книги / Процессы и аппараты химической технологии. Процессы и аппараты химической технологии. Ч. 2
.pdf4.6.На диаграмме Рамзина отметить точку E с координатами ( x1; I).
4.7.Через точки С (воздух после нагрева в калорифере)
иЕ провести прямую линию до пересечения с линией полного
насыщения = 100 % (точка F).
4.8. Проецируя точку F на ось абсцисс, определить влагосодержание насыщенного воздуха для процесса действительной сушки xн.д (кг пара / кг сухого воздуха).
Результаты расчетов занести в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Результаты расчета опытного и теоретического значений коэффициента массоотдачи
п, |
W, |
x, |
xн, |
xн.д, |
tМТ, |
F, |
оп |
Re |
Prд |
Nuд |
т |
c |
кг |
кг/кг |
кг/кг |
кг/кг |
C |
м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Составление отчета
Отчет по лабораторной работе должен включать в себя:
–схему установки;
–расчеты определяемых величин;
–кривые кинетики сушки, табл. 3.2, 3.3 и 3.4;
–диаграмму Рамзина с графическим определением параметров воздуха, линиями процессов нагрева материала, теоретической и действительной сушки. Опорные точки A, B, B1, C, D, D1 должны соответствовать примеру (см. прил. 2, схема);
–анализ полученных результатов с определением процента расхождения результатов расчетов опытного и теоретического коэффициентов массоотдачи.
61
Контрольные вопросы
1.Порядок выполнения работы.
2.Способы сушки, равновесие в процессе сушки, связь влаги с материалом.
3.Абсолютная и относительная влажность. Температура точки росы и температура «мокрого» термометра.
4.Процессы нагревания и охлаждения воздуха на диаграмме I–x. Осушка воздуха.
5.Изображение теоретической и действительной сушки на диаграмме I–x.
6.Кинетика сушки, уравнение скорости сушки, движущая сила.
7.Сушка топочными газами; сушка с промежуточным подогревом; с рециркуляцией части отработанного газа; с замкнутой циркуляцией газа.
8.Конструкции сушилок (применение, сравнение, особенности, преимущества и недостатки).
62
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов / А.Г. Касаткин. – 12-е изд., стер., дораб. – М.: Альянс, 2014. – 750 с.
2.Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов: в 2 ч. / Ю.И. Дытнерский. –
М.: Химия, 2003.
3.Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / под ред. Ю.И. Дытнерского. –
М.: Альянс, 2007. – 493 с.
4.Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов
иаппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; под ред. П.Г. Роман-
кова. – 13-е изд., стер. – М.: Альянс, 2006. – 575 с.
5.Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: учебник для вузов / А.Н. Плановский, П.И. Николаев. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Химия, 1987. – 496 с.
6.Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета хи- мико-технологического и природоохранного оборудования: справочник: в 3 т. / А.С. Тимонин. – Калуга: Изд-во Н. Бочкаре-
вой, 2002.
