11 Билет

1) Конденсация. Поверхностная конденсация. Расчет поверхности теплообмена кожухотрубного теплообменника при конденсации перегретого пара.

Конденсация - переход вещества из газообразного состояния в жидкое или твёрдое вследствие его охлаждения или сжатия.

Конденсация бывает поверхностная и объемная.

Поверхностная конденсация.

В трубное пространство подается вода.

t_пп- температура перегретого пара,

t_к - температура конденсата

I зона – зона снятия перегрева пара

II зона – зона конденсации

III зона – зона охлаждения конденсата

F – площадь поверхности передачи количества тепла, которое передается в I зоне.

скрытая теплота парообразования

Re ↑ → Nu ↑ → ↑

2) Принципиальные схемы сушки. Типы сушилок. Кинетика сушки. Массобмен в период постоянной скорости сушки. Массобмен во втором периоде сушки.

Сушка – массообменный процесс извлечения влаги из твердого материала путем перевода ее в парообразное состояние и отвода образующихся паров.

Способы сушки:

- кондуктивная сушка – передача тепла к высушиваемому материалу через поверхность, прямого контакта нет;

- конвективная (газовая, воздушная) – происходит контакт высушиваемого материала с теплоносителем;

- индукционная (деэлектрическая) – с помощью микроволновых волн;

- радиационная – с помощью инфракрасных лючей;

- сублимационная – нет перехода во влагу (Т -> П).

Технологические схемы процесса сушки:

1) простая (однократная) сушка

2) сушка с частичной циркуляцией сушильного агента – используется для понижения температуры сушки, энергетические расходы не изменились.

3) сушка с промежуточным подогревом сушильного агента – используется для понижения процесса сушки, задается t₁ – температура нагрева сушильного агента, t_п – предварительная температура после сушки, энергетические затраты одинаковые.

4) сушка с полной циркуляцией сушильного агента – используется для вредных, опасных для окружающей среды веществ, когда невозможен контакт с кислородом воздуха сушильного агента.

DA – нагрев сушильного агента

Кинетика сушки.

Кривая сушки.

Скорость сушки пропорциональна относительно приращения концентрации во времени.

I – характеризуется постоянной скоростью сушки

II – характеризуется падающей скоростью сушки

- уравнение Щукарева-Нернста

В первый момент времени удаляется влага на поверхности – скорость сушки постоянна. Второй процесс определяется скоростью диффузии влаги из нижних слоев к поверхности.

- уравнение Лыкова

1) растрескивание – увеличение поверхности передачи влаги

2) коркообразование – на поверхности образуется корка, скорость замедляется

Параметры, влияющие на процесс сушки:

1) t ↑

2) Р ↓

3) w ↑ (скорость потока)

4) х ↓

5) перемешивание – исчезает II этап

3) Потери по длине трубопровода. Закон Пуазейля. Формула Дарси.

Для ламинарного режима

при r = R →

(1) – скорость в ламинарном течении

(2)

Подставив (1) в (2), получим - закон Пуазейля

Так как Q = const = → const

(горизонтальность сечения)

– потери по длине трубопровода

→

- формула Дарси

Потери по длине для турбулентного режима:

, – коэффициент гидравлического сопротивления

(3)

– относительная шероховатость

Зависимость (3) исследовал Никурадзе и получил следующие соотношения:

I – ламинарный режим течения , δ >> Δ

II - , δ > Δ

III - , δ ~ Δ

IV – автомодельный режим течения , δ < Δ