шервуда представлено на рис.180.
Рис. 180. Кривая скорости сушки по Т.К. Шервуду.
1- период постоянной, 2- период убывающей скорости сушки.
Фиксируются: N=a1/b1 – скорость сушки в первом периоде,
- коэффициент сушки.
Понятие процесса скорости сушки по Шервуду / изменение влагосодержания материала с течением времени/ не совпадает с понятием скорости сушки по дисциплине ПАПП / количество влаги, испарённое с единицы поверхности материала в единицу времени. [кг/(м2 . с] /155/