63
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Характеристики водных растворов этилового спирта и воды
Таблица П.1.1
Определениемассовойдолиэтиловогоспирта(x ) вводномрастворе
Объемная |
Массовая |
Объемная |
Массовая |
Объемная |
Массовая |
концентрация |
концентрация |
концентрация |
|||
спирта |
доля |
спирта |
доля |
спирта |
доля |
(по показаниям |
спирта |
(по показаниям |
спирта |
(по показаниям |
спирта |
спиртомера |
x |
спиртомера |
x |
спиртомера |
x |
при 18–22 С) |
|
при 18–22 С) |
|
при 18–22 С) |
|
96,0 |
94,9 |
64,0 |
53,1 |
32,0 |
27,1 |
95,0 |
93,7 |
63,0 |
51,1 |
31,0 |
26,2 |
94,0 |
92,7 |
62,0 |
50,1 |
30,0 |
25,3 |
93,0 |
91,3 |
61,0 |
49,1 |
29,0 |
24,4 |
92,0 |
90,1 |
60,0 |
48,1 |
28,0 |
23,5 |
91,0 |
88,4 |
59,0 |
53,2 |
27,0 |
22,6 |
90,0 |
87,7 |
58,0 |
53,1 |
26,0 |
21,2 |
89,0 |
86,5 |
57,0 |
51,1 |
25,0 |
20,1 |
88,0 |
85,3 |
56,0 |
50,1 |
24,0 |
19,9 |
87,0 |
84,1 |
55,0 |
49,1 |
23,0 |
19,1 |
86,0 |
82,9 |
54,0 |
48,1 |
22,0 |
18,2 |
85,0 |
81,7 |
53,0 |
47,1 |
21,0 |
17,4 |
84,0 |
80,5 |
52,0 |
46,1 |
20,0 |
16,5 |
83,0 |
79,4 |
51,0 |
45,1 |
19,0 |
15,6 |
82,0 |
78,3 |
50,0 |
44,1 |
18,0 |
14,8 |
81,0 |
77,1 |
49,0 |
43,2 |
17,) |
13,9 |
80,0 |
75,9 |
48,0 |
42,2 |
16,0 |
13,1 |
79,0 |
74,8 |
47,0 |
41,2 |
15,0 |
12,2 |
78,0 |
73,6 |
46,0 |
40,2 |
14,0 |
11,4 |
77,0 |
72,5 |
45,0 |
39,2 |
13,0 |
10,5 |
76,0 |
71,4 |
44,0 |
38,3 |
12,0 |
9,7 |
75,0 |
70,3 |
43,0 |
37,3 |
11,0 |
8,8 |
74,0 |
69,2 |
42,0 |
36,4 |
10,0 |
8 |
73,0 |
68,1 |
41,0 |
35,4 |
9,0 |
7,2 |
72,0 |
67 |
40,0 |
34,5 |
8,0 |
6,4 |
71,0 |
65,9 |
39,0 |
33,5 |
7,0 |
5,6 |
70,0 |
64,8 |
38,0 |
32,6 |
6,0 |
4,8 |
69,0 |
63,7 |
37,0 |
31,7 |
5,0 |
3,9 |
68,0 |
62,6 |
36,0 |
30,7 |
4,0 |
3,2 |
67,0 |
61,5 |
35,0 |
29,9 |
3,0 |
2,4 |
66,0 |
54,2 |
34,0 |
28,9 |
2,0 |
1,6 |
65,0 |
53,2 |
33,0 |
27,9 |
1,0 |
0,8 |
64
Таблица П.1.2
Температура кипения и составы жидкости и пароводных растворов этилового спирта (760 мм рт. ст.)
Темпе- |
Массовая |
Темпе- |
Массовая |
Темпе- |
Массовая |
|||
ратура |
доля спирта |
ратура |
доля спирта |
ратура |
доля спирта |
|||
кипения, |
жид. |
пар |
кипения, |
жид. |
пар |
кипения, |
жид. |
пар |
С |
x |
y |
С |
x |
y |
С |
x |
y |
78,3 |
1,00 |
1,00 |
81,8 |
0,43 |
0,79 |
91,0 |
0,09 |
0,57 |
78,2 |
0,91 |
0,92 |
82,0 |
0,41 |
0,79 |
91,5 |
0,08 |
0,55 |
78,4 |
0,85 |
0,89 |
82,5 |
0,36 |
0,78 |
92,0 |
0,08 |
0,53 |
78,6 |
0,82 |
0,88 |
83,0 |
0,33 |
0,78 |
92,5 |
0,07 |
0,51 |
78,8 |
0,80 |
0,87 |
83,5 |
0,30 |
0,77 |
93,0 |
0,06 |
0,49 |
79,0 |
0,78 |
0,86 |
84,0 |
0,27 |
0,76 |
93,5 |
0,06 |
0,46 |
79,2 |
0,76 |
0,85 |
84,5 |
0,25 |
0,75 |
94,0 |
0,05 |
0,44 |
79,4 |
0,74 |
0,85 |
85,0 |
0,23 |
0,74 |
