ТЕМА 5. Сушка и сушильные установки

ПРОГРАММА К РАЗДЕЛАМ КУРСА

ТЕМА 1. Основные виды промышленных тепло- и массо- обменных процессов, аппаратов и установок

Физическая сущность процессов и их классификация. Кинетические уравнения наиболее распространенных процессов.

Классификация тепло- и массообменных аппаратов и установок.

Виды теплоносителей, Основные свойства, преимущества, недостатки и области рационального применения газообразных, жидких и твердых теплоносителей.

 Литература:[1], с. 210-217

                           Вопросы для самопроверки:

1. Напишите кинетические уравнения гидродинамического, теплового и массообменного процессов.

2. Назовите наиболее распространенные виды теплоносителей.

3. В каких диапазонах температур применяются твердые, жидкие и газообразные теплоносители?

4. Назовите преимущества жидких теплоносителей?

5. Почему из газообразных теплоносителей наиболее часто используют водяной пар?

6. Как теплофизические свойства теплоносителей влияют на их выбор?

ТЕМА 2. Теплообменные аппараты

Виды рекуператоров. Устройство, принцип действия, эксплуатационные характеристики основных типов рекуперативных теплообменников. Методы теплового конструктивного и поверочного расчетов теплообменников. Особенности расчета теплообмен-ных аппаратов периодического действия. Компактные аппараты с развитыми поверхностями теплообмена и особенности их расчета.

Оптимальный выбор нормализованного теплообменного аппарата. Способы интенсификации теплообмена в рекуперативных теплообменниках.

Виды регенеративных теплообменников. Аппаратно–технологическое оформление регенераторов. Особенности теплообмена в регенераторах. Методы расчета регенераторов и перспективы их развития.

Контактные теплообменники. Виды. Особенности расчета контактных теплообменников. 

Литература:[1], с. 221-241

5

Вопросы для самопроверки:

1.По каким признакам классифицируют теплообменные аппараты?

2.Назовите наиболее распространенные рекуперативные теплообмен-ники?

3.В чем преимущества секционных теплооменников перед кожухотруб- читыми?

4.Почему в спиральном теплообменнике можно нагревать вязкие          жидкости?

5.Напишите уравнение теплового баланса двухпоточного теплообмен

ника для различных теплоносителей.

6.В чем различие теплового конструктивного от поверочного расчета?

7.Перечислите основные виды компактных теплообменников и области их применения.

8.Чем руководствуются, устанавливая оребрение поверхности тепло-обмена?

9.  Назовите преимущества регенераторов с подвижной насадкой перед регенераторами с неподвижной насадкой.

10.  Перечислите недостатки и преимущества контактных теплообмен- ников.

ТЕМА 3. Выпарные установки

Физические основы процесса выпаривания и свойства растворов. Тепловые схемы выпарных установок. Выпарные установки с аппаратами поверхностного типа. Адиабатные выпарные установки. Выпарные установки с контактными нагревателями и погружными горелками. Выпарные установки. в схемах очистки сточных вод. Теплотехнический расчет однокорпусной и многокорпусной выпарных установок.

Литература:[1], с. 246-274

                         Вопросы для самопроверки:

1. Что является движущей силой процесса выпаривания?

2. Как рассчитать температуру кипения раствора?

3. Что такое гидростатическая дисперсия?

4. Напишите уравнение теплового баланса однокорпусной выпарной установки.

5. Расскажите устройство и принцип действия поверхностного выпарного аппарата с центральной циркуляционной трубой.

6. На чем основана работа выпарных аппаратов адиабатного испарения?

6

ТЕМА 4. Перегонка и ректификация

Виды массообменных процессов. Уравнения массообменных процессов. Фазовое равновесие. Диаграмма состояния t-х и диаграмма равновесия y-х бинарных систем. Общие сведения о перегонке и ректификации. Тепловой баланс и определение расхода пара в ректификационных установках непрерывного действия. Аппаратурное оформление процессов перегонки и ректификации.

Литература:[1], с. 342-349, 352-358.

Вопросы для самопроверки:

1.Расскажите что общего и чем отличаются процессы перегонки и ректификации.

2.Напишите уравнение массопередачи и массоотдачи.

3.Что является движущей силой этих процессов?

4.Напишите уравнение равновесной и рабочей линии массообменных процессов.

5.К какому виду процессов относится перегонка и ректификация?

6.Для чего применяется дефлегмация?

7.Изобразите схему ректификационной установки.

8.Напишите уравнение материального баланса ректификации.

9.Напишите тепловой баланс ректификационной колонны непрерывного действия.

ТЕМА 5. Сушка и сушильные установки

Общие сведения о процессе сушки. Свойства влажных материалов как объектов сушки и формы связи влаги с материалом. Динамика сушки, уравнения внешней и внутренней диффузии влаги в материале. Кинетика сушки.

Конвективная сушка. Получение сушильных агентов. Материальный и тепловой балансы конвективных сушильных установок. Теплотехно-логические схемы установок (с однократным использованием сушильного агента, с рециркуляцией, с промежуточным подогревом, смесью воздуха с топочными газами). Графоаналитический метод расчета конвективных сушильных установок, определение их тепловой экономичности. Схема разработки аппаратурно-технологического оформления процесса сушки. Технологические и технико-экономические аспекты выбора способа сушки.

7

Сушка жидкотекучих материалов. Конструктивное оформление сушилок. Интенсификация работы распылительных сушилок. Новые схемы сушки распылением.

Сушка штучных, массивных, крупногабаритных материалов и изделий. Конструктивное оформление сушилок. Основные эксплуатационные и энергетические показатели работы этих установок.

Сушка твердых дисперсных материалов. Основные направления и методика расчета вращающихся аппаратов и аппаратов «кипящего» слоя. Конструктивное оформление сушилок плотного, полувзвешенного и взвешенного слоев. Основные показатели работы этих сушилок. Подбор и расчет вспомогательного оборудования сушильных установок.

Выбор оптимального способа и режима сушки. Критерии оптимальности.

Литература:[2], с. 364-186, 188-195, 200-204, 210-212.

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте определение процесса сушки.

2. Характер и движущие силы процесса сушки.

3. Назовите виды сушки.

4. Назовите формы связи влаги с материалом, Какая влага удаляется при сушке?

5. Что называется конвективной сушкой?

6. Какие сушильные агенты используются для конвективной сушки?

7. Изобразите кинетические кривые сушки и дайте характеристику каждому периоду.

8. Напишите уравнение внешнего и внутреннего теплообмена при сушке.

9. Напишите уравнение внешнего и внутреннего массообмена при сушке.

10. Как рассчитать количество испаренной из материала влаги?

11. Что является показателем тепловой экономичности при сушке по основному варианту?

12. Как определить расход пара в калорифере сушильной установки?

13. На чем основан графоаналитический метод расчета конвективных сушилок?

14. Изобразите на I - х диаграмме теоретический процесс сушки воздухом, смесью топочных газов с воздухом, сушки с частичной рециркуляцией сушильного агента и промежуточным прогревом.

15. Какие основные типы сушилок применяются для сушки твердых дисперсных материалов?

16. Какие сушилки применяются для сушки жидкотекучих материалов?

17. Какие основные типы сушилок применяются для сушки штучных

8

материалов?

18. По каким критериям выбирается оптимальный вариант сушильной установки?

19. Расскажите устройство, принцип действия, эксплуатационные характеристики распылительной, барабанной сушилки и сушилки «кипящего» слоя.