Преимущества непрерывных процессов

1.Нет перерывов в выпуске конечных продуктов.

2.Более легкое автоматическое регулирование и возможность полной механизации.

3.Устойчивость режимов проведения процессов и стабилизация качества продуктов.

4.Большая компактность оборудования, что снижает эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание оборудования.

5.Более полное использование подводимого или отводимого тепла.

По распределению времен пребывания частиц две теоретические модели процессов непрерывного действия бывают следующие:

1.Модель идеального вытеснения.

2.Модель идеального смешения.

2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОМУ МАТЕРИАЛУ И ПРОЦЕССУ ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ АППАРАТОВ.

1.Технологические требования: характер процесса; агрегатное состояние перерабатываемого материала; производительность; температурный режим процесса; характер теплообменных сред; технологические условия осуществления процесса; продолжительность обработки.

2.Экономические требования (интенсификация).

3.Инженерные требования: непрерывность процесса и поточность производства; ликвидация ручного труда и автоматизация управления.

7. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ.

1.Перемешивание в жидкой среде – перемешивание жидкостей, перемешивание жидкостей и твердых тел.

2.Перемешивание сыпучих тел.

3.Перемешивание пластичных тел.

4.Перемешивание газов (паров) и жидкостей.

Перемешивание жидкостей может осуществляться тремя способами:

1.Механическим способом.

2.Поточным способом.

3.Пневматическим способом.

Мех. способ осуществляется с помощью мешалок. Поточный способ – путем потоков жидкостей в специальных смесителях. Пневматическое осуществляется за счет энергии газов или паровых струй поступающих в жидкую массу.

8. ТИПЫ МЕШАЛОК; ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА.

Используются мешалки трех типов:

1.Лопастные.

2.Пропеллерные.

3.Турбинные.

Лопастные. Лопасти посажены на вращающийся вертикальный или горизонтальный вал. Кол-во лопастей от 1 до 4, а кол-во рядов от 1 до 5. Применяются решетчатые, опорные и другие лопасти.

Пропеллерные. Винты применяются 2 и 3 лопастные. Используются для более вязких систем (более эффективны).

Турбинные. Рабочим органом является турбинное колесо, которое делает от 200 до 2000 об/мин. Используются при перемешивании жидкостей с малой и большой вязкостью, а также для перемешивания жидкостей и сыпучих тел.

9. РАСЧЕТ РАСХОДА ЭНЕРГИИ, ЗАТРАЧИВАЕМОЙ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОМ ПЕРЕМЕШИВАНИИ.

Мощность, затрачиваемая на перемешивание N, является функцией, N = ¦(m, r, n, d), зависит от вязкости жидкостей (m), плотности (r), числа оборотов (n) и определяющего размера частиц (d).

Для определения мощности электродвигателя приводящего машину в движение необходимо учитывать и пусковой момент мешалки.

Для определения пускового момента рассмотрим силы, действующие на лопасть мешалки в момент пуска.

Рис.

dF = h · dx

Рассмотрим бесконечно малую площадь dF на лопасти мешалки. При перемешивании эта площадка перемещается и продвигает перед собой объем жидкости dV = dF · J, где J - скорость вращения мешалки. Очевидно, что скорость вращения

J = 2pnx, где n – число оборотов/сек.

Элементарная масса перемещаемой жидкости будет определяться следующим образом

dm = dF ·J · r (кг)

Мощность, потребляемая на приведение в движение этой массы, определяется

dN = (dm · J²) / 2

В момент пуска суммарная мощность на валу мешалки N_общ. = N + N_{инерции}.

В период пуска сопротивление движению лопастной мешалки значительно превышают рабочую мощность. Необходимо устанавливать электродвигатели, имеющие большой пусковой момент.

10. ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ.

Этот способ применяется для жидкостей, вязкость которых (m) до 200 Нс/м², а также для зерна при его замачивании в воде. При этом перемешивании газ или пар поступает в жидкость через отверстия трубы, при этом струи газа распадаются на пузырьки поднимающиеся в массе жидкости.

12. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДРОБЛЕНИЯ.

Измельчение осуществляется под действием внешних сил, преодолевающих силы взаимного сцепления частиц материалов.

При дроблении куски твердого материала сначала подвергаются объемной деформации, а затем разрушаются по ослабленным сечениям.

Пусть тело, которое подвергнуто измельчению, имеет объем V, грань х.

В процессе дробления это тело подвергается воздействию внешней силы Р и испытывает деформацию.

Dх = ¦(Р)

Элементарная работа, затрачиваемая на деформацию тела.

dА = Р · dDх, то есть работа зависит от приложенного давления на материал, а вся работа

А = ò₀^{Dх мах} dDх · Р,

где Dх _мах – наибольшая деформация, при которой происходит разрушение. В этот момент сила Р = Р_М

где Р_М – разрушающая нагрузка, соответствующая тому критическому напряжению, при котором наступает разрушение.

Относительная деформация Е = Dх/х, где х – линейный размер тела.

Напряжение, возникающее при измельчении

s = Р/S, где S – площадь грани, на которую действует сила Р.

Допустим, что грань с длинной х перпендикулярна S, тогда V = х · S.

Работа, полезно затрачиваемая на дробление расходуется на объемную деформацию разрушаемых кусков и на образование новых поверхностей.

Работа упругого деформирован. Аg разрушаемого куска материала пропорциональна изменению V.

Аg = Нм · DV, где Нм – коэф. пропорциональности, равный работе объема деформирования единице объема твердого тела. DV – изменение объема деформирования.

Работа, затрачиваемая на образование новых поверхностей Аn = Нs · DS, где Нs – коэф.

Полная работа внешних сил А = Аg + Аn.

14. ШАРОВЫЕ МЕЛЬНИЦЫ. РЕЗКИ. УСЛОВИЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И РЕЗАНИЯ.

См. № 13.

4. Шаровая или стержневая мельница. 1) Шары или стержни. Для мелкого и тонкого дробления.

5. Вибрационная мельница. 1) Шары. Данная предназначена для тонкого и сверх тонкого дробления.

6. Мельница с вращающимися деталями. 1) Подвижный. 2) Неподвижный. Для мелкого и тонкого дробления.

7. Ударная дробилка. Для среднего, мелкого и тонкого дробления.

Часовая производительность дробилок зависит от числа оборотов вращения измельчающих органов, от скорости и неравномерности подачи продукта, плотности материала и силы, действующей на продукт при измельчении.

15. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА СОРТИРОВАНИЯ; СПОСОБЫ СОРТИРОВАНИЯ.

При обработке сыпучих материалов на пищевых предприятиях часто необходимо разделить этот материал на фракции. Сортирование – процесс разделения сыпучей смеси на отдельные фракции.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АППАРАТОВ.

Требования:

1.Достаточная механическая прочность.

2.Химическая стойкость.

3.Доступность.

4.Невысокая стоимость.

5.Не токсичность.

Черные металлы и их сплавы: Сталь 0 – применяется в аппаратах испытывающих резкие колебания температур;

Ст. 3 – аппараты, работающие под давлением;

Ст. 4 – валы мешалок, барабаны центрифуг и сепараторов. Могут покрываться определенными сплавами.

Медь и ее сплавы – в выпарных аппаратах и ректификационных колоннах.

Белая жесть – консервы.

4. МАТЕРИАЛЬНЫЙ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ ПРИ ОПИСАНИИ ПРОЦЕССОВ.

Дата добавления: 2015-05-10