- •1.Основы теории подобия.
- •Центрифугирование.
- •Физические свойства тел.
- •Математическое моделирование.
- •Устройство центрифуг и их классификация.
- •Физическое моделирование.
- •Ультрафильтрация.
- •Основные параметры влажного газа.
- •2.Физическое моделирование.
- •1.Перемешивание в жидких средах.
- •2.Основное уравнение гидростатики.
- •1.Тепловой баланс процесса.
- •2.Гидродинамическое подобие и течение жидкостей.
- •2.Распылительные сушилки.
- •1.Основные критерии гидродинамического подобия.
- •2.Виды выпарных аппаратов.
- •1.Физический смысл критериев гидродинамического подобия.
- •2.Основные технологические процессы производства пастеризованного молока.
- •1.Устройство фильтров.
- •Нутч-фильтры
- •1.Расчет поверхности теплопередачи в рекуперативных теплообменниках.
- •2.Дробильные машины.
- •1.Перемешивание, способы, эффективность и интенсивность.
- •2.Тепловой расчёт теплообменника.
- •1.Методы разделения неоднородных систем.
- •2.Многокорпусное выпаривание.
- •Классификация процессов сушки, форма связи влаги в материалах.
- •Пластинчатые теплообменники.
- •Пластинчатый теплообменник. Устройство и принцип работы
- •1.Расход энергии при механическом перемешивании.
- •Температурное поле, температурный градиент. Температурное поле
- •1.Теория подобия.
- •2.Материальный баланс разделения неоднородной системы.
- •1.Перемешивание жидких сред.
- •2.Материальный баланс выпарки.
Классификация процессов сушки, форма связи влаги в материалах.
Процесс тепловой сушки может быть естественным и искусственным.
При естественной сушке материал можно высушить только до влажности, близкой к равновесной. Преимущество искусственной сушки состоит в ее малой продолжительности и возможности регулирования конечной влажности материала.
По физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом. Его скорость определяется скоростью диффузии влаги из глубинных частей материала к поверхности, а затем в окружающую среду. Удаление влаги при сушке включает не только перенос материала, но и перенос тепла, таким образом сушка является теплообменным и массообменным процессами.
По способу подвода тепла к высушиваемому материалу сушку делят:
Контактная – путём передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделительную стенку;
Конвективная – путём непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом. В качестве которого используют: подогретый воздух, топочные газы либо топочные газы с воздухом;
Радиационная – путём передачи тепла инфракрасным излучением;
Диэлектрическая – в поле токов высокой частоты;
Сублимационная – в замороженном состоянии в вакууме.
Высушиваемый материал при любом методе сушки находится в контакте с влажным воздухом или газом. При конвективной сушке влажному воздуху отводится основная роль. Поэтому необходимо чётко представлять какими параметрами описывается воздух.
Дисперсные материалы, к которым относятся зернистые, порошкообразные, гранулированные, дробленные твердые, а также диспергированные жидкие и пастообразные продукты, в химической технологии высушивают, главным образом, конвективным способом.
В конвективных сушилках тепло процесса несет газообразный сушильный агент (нагретый воздух, топочные газы или смесь их с воздухом), непосредственно соприкасающийся с поверхностью материала. Пары влаги уносятся тем же сушильным агентом.
Формы связи влаги с материалом в значительной степени определяют механизм и скорость сушки: чем эта связь прочнее, тем труднее протекает процесс. При сушке связь влаги с материалом нарушается. Различают следующие формы связи (в порядке убывания ее энергии): химическую, физико-химическую, механическую.
Химически связанная влага (гидратная, или кристаллизационная, влага комплексных соединений) соединена с материалом наиболее прочно и при сушке обычно удаляется частично или вообще не удаляется.
Физико-химическая связь объединяет адсорбционную и осмотическую влагу (например, в коллоидных и полимерных материалах). Адсорбционно связанная влага прочно удерживается силами межмолекулярного взаимодействия на поверхности пор материала в виде монослоя или несколько слоев. Осмотически связанная влага находится внутри и между клеток материала и менее прочно удерживается осмотическими силами. Влага этих видов связи с трудом удаляется при сушке.
Механическая, или капиллярно связанная, влага подразделяется на влагу макрокапилляров (радиус более 10-7 мм) и микрокапилляров (менее 10-7 мм). Влага макрокапилляров наименее прочно связана с материалом и может быть удалена не только при сушке, но и механически.
Применительно к сушке влагу классифицируют в более широком смысле на свободную (легко удаляемую) и связанную (адсорбционную, осмотическую, микрокапилляров). Скорость испарения свободной влаги из материала равна скорости испарения воды со свободной поверхности жидкости. Связанная влага испаряется из материала с меньшей скоростью, чем с поверхности воды. Расчет сушилок необходимо проводить с учетом энергии связи влаги с материалом. Суммарный расход теплоты на сушку:
где Qисп- теплота парообразования, расходуемая на испарение свободной влаги; Qсв- теплота, расходуемая на преодоление связи влаги с материалом.