Калишук 1998

кг/м2; fсв – адноснае свабоднае сячэнне для праходу газа па талерцы,

залежыць ад яе тыпу [22, 57–61].

Велічыню Pп можна разлічваць па формулах (5.58) [22], (1.46, 1.47) [20], (1.63–1.65) [21], (ХІ.54, ХІ.55) [1] і інш.

дыяметр адтулін або шчылін, праз якія газ уваходзіць ў вадкасць на талерцы, м.

Гідраўлічнае супраціўленне сухога насадкавага абсорбера Pcн,

газавай сумесі пры рабочых умовах, Па с.

Гідраўлічнае супраціўленне насадкавага абсорбера са змочанай насадкай Pзм, Па, можна разлічыць па формуле [6].

дзе Lм i Gм – масавыя расходы вадкасці і газу праз абсорбер

адпаведна, кг/с; ρx – шчыльнасць вадкасці, кг/м3.

Да п.6. Вызначаюць дыяметры асноўных тэхналагічных штуцэраў: для падводу і адводу газавай сумесі, для падводу і адводу абсарбента. Разліковы дыяметр штуцэра:

дзе V – аб‘ёмны расход асяроддзя праз штуцэр пры рабочых умовах, м3/с; wp – рэкамендуемая скорасць асяроддзя ў штуцэры, м/с.

Велічыню wp бяруць па [1, 20–22] у залежнасці ад уласцівасцей

асяроддзя і ўмоў яго цячэння. Разліковы дыяметр штуцэра прыводзяць да стандартызаванага па рэкамендацыях [34].

5. РЭКАМЕНДАЦЫІ ДА РАЗЛІКАЎ РЭКТЫФІКАЦЫЙНЫХ КАЛОН

Па заданню студэнту неабходна зрабіць разлікі рэктыфікацыйнай калоны няспыннага дзеяння для раздзялення бінарнай сумесі. Зададзены: прадукцыйнасць калоны па зыходнай сумесі, канцэнтрацыя лёгкалятучага кампанента (ЛЛК) у зыходнай сумесі, дыстыляце і кубавым астатку.

Парадак разлікаў наступны:

1)выконваюць разлікі матэрыяльнага балансу калоны ў цэлым;

2)вызначаюць умовы раўнавагі, мінімальны і рабочы лік флегмы, атрымліваюць раўнанні рабочых ліній;

3)вызначаюць расход пары праз калону і дыяметр калоны;

4)вызначаюць вышыню калоны;

5)разлічваюць гідраўлічнае супраціўленне калоны;

6)вызначаюць дыяметр штуцэраў;

7)выконваюць цеплавыя разлікі калоны.

Пры разліках можна карыстацца прыкладамі, якія пададзены ў дапаможніках [20, с.315–325], [21, с.351–361], [22, с.228–244].

Тлумачэнні да парадку разлікаў.

Да п.1. Прадукцыйнасць калоны па дыстыляце GD , кг/с, кубавым

і дыстыляце адпаведна, кг/кг.

Да п.2. Раўнаважны склад вадкасці і пары для бінарнай сумесі, а таксама яе тэмпературу ў стане раўнавагі можна вызначыць па даведніках [35, 36] і дапаможніках [20, 21]. Па гэтых даных патрэбна выканаць лініі раўнавагі ў каардынатах x − y i t − x, y, дзе x і y –

малярныя долі ЛЛК у вадкасці і пары адпаведна, кмоль/кмоль; t – тэмпература, К.

дзе y*F – малярная доля ЛЛК у пары, якая знаходзіцца ў стане

Аптымальную велічыню ϕ можна вызначыць шляхам спрошча-

Пры даследванні функцыі N( R +1) = f (ϕ) рэкамендуецца задавацца ϕ у межах ад 1,1 да 3,0. Колькасць тэарэтычных талерак вызначаюць для кожнага значэння ϕ графічна. Для гэтага на x − y −дыяграме з нанесенай лініяй раўнавагі выконваюць рабочыя лініі калоны згодна

дыстыляту адпаведна, кмоль/с.