94,5 |
0,05 |
0,42 |
79,6 |
0,72 |
0,84 |
85,5 |
0,21 |
0,73 |
95,0 |
0,04 |
0,39 |
79,8 |
0,69 |
0,84 |
86,0 |
0,20 |
0,72 |
95,5 |
0,04 |
0,36 |
80,0 |
0,67 |
0,83 |
86,5 |
0,18 |
0,71 |
96,0 |
0,03 |
0,33 |
80,0 |
0,67 |
0,83 |
86,5 |
0,18 |
0,71 |
96,0 |
0,03 |
0,33 |
80,2 |
0,64 |
0,83 |
87,0 |
0,17 |
0,70 |
96,5 |
0,03 |
0,30 |
80,4 |
0,62 |
0,82 |
87,5 |
0,16 |
0,69 |
97,0 |
0,02 |
0,27 |
80,6 |
0,59 |
0,82 |
88,0 |
0,15 |
0,68 |
97,5 |
0,02 |
0,23 |
80,8 |
0,56 |
0,81 |
88,5 |
0,13 |
0,67 |
98,0 |
0,01 |
0,19 |
81,0 |
0,53 |
0,81 |
89,0 |
0,12 |
0,65 |
98,5 |
0,01 |
0,15 |
81,2 |
0,50 |
0,80 |
89,5 |
0,11 |
0,63 |
99,0 |
0,01 |
0,10 |
81,4 |
0,47 |
0,80 |
90,5 |
0,10 |
0,61 |
99,5 |
0,01 |
0,05 |
81,6 |
0,45 |
0,80 |
90,5 |
0,10 |
0,59 |
100 |
0,00 |
0,00 |
65
Таблица П.1.3
Зависимость массовой доли этилового спирта ( x ) в водном растворе от его плотности
Плотность |
Массовая |
Плотность |
Массовая |
Плотность |
Массовая |
раствора, |
доляспирта |
раствора, |
доляспирта |
раствора, |
доляспирта |
кг/м3 |
x |
кг/м3 |
x |
кг/м3 |
x |
790,0 |
0,9977 |
860,0 |
0,7320 |
930,0 |
0,4252 |
792,5 |
0,9896 |
862,5 |
0,7215 |
932,5 |
0,4131 |
797,5 |
0,9731 |
867,5 |
0,7006 |
937,5 |
0,3884 |
800,0 |
0,9646 |
870,0 |
0,6900 |
940,0 |
0,3758 |
802,5 |
0,9260 |
872,5 |
0,6794 |
942,5 |
0,3629 |
805,0 |
0,9472 |
875,0 |
0,6688 |
945,0 |
0,3497 |
807,5 |
0,9383 |
877,5 |
0,6582 |
947,5 |
0,3360 |
810,0 |
0,9292 |
880,0 |
0,6476 |
950,0 |
0,3221 |
812,5 |
0,9202 |
882,5 |
0,6368 |
952,5 |
0,3077 |
815,0 |
0,9110 |
885,0 |
0,6261 |
955,0 |
0,2929 |
817,5 |
0,9016 |
887,5 |
0,6154 |
957,5 |
0,2774 |
820,0 |
0,8922 |
890,0 |
0,6090 |
960,0 |
0,2613 |
822,5 |
0,8828 |
892,5 |
0,5939 |
962,5 |
0,2443 |
825,0 |
0,8731 |
895,0 |
0,5830 |
965,0 |
0,2366 |
827,5 |
0,8635 |
897,5 |
0,5721 |
967,5 |
0,2084 |
830,0 |
0,8537 |
900,0 |
0,5612 |
970,0 |
0,1898 |
832,5 |
0,8439 |
902,5 |
0,5503 |
972,5 |
0,1706 |
835,0 |
0,8341 |
905,0 |
0,5392 |
975,0 |
0,1511 |
837,5 |
0,8243 |
907,5 |
0,5283 |
977,5 |
0,1318 |
840,0 |
0,8140 |
910,0 |
0,5171 |
980,0 |
0,1134 |
842,5 |
0,8039 |
912,5 |
0,5059 |
982,5 |
0,0956 |
845,0 |
0,7938 |
915,0 |
0,4947 |
985,0 |
0,0784 |
847,5 |
0,7836 |
917,5 |
0,4833 |
987,5 |
0,0618 |
850,0 |
0,7733 |
920,0 |
0,4718 |
990,0 |
0,0462 |
852,5 |
0,7630 |
922,5 |
0,4604 |
992,5 |
0,0314 |
855,0 |
0,7227 |
935,0 |
0,4488 |
995,0 |
0,0174 |
857,5 |
0,7424 |
927,5 |
0,4370 |
997,5 |
0,0039 |
66
Таблица П.1.4
Зависимость динамического коэффициента вязкости воды от температуры t
t, С |
, мПа с |
t, С |
, мПа с |
t, С |
, мПа с |
|
|
|
|
|
|
30 |
0,8007 |
52 |
0,5315 |
74 |
0,3849 |
32 |
0,7679 |
54 |
0,5146 |
76 |
0,3750 |
34 |
0,7371 |
56 |
