Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
Рідинні сепаратори — це відстійні надцентрифуги безперервної дії з вертикальним ротором.
У рідинному сепараторі тарілчастого типу (рис. 41) емульсія в зоні відстоювання розділена на кілька шарів, як це робиться й у відстійниках для скорочення шляху проходження часточок під час осідання. Емульсія подається по центральній трубі 1 в нижню частину ротора, звідки через отвори в тарілках 2 розподіляється між ними тонкими шарами. Важча рідина відкидається відцентровою силою до периферії ротора і виводиться через отвір 3. Легша рідина переміщується до центра ротора і видаляється через кільцевий канал 4. Для того щоб рідина не відставала від обертань ротора, на ньому встановлено ребра 5. Прикладом сепараторів тарілчастого типу є молочні сепаратори.
Трубчасті надцентрифуги порівняно з рідинними мають ротор діаметром не більш як 200 мм, проте обертаються з набагато більшою швидкістю — до 45 000 об/хв. Це дає змогу діставати в трубчастих надцент-рифугах фактор розділення до 15000 і розділяти в них тонкодисперс-ні системи, наприклад освітлювати лаки. Для того щоб поліпшити умови розділення таких систем, висота трубчастих центрифуг повинна в кілька разів перевищувати діаметр їх. Трубчасті надцентрифуги застосовують тоді, коли потрібно мати осад з найменшою кількістю вологи, а також для розділення суспензій з незначним вмістом твердої фази і для розділення емульсій.
Гідроциклони застосовуються для розділення рідких неоднорідних систем під дією відцентрових сил, проте на відміну від центрифуг у них немає обертових частин, що набагато спрощує конструкцію апаратів. За конструкцією вони подібні до циклон-апаратів і широко застосовуються для освітлення або збагачення суспензій (згущення шламів), а також для класифікації твердих часточок діаметром від 5 до 150 мкм.
РОЗДІЛ VlIl
Теплові процеси та апарати
§ 1. ОСНОВИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ В ХІМІЧНІЙ АПАРАТУРІ
Передача енергії у вигляді тепла, що відбувається між тілами, які мають різну температуру, називається теплообміном. Рушійною силою будь-якого процесу теплообміну є різниця температур, при якій тепло самодовільно (відповідно до другого закону термодинаміки) переходить від більш нагрітого тіла до менш нагрітого. Внаслідок теплообміну інтенсивність руху часточок більш нагрітого тіла зменшується, а менш нагрітого — зростає. Тіла (речовини), які беруть участь у теплообміні, називаються теплоносіями.
Теплопередача — наука про процеси поширення тепла. Закони теплопередачі лежать в основі теплових процесів — нагрівання, охолодження, випаровування, конденсації парів — і мають велике практичне значення для проведення багатьох хімічних процесів, що відбуваються при підведенні або відведенні тепла.
Відрізняють три принципово різних елементарних способи поширення тепла; теплопровідність, конвекцію і теплове випромінювання. Теплопровідність — це перенесення тепла внаслідок хаотичного (теплового) руху мікрочастинок, що стикаються між собою. У твердих тілах теплопровідність є звичайно основним видом поширення тепла.
Конвекція — це перенесення тепла внаслідок руху і перемішування мікроскопічних об'ємів газу і рідини.
Тепловипромінювання— це процес поширення електромагнітних коливань з різною довжиною хвиль, зумовлений тепловим рухом атомів або молекул тіла, що випромінює тепло. Цей процес складається з процесів випромінювання і поглинання променів.
Перенесення тепла вцт__стінки до газу чи рідини або навпаки називається теплові^даша.{Процес_передачі тепла від більш нагрітого газу чи рідини" до менш нагрітих чер"еТ^тТнку~абб~ якусь поверхню, що їх розділяє, називається теплопередачею^
Розрахунок теплообмінної апаратури пов'язаний з визначенням теплового потоку, тобто кількості теплоти Q, яку трефа передати за певний час від одного теплоносія до другого.- Вона визначається складанням і розв'язанням теплових балансів. Крім того, для розрахунку теплообмінної апаратури треба визначити поверхню теплообміну F апарата, яка забезпечує передачу такої кількості тепла в заданий час. Поверхню теплообміну знаходять з основного рівняння теплопередачі.
Рівняння теплового балансу має вигляд
Q = W1 «п - tK) = W2 (t2K-t2n), (103)
де W1 і W2 — водяні еквіваленти нагрітого і холодного теплоносія відповідно; tn і tK— температура на вході в апарат і на виході з апарата відповідно.
Основне рівняння теплопередачі. Загальна кінетична залежність для процесів теплоперелачі, яка виражає зв язок між тепловим потоком Q' і поверхнею теплообміну F, є основним рівнянням теплопередачі
Q' = KF ДСст, (104)
де K — коефіцієнт теплопередачі; At0—середня різниця температур між теплоносіями або температурний напір; т — час.
Відповідно до рівняння (104) кількість теплоти, що передається від більш нагрітого до більш холодного теплоносія, пропорційна поверхні теплообміну F, середньому температурному напору A^ і часу т. З цього рівняння можна встановити розмірність і фізичний зміст коефіцієнта теплопередачі. Так, при F=Im', At0 = 1° C і т = 1 с
K =
Дж 1
Bt
м2 • с • °С
