Дз.Р. Калішук, М.П. Саевіч Працэсы і апараты хімічных вытворчасцей

дзе РЛК і РЦК – ціскі насычанай пары ЛК і цяжкалятучага кампанента (ЦК) сумесі пры сярэдняй тэмпературы вадкасці ў калоне адпаведна, Па.

ККДз талерак вызначаюць па дапаможніку [6] з графічнай залежнасці на рысунку 7.4 з выкарыстаннем у неабходных выпадках папраўкі, якую бяруць па рысунку 7.5 (залежнасць на рысунку 6.6, дапаможнік [7]). Папраўка па рысунку 7.5 [6] улічвае ўплыў даўжыні шляху вадкасці на талерцы на велічыню ККДз. Даўжыню шляху вадкасці на талерцы вызначаюць з улікам схемы, якая паказана на рысунку 7. На гэтым рысунку: Dк – дыяметр калоны (талеркі); П – перыметр пераліву; l – даўжыня шляху вадкасці.

Рабочую скорасць пары ў калоне пры рашэнні задачы 8Г разлічваюць па ўраўненню (64), расход дыстыляту вызначаюць з залежнасці (79).

Пры рашэнні задачы 8Д вызначаюць і разлічваюць умовы раўнавагі сумесі (з пабудовай лініі раўнавагі на х− у -дыяграме і t− х− у - дыяграмы); малярную і масавую долі ЛК у зыходнай сумесі і прадуктах раздзялення; масавыя расходы зыходнай сумесі і дыстыляту; мінімальны і рабочы флегмавыя лікі; рабочыя лініі калоны; лікі тэарэтычных і сапраўдных талерак; вышыню талерчатай часткі калоны; адносную цеплату кандэнсацыі пары флегмы і дыстыляту; цеплавую магутнасць дэфлегматара.

Рэкамендацыі для выканання задач 9А–9Д

Перад выкананнем задач 9А–9Д неабходна вывучыць па падручніках тэму «Сушка, сушыльныя апараты і ўстаноўкі» і азнаёміцца па дапаможніку [6] з матэрыялам на с. 423–430 і прыкладамі 10.1–10.24, а таксама з прыкладамі разлікаў сушылак на с. 456–464 (па дапаможніку [7]

– з матэрыялам на с. 372–379, прыкладамі 9.1–9.26, а таксама з прыкладамі разлікаў сушылак на с. 407–414). Колькасць вільгаці ў матэрыяле пры сушцы вызначаецца праз яго вільготнасць u , кг вільгаці/кг вільготнага матэрыялу, і праз змяшчэнне вільгаці u' , кг вільгаці/кг сухога матэрыялу. Такім чынам, u – гэта масавая доля вільгаці ў матэрыяле, u' – адносная масавая доля вільгаці ў матэрыяле. Носьбітам вільгаці (фазай, якая адводзіць пару вільгаці ад матэрыялу; сушыльным агентам) пры тэрмічнай сушцы з’яўляецца вільготны газ. Пры канвектыўнай сушцы гэты газ адначасова з’яўляецца і цепланосьбітам. У якасці сушыльнага агента

Дз.Р. Калішук, М.П. Саевіч Працэсы і апараты хімічных вытворчасцей

звычайна выкарыстоўваюцца паветра або дымавыя газы, якія з мэтай паніжэння тэмпературы папярэдне разбаўленыя паветрам. Разбаўленыя паветрам дымавыя газы блізкія па сваіх складзе і фізічных уласцівасцях да паветра. З-за таго што адной з фаз пры сушцы з’яўляецца вільготны газ, веданне і ўжыванне яго параметраў (тэмпература, тэмпература мокрага тэрмометра, тэмпература пункта расы, адносная вільготнасць, змяшчэнне вільгаці, энтальпія, парцыяльны ціск пары вільгаці і інш.) неабходныя пры разліках матэрыяльнага і цеплавога балансаў, кінетычных канстант сушыльных працэсаў і апаратаў. Параметры вільготнага паветра прасцей за ўсё знайсці па дыяграме стану вільготнага паветра ( I −x -дыяграме, дыяграме Рамзіна). Гэтая дыяграма для тэмператур паветра не большых за 200°С прадстаўлена на рысунку 10.1 [6] (на рысунку 9.1 [7]). Параметры вільготнага паветра могуць быць вызначаны і аналітычна. Для гэтага павінны быць вядомы яго тэмпература Т , К, і адносная вільготнасць φ (або змяшчэнне вільгаці х , кг вільгаці/кг сухога паветра).

Змяшчэнне вільгаці ў паветры

дзе Рн – ціск насычанай пары вады пры тэмпературы Т , Па; П – агульны ціск парагазавай сумесі, Па;

Рнр – ціск насычанай пары вады пры тэмпературы пункта расы, Па.

Велічыня Рн у залежнасці ад Т для тэмператур ад 253 да 353 К прыведзена ў табліцы 5 дадатку А.

