Основы теплопередачи

Псевдоожижение

Фильтрация под вакуумом

Если пространство под фильтровальной перегородкой присоединить к источнику вакуума, то уменьшиться р₂. Такой процесс называется фильтрацией под вакуумом.

Движущая сила процесса ∆р =р₁ – р₂, р₁ = 1атм, р₂ – остаточное давление, ∆р – величина вакуума. Уравнение для скорости фильтрации такое же, как и в случае фильтрации под избыточным давлением.

В технологии для интенсификации процесса фильтрации часто используют фильтрацию под избыточным давлением или под вакуумом. Наиболее распространённые типы промышленных фильтров: нутч-фильтры (работают под вакуумом или под избыточным давлением), фильтр-прессы (работают под давлением), ленточные вакуум-фильтры.

Псевдоожижение – процесс приведения твёрдого зернистого материала в состояние, при котором его свойства приближаются к свойствам жидкости. Псевдоожиженные системы способны принимать форму аппарата (ёмкости), перемещаться по трубопроводу, выталкивать тела меньшей плотности, обладают свойствами вязкости и текучести.

Режим псевдоожижения («кипящего слоя») достигается при таком состоянии системы «твёрдое тело – газ», когда вес зернистого материала, приходящийся на единицу площади аппарата, уравновешивается силой гидравлического сопротивления слоя ∆P_сл, т.е. G = ∆P_сл, ∆P_сл = m_сл/S.

Состояние «кипящего слоя» обеспечивается при таком значении скорости W газообразного агента, проходящего через слой материала, которое удовлетворяет неравенству: W_ф = W = W_у, где W_ф – скорость агента, при которой происходит его фильтрация через слой материала («скорость фильтрации»); W_у – скорость, при которой частицы материала уносятся с током газа («скорость витания»).

Процессы в «кипящем слое» характеризуются развитой поверхностью в системах «твёрдое тело – газ», низким сопротивлением системы, что обеспечивает высокую скорость превращений, устраняет перегревы и создаёт термодинамическую стационарность. Они широко используются для проведения химических (обжиг руд, крекинг углеводородного сырья), физических и физико-химических (сушка, адсорбционная очистка газов) и механических (обогащение, транспортировка сыпучих материалов) процессов.

Тема 5: Тепловые процессы.

Цель: Изучитьосновные понятия, определения и закономерности тепловых процессов.

Большинство процессов химической технологии протекает в заданном направлении только при определённой температуре, которая достигается путём подвода или отвода тепловой энергии (теплоты). Процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода теплоты [нагревание, охлаждение, испарение, конденсация и др.], называют тепловыми.

Движущей силой тепловых процессов является разность температур более нагретого и менее нагретого тела. Тела, обменивающиеся теплом, называются теплоносителями.

Теплообменом называется самопроизвольная передача тепла от более нагретого тела к менее нагретому в соответствии со вторым законом термодинамики. Аппараты, в которых осуществляются тепловые процессы, называются теплообменниками.

Теплопередачей называется перенос теплоты от более нагретой среды к менее нагретой через разделяющую их стенку.

Различают установившийс я и неустановившийся процессы теплопередачи. При установившемся (стационарном) процессе температура является функцией только системы координат, т.е. t = f (x,y,z) и не зависит от времени. Установившиеся процессы соответствуют непрерывной работе аппаратов с постоянным режимом (гидродинамическим и тепловым, т.е. температурным).

При неустановившемся (нестационарном) процессе температура изменяется в пространстве и времени, т.е. t = f (x,y,z,τ). Неустановившиеся процессы имеют место в аппаратах периодического действия, а также при пуске, остановке и изменении режимов работы аппаратов непрерывного действия.

Необходимым условием передачи тепла является неравенство температур в различных точках данного тела или пространства. Поэтому величина теплового потока, возникающего в среде, зависит от распределения температур в среде или характера температурного поля. Под температурным полем понимают совокупность мгновенных значений температур во всех точках рассматриваемой среды.

Геометрическое место всех точек с одинаковой температурой представляет собой изотермическую поверхность. Изотермические поверхности не пересекаются друг с другом, так как тогда их пересечения имели бы различные температуры. Поэтому все изотермические поверхности замыкаются или кончаются на границах рассматриваемого тела.

Дата добавления: 2014-12-16