- •2.5. Содержание и выполнение курсового проекта
- •2.6. Содержание самостоятельной работы студента
- •3. Рекомендуемая литература
- •Статика процессов
- •2. Материальный баланс
- •3. Энергетический /тепловой/ баланс
- •4. Кинетика процессов
- •5. Основной размер аппарата
- •6. Технико-экономический анализ
- •1/ Физическое моделирование
- •2/ Математическое моделирование
- •3/ Элементное моделирование
- •1/ Разделение газовых неоднородных систем
- •2/ Разделение жидких неоднородных систем
- •Часть 4
- •3/ Псевдоожижение
- •4/ Перемешивание
- •1. Перемешивание газов.
- •2. Перемешивание ньютоновских жидкостей.
- •3. Перемешивание неньютоновских жидкостей
- •4. Перемешивание твердых сыпучих материалов.
- •Испытание элементного теплообменника
- •Конденсатор
- •Кипятильник
- •1. Тепловая нагрузка аппарата.
- •2. Средняя разность температур.
- •3. Расчётный коэффициент теплопередачи.
- •Выпаривание
- •Схемы выпаривания
- •Выпаривание
- •Некоторые свойства растворов при выпаривании
- •1. Растворимость.
- •2. Движущая сила и температурные депрессии.
- •3. Теплота растворения.
- •Многократное выпаривание
- •1. Материальный баланс.
- •2. Тепловой баланс.
- •Баланс тепла:
- •3. Полезная разность температур.
- •Распределение полезной разности температур.
- •4. Поверхность теплопередачи.
- •Оптимальное число корпусов выпарной установки.
- •5. Конструкции выпарных аппаратов.
- •Особенности расчёта коэффициента теплопередачи.
- •Перегонка Простая, периодического действия.
- •Непрерывная перегонка.
- •Перегонка с водяным паром.
- •Молекулярная перегонка.
- •Ректификация
- •Материальный баланс
- •Тепловой баланс
- •Уравнения линий рабочих концентраций
- •Оптимальное число флегмы
- •Ректификационные аппараты
- •См. Следующую страницу
- •Расчёт основных размеров колонного аппарата.
- •1. Диаметр колонны.
- •2. Высота колонны.
- •Расчёт тарельчатой ректификационной колонны.
- •Физические свойства компонентов.
- •Расчёты
- •1. Материальный баланс.
- •2. Флегмовое число.
- •3. Высота колонны.
- •4. Диаметр колонны.
- •5. Тепловой баланс.
- •Формы связи влаги с материалом
- •Параметры влажного материала.
- •Конвективная сушка. Параметры влажного воздуха.
- •Диаграмма состояния воздуха.
- •Статика сушки.
- •Материальный баланс.
- •Тепловой баланс. Теоретическая сушилка.
- •Действительная сушилка.
- •Варианты конвективной сушки с представлением на энтальпийной диаграмме.
- •Первый период сушки
- •Второй период сушки
- •1. Прямоток.
- •2. Противоток
- •3. Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости.
- •1.Опорная тарелка. 2. Шаровая насадка. 3.Ограничительная тарелка. 4.Оросительное устройство. 5.Брызгоотбойник.
- •Принципиальные схемы экстракции.
- •1. Однократная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •2. Многократная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •Материальный баланс.
- •3. Противоточная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •Адсорбция
- •Краткая история.
- •Адсорбенты.
- •Теории адсорбции.
- •Равновесие в процессе адсорбции.
- •Принципиальные схемы адсорбции
- •Адсорбция с неподвижным зернистым адсорбентом.
- •Частные случаи.
- •Резюме.
- •Адсорбция с псевдоожиженным стационарным слоем адсорбента
- •Адсорбция с движущимся зернистым адсорбентом
- •Расчёт адсорбера.
- •Кристаллизация
- •Методы кристаллизации
- •Статика
- •Кинетика
- •Образование центров кристаллизации.
- •Рост кристаллов.
- •Конструкции кристаллизаторов
- •Расчёт кристаллизаторов.
- •1. Материальный баланс.
- •2. Тепловой баланс.
- •3. Расчёт основных размеров.
- •Содержание
- •Приложения
Резюме.
Расчёт продолжительности процесса адсорбции в неподвижном слое адсорбента может быть выполнен по следующим методикам:
1. , ''u'' по формуле Вильсона. =0.
Идеальная адсорбция, ориентировочные расчёты.
2. по формуле Зельдовича и Тодеса.
3. ; формула Шилова, и К определяются графически или аналитическим путём, .
4. Из основного уравнения массопередачи (методика Е.Н. Серпионовой)
; (174)
Общая продолжительность цикла адсорбции
где - время десорбции (обработка паром),
- время сушки (нагретым воздухом).
Для непрерывной работы установки необходимо .
Сечение аппарата (175)
W=0.08-0.25 м/с – принимается на основе опытных данных.
Адсорбция с псевдоожиженным стационарным слоем адсорбента
К недостаткам адсорбции с неподвижным слоем адсорбента следует отнести то обстоятельство, что часть слоя высотой ( ) остаётся ненасыщенной. Этот недостаток устраняется при адсорбции в псевдоожиженном слое адсорбента, где каждая частица адсорбента начинает поглощать компонент с самого начала адсорбции и доводится до полного насыщения. Схема аппарата представлена на рис.302.
Рис.302. Схема адсорбера с псевдоожиженным слоем адсорбента.
Баланс слоя по адсорбтиву за время :
Откуда (176)
- порозность слоя.
Уравнение (176) применяется для приближённого расчёта продолжительности процесса при бесконечно большой скорости адсорбции. Более точно продолжительность адсорбции рассчитывается из основного уравнения массопередачи (174).
Сечение аппарата определяется по формуле (175), где w (рабочая скорость псевдоожижения) принимается до 0.5 м/с и выше.
Адсорбция с движущимся зернистым адсорбентом
Преимущество этой схемы состоит в применении непрерывного процесса. Внешняя атрибутика во многом напоминает процесс абсорбции. Схема аппарата и диаграмма У-Х представлены на рис.303.
Р ис.303. Схема аппарата и диаграмма У-Х для непрерывной адсорбции с движущимся зернистым адсорбентом.
Материальный баланс
Минимальный расход адсорбента
Оптимальный расход адсорбента на основе технико-экономического расчёта
Расчёт адсорбера.
1. Высота движущегося слоя адсорбента в аппарате
Число единиц переноса
Высота единиц переноса
Коэффициент массоотдачи определяется из критериального уравнения
2. Сечение аппарата определяется по формуле (175), где w=1-5 м/с принимается.
Конструкции адсорберов рассмотреть самостоятельно по учебнику.
Кристаллизация
Кристаллизация – процесс выделения твёрдой фазы из растворов, расплавов или паров.
Наиболее широкое распространение в промышленности получила кристаллизация из растворов, которой мы и уделим основное внимание.
Кристаллизация применяется в пищевой промышленности (сахар, поваренная соль, питьевая сода, лимонная кислота и др.), в производстве минеральных удобрений, взрывчатых веществ и пиротехнических составов, в лакокрасочной промышленности, в производстве лекарственных веществ и др.
Преимущество кристаллизации перед другими методами разделения – получение веществ высокой чистоты (99.99999%). В этом смысле кристаллизация успешно конкурирует и вытесняет, например, ректификацию (кристаллизация бензола из жидкой смеси при +40С).
Обозначим:
- равновесная и рабочая концентрация вещества в растворе, %мас.
Необходимым условием для проведения процесса кристаллизации является наличие пересыщения.
- движущая сила процесса.
В зависимости от способа создания пересыщения различают следующие методы кристаллизации.