15 Холодильные установки, работающие с затратой тепловой энергии.
.
В одноступенчатых АБХМ («single effect», в
литературе иногда используется
термин «одноконтурные») хладагент
последовательно перемещается через
четыре основных компонента машины –
испаритель, абсорбер, десорбер и
конденсатор. Холодильный цикл
одноступенчатой АБХМ представлен на
рис. 1. Он очень похож на холодильный
цикл парокомпрессионной холодильной
машины. Схема одноступенчатой АБХМ
представлена на рис. 2. Хладагент
испаряется при понижении давления в
испарителе 1. Этот процесс идет с
поглощением теплоты. В отличие от
парокомпрессионной холодильной машины,
процесс понижения давления в испарителе
происходит не за счет работы компрессора,
а за счет объемного поглощения (абсорбции)
хладагента жидким абсорбентом в абсорбере
2. Затем абсорбент с поглощенным им
хлад-агентом (бинарный раствор) поступает
в десорбер 3. В десорбере бинарный раствор
нагревается за счет горения газа, паром
и т. д., в результате чего происходит
выделение хладагента из абсорбента.
Обедненный абсорбент из десорбера
возвращается в абсорбер. Хладагент
поступает под большим давлением в
конденсатор 4, где переходит в жидкую
фазу с выделением теплоты, а затем через
расширительный клапан 5 поступает в
испаритель, после чего начинается новый
цикл.
Схема одноступенчатой абсорбционной холодильной машины: 1 – испаритель; 2 – абсорбер; 3 – десорбер; 4 – конденсатор; 5 – расширительный клапан.
3.ПАХТ
3.1 Основные сведения о процессах и аппаратах химической технологии.
Классификация процессов и аппаратов химической технологии.
По основным кинетическим закономерностям процессы делятся:
1)гидродинамические – характеризуются законами гидродинамики (это наука о движении жидкостей и газов). К этим процессам относятся: перемещение жидкостей. Сжатие и перемещение газа, разделение жидких и газовых неоднородных систем в поле сил тяжести (отстаивание), в поле центробежных сил (центрифугирование), а также под действием разности давлений при движении через пористый слой (фильтрование).
2) тепловые – характеризуются законами теплопередач (это наука о распределении тепла). Такими процессами являются охлаждение, выпаривание, конденсация. К тепловым процессам относят процессы охлаждения, температура которых меньше температуры окружающей среды. Скорость тепловых процессов значительно зависит от гидродинамических условий (скоростей и режимов истечений), при которых осуществляется обмен между обменивающимися теплом средами.
3) массообменные – характеризуются переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. К этой группе процессов, описываемых законами массопередачи, относятся абсорбция, перегонка (или ректификация), экстракция из растворов, растворение и экстракция из поверхности пористых тел, кристаллизация, адсорбция и сушка.
Протекание процессов массообмена тесно связано с гидродинамическими условиями фаз на их границе.
4) химические – протекают со скоростью, связанной с законами химической кинетики. Однако химическим реакциям обычно сопутствует перенос массы и энергии и, соответственно, скорость химических процессов также зависит от гидродинамических условий. Вследствие этого скорость реакции подчиняется условиям макрохимической кинетики и определяется более медленным из последовательно протекающих химического взаимодействия и диффузии.
5) механические – описываются законами механики твердых тел. Эти процессы используются в основном для обработки конечных твердых продуктов, транспортирования кусковых и сыпучих материалов. К механическим процессам относятся: измельчение, транспортировка,
сортировка (классификация), смешение твердых веществ.
По способу протекания процесса:
Периодические процессы проводятся в аппаратах, в которые в определенные промежутки времени загружаются исходные материалы, после их обработки из исходных материалов получается конечный продукт. После разгрузки аппарата и его последующей загрузки процесс повторяется. Таким образом, периодические аппараты характеризуются тем, что все стадии его протекают в одном месте, но в разное время.
Непрерывные процессы осуществляются в проточных аппаратах. Поступление исходных материалов в аппарат и выгрузка конечных производится одновременно и непрерывно. Следовательно, непрерывные процессы характеризуются тем, что все его стадии протекают одновременно, но разобщены в месте, т.е. осуществляются в различных местах одного аппарата, или же в различных частях, составляющих одну установку.
Известны также комбинированные процессы. К ним относятся непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически, либо периодические процессы, одна или несколько стадий которых протекают непрерывно.
По изменению параметров процесса:
Стационарные или устанавливающиеся
Не стационарные –характеризует начало работы оборудования или его остановку.
Применение основных физических законов к расчету оборудования:
1. Материальный баланс выполняется на основании закона сохранения массы.
2. Энергетический баланс выполняется на основании закона сохранения энергии:
Тепловой баланс, выполняется для тех процессов где присутствует подвод или отвод тепла
Энергетический баланс, по его результатам находят расход энергии
3. Конструктивный расчет, цель определить основные геометрические характеристики оборудования.
4.Прочностной –расчет на прочность, жесткость, устойчивость от воздействия максимальных нагрузок.
5.Гидравлический, предназначен для определения потерь давления в результате прохождения среды через аппарат.
Система единиц измерения. Метод анализа размерностей. Если число представляет собой очень большое или очень маленькое число, то используют кратные величины: 106 –мега; 103 –кило; 10-1 –деци; 10-2 –санти; 10-3 –мили; 10-6 –микро; 10-9 –нано.
Некоторые величины являются безразмерными, а другие имеют единицы измерения. Количество единиц измерения должно быть минимальным. Исходные величины называются первичными, а все остальные производными.