Колькасць тэарэтычных талерак вызначаюць аналагічна таму, як іх вызначаюць пры разліках абсорбера (глядзі тлумачэнні да п.4 раздзела 4). Пры гэтым прыступкі ўпісваюць паміж лініямі раўнавагі і

Пасля падстаноўкі рабочага ліку флегмы ў (73), (74) атрымліваюць раўнанні рабочых ліній для ўмоў работы калоны. Гэтыя рабочыя лініі наносяць на x − y −дыяграму.

Да п.3. Малярны расход пары праз калону G , кмоль/с:

Аб‘ёмны расход пары праз калону V , м3/с, разлічваюць асобна для верхняй і ніжняй частак калоны. У далейшым апісанні верхні індэкс «’» будзе адпавядаць сярэднім параметрам верху калоны, індэкс «”» – сярэднім параметрам нізу калоны. Сярэдні склад пары y′ і y′′

вызначаюць па адпаведных раўнаннях рабочых ліній у залежнасці ад сярэдняга складу вадкасці x′ і x′′, кмоль/кмоль, які разлічваюць:

дзе M ′y і M ′′y – сярэднія малекулярныя масы пары ўверсе і знізу

калоны адпаведна, кг/м3.

Сярэднюю шчыльнасць вадкасці ўверсе і знізу калоны

вызначаюць па даведніках або разлічваюць па яе складу x′( x′′) і тэмпературы t′( t′′).

Разлік рабочай скорасці пары ў талеркавых рэктыфікацыйных калонах выконваюць такім жа чынам, як рабочай скорасці газу ў талеркавых абсорберах (глядзі тлумачэнні да п.3 раздзела 4). Рабочую скорасць пары ў насадкавай рэктыфікацыйнай калоне можна вызначыць з выкарыстаннем раўнання (6.9) з [22]. Дыяметр калоны вызначаюць паасобку для верхняй і ніжняй яе частак, замест расходу газу ў раўнанне (49) падстаўляюць расход пары. Калі разлічаныя дыяметры верхняй і ніжняй частак калоны блізкія (розніца не перавышае 0,2 м), то прымаюць пастаянны па ўсёй вышыні калоны дыяметр. Калі розніца разлічаных дыяметраў калоны большая, то яе прымаюць з рознымі дыяметрамі верхняй і ніжняй частак. Адпаведна рэкамендацыям п.3 раздзела 4 робяць пераразлік скорасці пары на стандартызаваныя дыяметры.

Да п.4. Вышыню талеркавай калоны найпрасцей вызначыць праз колькасць тэарэтычных талерак і іх эфектыўнасць (глядзі тлумачэнні да п.4 раздзела 4). Эфектыўнасць талерак можна знайсці па графічнай залежнасці η = f (αμx ), дзе α – адносная лятучасць кампанентаў

сумесі; μx – дынамічная вязкасць вадкай сумесі, мПа·с. Названыя

графікі змешчаны на мал.11.28 [32], 6.5 [20], 7.4 [21].

Колькасць тэарэтычных талерак і η вызначаюць паасобку для верху і нізу калоны. Пры гэтым α і μx бяруць для складу вадкасці x′ і

x′′ адпаведна.

Колькасць талерак можна вызначыць таксама з дапамогай другіх методык, напрыклад раўнанняў (6.30–6.38) з дапаможніка [22].

Пры разліках вышыні насадкавых калон звычайна вызначаюць колькасць адзінак пераносу noy , іх вышыню hoy . Методыка і прыклад

разлікаў вышыні насадкавай калоны пададзены ў дапаможніку [22] на с.232–235.

Разлік вышыні верхняй і ніжняй частак калоны паасобку дазваляе вызначыць месцазнаходжанне штуцэра для падводу зыходнай сумесі, а таксама патрэбен для разлікаў гідраўлічнага супраціўлення, у першую чаргу з-за значнага адрознення расходаў вадкасці ў розных частках калоны.

Вызначэнне агульнай вышыні калоны аналагічна разлікам агульнай вышыні абсорбера (п.4 да раздзела 4).

Да п.5. Разлік гідраўлічнага супраціўлення верхняй і ніжняй частак калоны выконваюць паасобку. Агульнае гідраўлічнае супраціўленне калоны складаецца з гідраўлічных супраціўленняў яе верху і нізу.