Пры рашэнні задачы 9А вызначаюць і разлічваюць: расход вільгаці, якая выдаляецца з матэрыялу ў сушылцы; прадукцыйнасць сушылкі па

Дз.Р. Калішук, М.П. Саевіч Працэсы і апараты хімічных вытворчасцей

зыходным і высушаным матэрыяле; змяшчэнне вільгаці і энтальпію для паветра на ўваходзе ў каларыфер; энтальпію паветра на выхадзе з каларыфера; энтальпію паветра на выхадзе з сушылкі; змяшчэнне вільгаці для паветра на выхадзе з сушылкі; масавы расход сухога паветра праз сушылку; цеплавую магутнасць каларыфера сушылкі; масавы расход вільготнага паветра на выхадзе з сушылкі і яго шчыльнасць; аб’ёмную прадукцыйнасць выцяжнога вентылятара. Пры рашэнні дадзенай задачы энтальпію паветра на выхадзе з сушылкі I 2 , кДж/кг сухога паветра, вызначаюць сумесным рашэннем ураўненняў цеплавога балансу для сапраўднай і тэарэтычнай сушылак. Гэтыя ўраўненні запісваюць для адносных расходаў цяпла (расходаў цяпла ў разліку на 1 кг вільгаці, якая выдаляецца) пры выкананні ўмовы, што параметры вільготнага паветра на выхадзе з сапраўднай і тэарэтычнай сушылак аднолькавыя:

(уваходзе ў сушылку), уваходзе ў каларыфер і выхадзе з сушылкі адпаведна, кДж/кг сухога паветра;

– рознасць адносных расходаў цяпла ў сапраўднай і тэарэтычнай сушылках, кДж/кг вільгаці;

дзе W – расход вільгаці, якая выдаляецца з матэрыялу ў сушылцы, кг/с; V – карысны аб’ём сушылкі, м3.

Дз.Р. Калішук, М.П. Саевіч Працэсы і апараты хімічных вытворчасцей

I, кДж/кг сухога паветра

x, кг/кг сухога паветра

Рыс. 8. I −x -дыяграма вільготнага паветра для тэмпературы ад 0 да 700°С

Шчыльнасць вільготнага паветра можна вызначыць па ўраўненню (34) з дадзенага дапаможніка або з выкарыстаннем залежнасцей (10.11) або (10.12) з дапаможніка [6] (залежнасці (9.8) з дапаможніка [7]).

Пры рашэнні задачы 9Б вызначаюць і разлічваюць: вільготнасць матэрыялу на ўваходзе ў сушылку; прадукцыйнасць сушылкі па зыходным матэрыяле; энтальпію газаў на ўваходзе ў сушылку; змяшчэнне вільгаці ў

Дз.Р. Калішук, М.П. Саевіч Працэсы і апараты хімічных вытворчасцей

газах на выхадзе з тэарэтычнай сушылкі (пры выкананні ўмовы, што энтальпія газаў на выхадзе з сушылкі роўная іх энтальпіі на ўваходзе ў сушылку); змяшчэнне вільгаці і энтальпію газаў на выхадзе з сапраўднай сушылкі; масавы расход вільгаці, якая выдаляецца з матэрыялу ў сушылцы; масавы расход сухіх газаў праз сушылку; масавы расход вільготных газаў на ўваходзе ў сушылку; іх шчыльнасць на ўваходзе ў сушылку (выкарыстаць рэкамендацыі да рашэння задачы 8А); аб’ёмны расход газаў на ўваходзе ў сушылку; тэмпературы мокрага тэрмометра для газаў на ўваходзе ў сушылку і на выхадзе з яе; змяшчэнне насычанай пары вільгаці пры тэмпературах мокрага тэрмометра на ўваходзе ў сушылку і на выхадзе з яе; сярэднюю рухальную сілу сушкі; аб’ём барабана; дыяметр і даўжыню

дзе xн1 і xн2 – змяшчэнні насычанай пары вільгаці пры тэмпературах мокрага тэрмометра на ўваходзе ў сушылку і на выхадзе з яе адпаведна, кг/кг сухога паветра.

Расход вільгаці, якая выдаляецца з матэрыялу ў сушылцы, W , кг/с, звязаны з разліковым аб’ёмам барабана V p , м3, наступным чынам:

дзе βV – аб’ёмны каэфіцыент масааддачы, кг/(м3·с).

Параметры дымавых газаў пры рашэнні задачы 9Б належыць вызначаць па I − x -дыяграме, якая змешчана на рысунку 8.

Пры рашэнні задачы 9В вызначаюць і разлічваюць абсалютны ціск пары ў каларыферы і яе тэмпературу; тэмпературу паветра на выхадзе з каларыфера; сярэднюю розніцу тэмператур цепланосьбітаў у каларыферы; агульны расход цяпла на сушку; энтальпію і змяшчэнне вільгаці ў паветры на ўваходзе ў каларыфер; энтальпію паветра на выхадзе з каларыфера; масавы расход сухога паветра праз каларыфер і сушылку; масавы і аб’ёмны расходы вільготнага паветра на ўваходзе ў каларыфер; энтальпію паветра на выхадзе з сушылкі; тэмпературу паветра на выхадзе з сушылкі, змяшчэнне вільгаці ў ім; расход вільгаці, якая выдаляецца з матэрыялу ў

Дз.Р. Калішук, М.П. Саевіч Працэсы і апараты хімічных вытворчасцей

сушылцы; адносны расход цяпла на сушку; прадукцыйнасць сушылкі па абсалютна сухім матэрыяле; адносную цеплату кандэнсацыі грэючай пары ў каларыферы і яе расход.