0,4985 |
78 |
0,3655 |
36 |
0,7085 |
58 |
0,4832 |
80 |
0,3565 |
38 |
0,6814 |
60 |
0,4688 |
82 |
0,3478 |
40 |
0,6560 |
62 |
0,4550 |
84 |
0,3395 |
42 |
0,6321 |
64 |
0,4418 |
86 |
0,3315 |
44 |
0,6097 |
66 |
0,4293 |
88 |
0,3239 |
46 |
0,5883 |
68 |
0,4233 |
90 |
0,3165 |
48 |
0,5683 |
70 |
0,4061 |
92 |
0,3095 |
50 |
0,5494 |
72 |
0,3952 |
94 |
0,3027 |
Таблица П.1.5
Поверхностное натяжение водных растворов этилового спирта
Массовая |
Поверхностное натяжение 103, Н/м, при температуре, С |
|||||
доля x |
0 |
|
|
|
|
|
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
||
1,0 |
24,0 |
22,3 |
20,6 |
19,0 |
17,3 |
15,5 |
0,8 |
26,0 |
25,0 |
23,0 |
21,0 |
20,0 |
18,0 |
0,6 |
28,0 |
27,0 |
25,0 |
23,0 |
22,0 |
20,0 |
0,4 |
32,0 |
30,0 |
28,0 |
26,0 |
24,0 |
22,0 |
0,2 |
40,0 |
38,0 |
36,0 |
33,0 |
31,0 |
29,0 |
67
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Пример использования диаграммы Рамзина
Дано:
При условиях сушки образца температура «сухого» термометра для воздуха равна 20 С, «мокрого» – 15 С. Перед подачей в сушильный аппарат воздух нагревается в калорифере до 70 С.
Определить:
1)влагосодержание окружающего воздуха x;
2)влагосодержание насыщенного воздуха хн;
3)температуру поверхности испарения высушиваемого
материала tМТ для периода постоянной скорости сушки. Решение:
1. Находим на диаграмме (схема) точку, отвечающую условиям «мокрого» термометра (точка А). Она лежит на пересечении
изотермы температуры «мокрого» термометра t = 15 C и линии насыщения = 100 %. Через эту точку проводим линию, идущую параллельно линиям температур «мокрого» термометра (пунктирные линии), до точки пересечения ее с изотермой t = 20 С. Полученную точку В проектируем на ось абсцисс, по которой отсчитываем значение влагосодержания окружающего воздуха (точка В1):
|
г пара |
|
кг пара |
|
х= 8,5 |
|
= 0,0085 |
|
. |
кг сухого воздуха |
кг сухого воздуха |
2. Нагревание воздуха в калорифере происходит при постоянном влагосодержании, т.е. при х = const. Следовательно, состояние нагретого воздуха определяется точкой С на пересечении вертикальной линии х = 0,0085 кг/кг с изотермой t = 70 C. Через эту точку проводим линию, параллельную линиям температур «мокрого» термометра (пунктирная линия), до точки пересечения ее с линией полного насыщения= 100 % (точка D). Проецируя точку Dна ось абсцисс, получим
68
Схема определения параметров воздуха на диаграмме Рамзина
69
значение влагосодержания насыщенного воздуха (точка D1):
|
г пара |
|
кг пара |
|
хн = 26,0 |
|
= 0,026 |
|
. |
кг сухого воздуха |
кг сухого воздуха |
3. Изотерма, проходящая через полученную в п. 2 точку D, дает значение температуры поверхности испарения высушиваемого материала: tМТ = 29 С.
70