Гідраўлічнае супраціўленне талерак (насадкі) разлічваюць з улікам рэкамендацый да п.5 раздзела 4. У сувязі з тым, што шчыльнасць арашэння для насадкавых рэктыфікацыйных калон невялікая, гідраўлічнае супраціўленне змочанай насадкі можна разлічваць па раўнанню [1, 22]:

дзе в – каэфіцыент, велічыня якога залежыць ад тыпу і памераў насадкі.

Да п.6. Разлічваюць памеры штуцэраў для падводу зыходнай сумесі, флегмы, адводу пары і кубавага астатку. Штуцэры для выхаду кубавага астатку ў кіпяцільнік і ўваходу паравадкаснай сумесі бяруць адпаведна штуцэрам кіпяцільніка. Пры разліках прытрымліваюцца рэкамендацый п.6 раздзела 4.

Да п.7. Разлічваюць цеплавую магутнасць падагравальніка зыходнай сумесі QF , халадзільнікаў для ахалоджвання кубавага

астатку QW , для ахалоджвання дыстыляту QD , дэфлегматара Qд і кіпяцільніка Qк (у Вт).

цеплаёмістасць зыходнай сумесі, кубавага астатку і дыстыляту адпаведна, Дж/(кг.К); tF , tFП , tW , tWК , tD , tDК – тэмпературы зыход-

най сумесі на ўваходзе ў калону і пачатковая, кубавага астатку на выхадзе з калоны і канечная, дыстыляту на выхадзе з дэфлегматара і канеч-

ная адпаведна, К; rD – адносная цеплыня кандэнсацыі дыстыляту,

Дж/кг.

Велічыні тэмператур вызначаюць: tFП – з задання; tF і tW – як тэмпературы кіпення зыходнай сумесі і кубавага астатку; tD – як тэмпературу кандэнсацыі дыстыляту; tWК і tDК – прымаюць у межах 300–310 К. Значэнні cF , cW , cD , rD вызначаюць адпаведна складу

сумесяў і тэмпературы.

Згодна з заданнем цяпло на падагрэў зыходнай сумесі QF трэба

часткова альбо цалкам атрымліваць за кошт адбору цяпла кубавага астатку QW або цяпла кандэнсацыі пары дыстыляту і флегмы Qд.

Вывады і адпаведныя разлікі робяць грунтуючыся на аналізе велічыні цеплавых магутнасцей і тэмпературы патокаў.

Разлічаныя згодна з рэкамендацыямі гэтага пункта цеплавыя магутнасці з‘яўляюцца базай для падбору канкрэтных цеплаабменнікаў і разлікаў расходаў грэючых і ахалоджваючых цепланосьбітаў у іх (выконваюць згодна з п.п. 2–6 раздзела 2 дадзенай метадычнай распрацоўкі).

6. РЭКАМЕНДАЦЫІ ДА РАЗЛІКАЎ СУШЫЛАК

Найбольш распаўсюджанымі сушылкамі для сушкі цвёрдых матэрыялаў з‘яўляюцца канвектыўныя. Студэнты адпаведна заданню павінны разлічыць сушылку няспыннага дзеяння, барабанную або аднакамерную з кіпячым слоем. З задання з‘яўляюцца вядомымі матэрыял, які сушыцца, велічыня яго кавалкаў (часцінак); прадукцыйнасць сушылкі; пачатковая і канечная вільготнасць матэрыяла; месца ўстаноўкі сушылкі. Могуць быць таксама зададзены пачатковая і канечная тэмпературы матэрыяла і сушыльнага агента, сушыльны агент, паліва. Пры разліках можна карыстацца прыкладамі, якія пададзены ў [20–22, 37], рэкамендацыямі [1-6, 38-43].

Агульны парадак разлікаў сушылкі наступны:

1)выбраць тып сушылкі, сушыльны агент;

2)выканаць матэрыяльны баланс па матэрыялу;

3)зрабіць выбар (разлікі) параметраў сушыльнага агента на ўваходзе ў сушылку;

4)выканаць разлікі ўнутранага цеплавога балансу сушылкі;

5)вызначыць параметры сушыльнага агента на выхадзе з сушылкі, яго расход;

6)вызначыць расход цяпла на сушку;

7)выканаць разлікі асноўных памераў сушылкі;

8) разлічыць таўшчыню цеплавой ізаляцыі. Тлумачэнні да парадку разлікаў сушылак.