Пры рашэнні задачы 9Г вызначаюць і разлічваюць: плошчу паверхні валка, якая пакрыта пастай; тэмпературу грэючай пары; расход пары вільгаці, якая выдаляецца з пасты ў разліку на 1 м2 паверхні; каэфіцыент цеплааддачы ад паверхні пасты да паветра; каэфіцыент цеплаперадачы ад грэючай пары да паветра; шчыльнасць цеплавога патоку ад грэючай пары да паветра; агульны расход цяпла ў сушылцы; расход вільготнага (зыходнага) матэрыялу ў разліку на 1 кг вільгаці, якая выдаляецца; прадукцыйнасць сушылкі па вільгаці, якая выдаляецца; прадукцыйнасць па вільготным і высушаным матэрыяле; адносную цеплату кандэнсацыі грэючай пары і яе расход. Прыклад на с. 463, 464 дапаможніка [6] (на с. 413, 414 дапаможніка [7]) змяшчае шмат інфармацыі, якая можа быць выкарыстана пры рашэнні задачы 9Г. Формула для вызначэння расходу пары вільгаці, якая выдаляецца з пасты ў разліку на 1 м2 паверхні, W п , кг/ (м2·с), з выкарыстаннем адзінак вымярэння фізічных велічынь СІ мае наступны выгляд:

Вызначэнне тэмпературы паверхні матэрыялу праводзіцца метадам

дзе b – каэфіцыент, які ўлічвае страты цяпла;

q – шчыльнасць цеплавога патоку ад грэючай пары да паветра, Вт/м2; F п – плошча паверхні валка, якая пакрыта пастай, м2.

Расход цяпла Q таксама вызначаецца з ураўнення цеплавога балансу:

Дз.Р. Калішук, М.П. Саевіч Працэсы і апараты хімічных вытворчасцей

дзе W – агульны расход вільгаці, якая выдаляецца з матэрыялу, кг/с; rп.в – адносная цеплата параўтварэння пары вільгаці, Дж/кг;

gп – расход вільготнага матэрыялу ў разліку на 1 кг вільгаці, якая выдаляецца, кг/кг; с – цеплаёмістасць вільготнага матэрыялу, Дж/(кг·К);

tп.п – канечная тэмпература матэрыялу (тэмпература паверхні пасты), К;

tп – пачатковая тэмпература матэрыялу, К.

Зураўнення матэрыяльнага балансу

дзе Gп – расход зыходнага (вільготнага) матэрыялу, кг/с.

Пры рашэнні задачы 9Д вызначаюць і разлічваюць: прадукцыйнасць сушылкі па высушаным матэрыяле і па вільгаці, якая выдаляецца; змяшчэнне вільгаці ў паветры на ўваходзе ў сушылку і на ўваходзе ў каларыфер; тэмпературу, энтальпію, пункт расы для паветра на ўваходзе ў каларыфер; тэмпературу мокрага тэрмометра для паветра на выхадзе з сушылкі (прыняць за тэмпературу матэрыялу на выхадзе з сушылкі); адносныя страты цяпла на нагрэў матэрыялу, у навакольнае асяроддзе; адносную колькасць цяпла, якое ўносіцца ў сушылку вільгаццю; рознасць адносных расходаў цяпла ў сапраўднай і тэарэтычнай сушылках; энтальпію паветра на выхадзе з сушылкі; змяшчэнне вільгаці ў паветры на выхадзе з сушылкі; масавы расход сухога паветра; агульны расход цяпла на сушку; цеплавы ККДз сушылкі. Рознасць адносных расходаў цяпла ў сапраўднай і тэарэтычнай сушылках (пры адсутнасці транспартных

дзе qм і qст – адносныя страты цяпла з высушаным матэрыялам і ў навакольнае асяроддзе адпаведна, Дж/кг вільгаці; св – цеплаёмістасць вады, Дж/(кг·К);

tп – пачатковая тэмпература матэрыялу, К.

Дз.Р. Калішук, М.П. Саевіч Працэсы і апараты хімічных вытворчасцей

разлічваюць I 2 . Калі пункт на I − x -дыяграме, які адпавядае значэнням

Планы алгарытмаў задач, якія рэкамендуюцца ў дапаможніку, у большасці сваёй з’яўляюцца не адзінымі, якія прыводзяць да правільнага рашэння. Неабходна таксама звярнуць увагу на тое, што абазначэнні фізічных велічынь, якія дадзены ў формулах пры тлумачэннях рашэнняў задач, правадзейныя толькі ў межах адпаведнай тэмы курса.