Автоматизація процесу центрифугування рідких систем
У якості об’єкта керування під час автоматизації процесу центрифугування розглянемо центрифугу неперервної дії (рис.8). Отриманий у результаті центрифугування осад в подальшому, як правило, надходить в сушарку, енергетичні витрати якої визначаються в основному вологістю осаду, тому під час керування центрифугами завданням є отримання заданої (мінімально можливої при заданих умовах) вологості осаду. Це і буде метою керування.
Рис. 8. Типова схема автоматизації процесу центрифугування: 1 – барабан центрифуги; Б – момент на валу електродвигуна; 2 – рівень вібрації
У реальних умовах виробництва в центрифугу надходить збурення у вигляді зміни гранулометричного складу твердої речовини, початкової концентрації її в суспензії, в’язкості рідкої фази і т.д. найбільш сильним збурюючим впливом є зміна подачі суспензії. Зокрема, збільшення витрати суспензії веде до вимивання частини осаду з центрифуги і підвищення його вологості, а зменшення витрати порушує рівномірність шару осаду і приводить до сильної вібрації робота.
Для того щоб при наявності збурень досягалась мета керування, встановлюють центрифуги з високою роздільною здатністю.
Контролюються витрати суспензії і фугату, мутність фугату, кількість споживаючої електродвигуном електроенергії.
Найбільш поширеним способом розділення рідких неоднорідних систем під дією відцентрових сил є центрифугування (або фугування). Центрифугування – це процес зневоднення дрібних мокрих продуктів і розділення суспензій на рідку і тверду фази під дією відцентрових сил. Машини для здійснення таких операцій називаються центрифугами, які підрозділяються на фільтруючі, осаджувальні і комбіновані (осаджувально-фільтруючі).
Основна частина центрифуги – барабан (корзина) з суцільними або дірчастими стінками, що обертається з великою швидкістю на вертикальному або горизонтальному валу.
Автоматизація процесу мокрого очищення газів
У якості об’єкта керування розглянем форсуночну трубу Вентурі, в якій рідина під невеликим тиском подається через розпилювач, встановлений паралельно газовому потоку, який рухається з великою швидкістю (рис. 9).
Рис. 9. Типова схема автоматизації вологого очищення газів: 1 – корпус труби Вентурі; 2 – форсунки; 3 – регулююча горловина
Рух газового потоку в трубі Вентурі можна подати як рух газу через рух крапель рідини зі швидкістю, рівною відносній швидкості фаз. З цього виплаває, що кінцева концентрація пилу буде залежати від кількості і розміру крапель, визначаючих якість фільтра, від кількості газу, який рухається через фільтр, тобто від витрати газу.
Для ефективного застосування труб Вентурі необхідно регулювати тиск рідини перед форсункою і перепад тиску газу.
Література: [1], С. 141-166.
Тема 3. Теплові процеси
Лекція 1. Основні види теплових процесів
План
Основні відомості про теплові процеси
Процес нагрівання
Процес охолодження
Процес випаровування
Процес випарювання
Процес конденсації
Процес кристалізації
1. Основні відомості про теплові процеси
Температура є одним з найважливіших технологічних та економічних факторів більшості промислових виробництв. Підтримання у апаратах необхідної температури майже завжди поєднується з необхідністю підводу, або відводу тепла з метою нагрівання або охолодження об’єктів, які обробляються. У всіх цих випадках, як наслідок, необхідно виконати перенесення тепла із одного місця виробництва в інше — від теплоносіїв до об’єктів, що нагріваються, від речовини, що охолоджується до холодоагентів, від однієї частини тіла до іншої.
Основна характеристика будь-якого теплового процесу – це кількість тепла, що передається: від цієї величини залежать розміри теплообмінних апаратів. Основним розміром теплообмінного апарата є теплопередаюча поверхня (поверхня теплообміну).
Процес переносу тепла називається теплообміном, його рушійною силою є різниця температур.
Перенесення тепла здійснюється трьома різними способами:
теплопровідністю,
конвекцією (конвективним теплообміном),
випроміненням.
Кожен з цих способів має свої закономірности, які складають предмет теорії теплопередачі.
Теплопровідністю називають процес передачі тепла між частинами тіла, що торкаються одна одної; при цьому теплова енергія передається всередині тіла від одних частинок до інших внаслідок коливального руху. Процес теплопровідності спостерігається у твердих тілах і в тонких шарах рідин і газів.
Конвентивним теплообміном (конвекцією) називають процес переносу тепла внаслідок руху та перемішування макроскопічних об’ємів газу та рідин.
Тепловим випроміненням називають процес розповсюдження тепла у вигляді електромагнітних хвиль (електрочервоне випромінення). У випромінюючому тілі тепло перетворюється у енергію випромінення, яка розповсюджується у просторі. Зустрічаючи на своєму шляху будь-яке тіло, пучкова енергія частково перетворюється у тепло, частково відбивається від цього тіла і частково проходить через нього наскрізь.
Існує два види теплообміну:
тепловіддача,
теплопередача.
Тепловіддачею називають процес теплообміну між твердим тілом (наприклад, стінкою апарата) і рідиною (або газом, що прилягає до стінки).
Теплопередачею називається теплообмін між рідинами, газами, між рідиною і газом, розділених стінкою. Література: [5], С.108-110
До теплових процесів належать:
нагрівання,
охолодження,
конденсація,
випаровування.
У технологічних процесах виробництв галузей народного господарства широко застосовують нагрівання сировини, матеріалів та напівфабрикатів за допомогою теплообмінної апаратури.
Для кожного виробництва розраховуються і підбираються теплообмінники залежно від продуктивності, температурних умов проведення.