Да п.1. Барабанныя сушылкі выкарыстоўваюць для сушкі кускавых і зярністых сыпучых матэрыялаў. Тып насадкі ў барабане залежыць ад памераў кавалкаў (часцінак) матэрыялу, ад схільнасці яго да наліпання [1–6, 38, 39]. Для глыбокага выдалення вільгаці з тэрмастойкіх матэрыялаў можна выкарыстоўваць супрацьточныя сушылкі. Для сушкі матэрыялаў з невысокай тэрмастойкасцю выкарыстоўваюць праматочныя сушылкі. Праматочныя сушылкі маюць большы тэрмічны ККДз, але скорасць сушкі ў іх ніжэйшая.

Сушылкі з кіпячым слоем добра сябе паказваюць пры сушцы матэрыялаў, якія ўтрымліваюць у асноўным нязвязаную вільгаць. Іх выкарыстоўваюць для сушкі някрохкіх, неабразіўных, не схільных да зліпання зярністых матэрыялаў. Памер часцінак матэрыялаў звычайна не большы за 5 мм.

Для сушкі тэрмастойкіх матэрыялаў, якім не шкодзіць забруджванне прадуктамі гарэння паліва, ужываюць дымавыя газы. Тэмпературу дымавых газаў даводзяць да патрэбнай, разбаўляючы іх паветрам. Паветрам сушаць матэрыялы, забруджванне якіх пры сушцы непажадана. Пачатковую і канечную тэмпературы сушыльнага агента (рэжым сушкі) выбіраюць па рэкамендацыях [22, 39] адпаведна матэрыялу, або самастойна, з улікам яго тэмператур плаўлення, разлажэння, абвуглення і інш.

Да п.2. Прадукцыйнасць сушылкі па выдаленай вільгаці W , кг/с:

дзе Gп – прадукцыйнасць сушылкі па зыходнаму вільготнаму матэрыялу, кг/с; Uп і Uк – пачатковая і канечная вільготнасць

матэрыялу адпаведна (калі лічыць на агульную масу), кг/кг. Прадукцыйнасць сушылкі па высушанаму матэрыялу Gк, кг/с:

Прадукцыйнасць сушылкі па абсалютна сухому матэрыялу Gсух ,

кг/с:

Да п.3. Пачатковую тэмпературу сушыльнага агента (на ўваходзе ў сушылку) t1, оС, выбіраюць згодна з рэкамендацыямі п.1 дадзенага

раздзела. Утрыманне вільгаці ў ім x1 , кг/кг сухога газу, і энтальпія I1,

Дж/кг сухога газу, залежаць ад параметраў навакольнага паветра. Параметры навакольнага паветра бяруць адпаведна месцазнаходжанню

вызначаюць сумесным рашэннем раўнанняў матэрыяльнага і цеплавога балансу па сушыльнаму агенту:

рэкамендуецца браць блізкімі да велічыні x2 пры t2 для варыянта тэарэтычнай сушкі . На дыяграму стану вільготнага газу наносяць

ізатэрмай t2 вызначаюць сапраўдныя велічыні x2 і I2 .

Масавыя расходы вільготнага сушыльнага агента, яго аб‘ёмныя расходы вызначаюць адпаведна ўмовам (тэмпература, утрыманне вільгаці, ціск) [20,21].

Да п.6. Расход цяпла на сушку Q, Вт:

дзе Io – адносная энтальпія паветра на ўваходзе ў каларыфер (топку)

сушылкі, Дж/кг сухога паветра.

Для сушылак з сушыльным агентам – дымавымі газамі – па велічыні Q праводзяць разлік расходу паліва.

Да п.7. Разлікі асноўных параметраў барабана барабаннай сушылкі рэкамендуецца весці па [22] (глядзі с.291–303), [37] (глядзі

с.8). Найпрасцей аб‘ём барабана V , м3, вызначыць праз напругу барабана па вільгаці A, кг/(м3.с):

адпаведна матэрыялу і рэжыму яго сушкі. Даўжыню і дыяметр барабана прымаюць з улікам звестак з [22,44,45].

Памеры сушыльнай камеры сушылкі з кіпячым слоем можна разлічыць па методыцы [22] (глядзі с.305–309).