- •Федеральное агентство по образованию
- •Бийский технологический институт (филиал)
- •Массообменные процессы Модули 4,7,8
- •Предисловие
- •Введение
- •1 Лабораторная работа 1 «ознакомление с основами расчета массообменных аппаратов на примере ректификации» (4 часа)
- •1.1 Цель работы
- •1.2 Подготовка к лабораторной работе
- •1.3 Теоретические сведения
- •1.3.1 Равновесие массообменных систем
- •1.3.2 Движущая сила массообменных процессов
- •1.3.3 Основное уравнение массопередачи
- •1.3.4 Основы расчета массообменных аппаратов
- •1.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •1.5 Описание установки
- •1.6 Методика проведения работы
- •1.7 Обработка опытных данных
- •1.8 Контрольные вопросы
- •1.9 Тестовые задания
- •2 Лабораторная работа 2 «исследование процесса периодической ректификации» (4 часа)
- •2.3.2 Сущность процесса ректификации
- •2.3.3 Непрерывная ректификация
- •2.3.4 Периодическая ректификация
- •2.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •2.5 Описание установки
- •2.6 Методика проведения работы
- •2.7 Обработка опытных данных
- •2.8 Контрольные вопросы
- •2.9 Тестовые задания
- •3 Лабораторная работа 3 «изучение гидродинамики насадочных колонн» (4 часа)
- •3.1 Цель работы
- •3.2 Подготовка к лабораторной работе
- •3.3 Теоретические сведения
- •3.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •3.5 Схема и описание установки
- •3.6 Методика проведения работы
- •3.6.1 Гидравлические испытания сухой насадки
- •3.6.2 Гидравлические испытания орошаемой насадки
- •3.7 Обработка результатов эксперимента
- •3.8 Контрольные вопросы
- •3.9 Тестовые задания
- •4 Лабораторная работа 4 «исследование процесса конвективной сушки» (4 часа)
- •4.1 Цель работы
- •4.2 Подготовка к лабораторной работе
- •4.3 Теоретические сведения
- •4.3.1 Виды сушки
- •4.3.2 Кинетика сушки
- •4.3.3 Изменение температуры материала в процессе сушки
- •4.3.4 Продолжительность сушки
- •4.3.5 Массоперенос при сушке
- •4.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •4.5 Описание установки
- •4.6 Методика проведения работы
- •4.7 Обработка результатов
- •4.8 Контрольные вопросы
- •13. Назовите методы интенсификации процессов сушки.
- •4.9 Тестовые задания
- •Приложение а порядок оформления отчета по лабораторной работе
- •Приложение б основные термины и определения
- •Приложение в инструкция по техникЕ безопасности при выполнении лабораторных работ
- •Приложение г справочный материал
- •Приложение д графики тарировки
- •Литература
- •Содержание
3.4 Оборудование, технические средства и инструменты
Для проведения лабораторной работы необходимы:
– установка для проведения опыта;
– линейка.
3.5 Схема и описание установки
Установка, схема которой представлена на рисунке 3.2, состоит из насадочной колонны 1 диаметром 100 мм с насадкой из колец Рашига 15x15x2 (высота слоя насадки 800 мм) вентилятора для подачи воздуха 3, трубопроводов, подводящих воздух и воду. Расход воздуха устанавливается рукояткой ЛАТРа 11 по показаниям дифференциального манометра 7 на диафрагме 4. Расход воды устанавливается вентилем 6 по уровню поплавка ротаметра 2. Расходы воды и воздуха определя-ются по тарировочным графикам (Приложение Д). В верхней части
колонны установлена форсунка 9 для равномерного распределения орошаемой воды по поверхности насадки. Для контроля и установки рабочих режимов работы колонны служат измерительные приборы: диафрагма 4 с дифференциальным манометром 7 для определения расхода воздуха, ротаметр 2 для определения расхода воды и дифференциальный манометр 8 для определения гидравлического сопротивления насадочной колонны. Вода из колонны поступает в сливной бак 5, откуда выводится в канализационный трубопровод при помощи сливного крана 14. В нижней части колонны расположен датчик, при помощи которого измеряется проводимость поглощаемой жидкости на выходе из колонны, соответствующие показания фиксируются по показаниям прибора 10.

1 – абсорбционная колонна; 2 – ротаметр; 3 – насос; 4 – диафрагма;
5 – сливной бак; 6 – регулятор расхода жидкой фазы; 7,8 – манометры; 9 – рассеиватель; 10 – датчик для изменения проводимости; 11 – регулятор расхода воздуха; 12 – выключатель; 13 – ЛАТР; 14 – кран слива
Рисунок 3.2 – Схема установки для проведения опыта
3.6 Методика проведения работы
3.6.1 Гидравлические испытания сухой насадки
Включается воздуходувка, устанавливается определенный расход воздуха и производится замер гидравлического сопротивления
слоя сухой насадки. Измерения проводятся при различных расходах воздуха. Опыт следует проводить следующим образом: перед тем, как включить установку, рукоятку 11 установить на ноль, затем включить питающую цепь вентилятора, и рукоятку 11 плавно перевести в положение «минимум» и последовательно пройти все положения, зафиксированные на шкале рукоятки 11 (положения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11). При этом снимаются показания с дифманометра 7 (расход воздуха) и дифманометра 8 (гидравлическое сопротивление).
3.6.2 Гидравлические испытания орошаемой насадки
Перед началом работы убедиться в том, что бак 5 пуст. С этой целью следует открыть сливной вентиль 14. Перед тем, как включить установку рукоятку 11 установить на ноль.
Включить питающую цепь вентилятора, установить заданный расход воды, и рукоятку 11 плавно перевести в положение «минимум» и последовательно во все положения, зафиксированные на шкале рукоятки 11 (положения 1, 2, 3). При этом снимаются показания с дифманометра 7 (расход воздуха) и дифманометра 8 (гидравлическое сопротивление). (ВНИМАНИЕ! Следует тщательно следить за расходом воды по ротаметру 2, поддерживая его показания на постоянном уровне). Далее положение 3 рукоятки 11 является исходным состоянием. Затем рукоятку 11 резко перевести в положение 8, при этом быстро зафиксировать максимальное показание манометра 7, и с дифференциального манометра 8 снять несколько показаний величины гидравлического сопротивления насадочной колонны. Они будут изменяться во времени. Затем рукоятку 11 перевести в первоначальное положение 3. После того как режим работы установки перейдет в исходное состояние (через 10–20 с), рукоятку 11 резко перевести в положения 8, 9, 10 и 11 с интервалом 1 с. Во всех положениях следует фиксировать значения расхода воздуха и гидравлического сопротивления колонны по показаниям дифманометров 7, 8 соответственно.
В процессе испытания орошаемой насадки визуально фиксируются режимы работы насадочной колонны и момент захлебывания насадки (появление слоя жидкости над насадкой), при котором фиксируется расход воздуха, подаваемого в колонну.
