Разработка и исследование процесса и оборудования низкотемпературного испарения влагосодержащих веществ в вакууме

• Автор: Ковалева, Наталья Львовна
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

Введение.

Глава 1. Способы и оборудование для удаления влаги влагосодержащих веществ

1.1. Способы удаления влаги

1.2. Оборудование для удаления влаги влагосодержащих веществ

Выводы.

Глава 2. Классификация и автоматизированный банк данных оборудования для

снижения влажности испарением в вакууме.

2.1. Классификация вакуумного оборудования.

2.2. Вакуумные выпарные установки диапазона давления

1,x. 4,x4 Па

2.3. Установки низкотемпературного испарения в вакууме диапазона
давления 4,x4. 1,x3 Па.
2.4. Вакуумное сублимационное оборудование диапазона давления
1,х5 . 1, Па.
2.5. Машинный выбор аналога конструкции установок низкотемпературного испарения в вакууме.
Выводы.
Глава 3. Синтез структуры и порядок проектирования установки низкотемпературного испарения влагосодержащих веществ в вакууме НВ
3.1. Постановка задачи синтеза структуры.
3.2. Синтез структуры установки НВ.
3.3. Ресурсная модель установки НВ.
3.4. Процессная модель установки НВ
Глава 4. Разработка физикоматематической модели установки низкотемпературного испарения влагосодержащих веществ в вакууме.
4.1. Разработка математической модели, основанной на балансе энергомассопереноса при низкотемпературном испарении влагосодер
жащих веществ в вакууме
4.2. Скорость откачки технологического объема установки НВ.
4.3. Расчет величины поверхности испарения и поверхности конденсации
4.4. Производительность установки низкотемпературного испарения
влагосодержащих веществ роторного типа.
4.5. Методика определения основных конструктивных параметров
установки НВ.
Выводы.
Глава 5. Экспериментальные исследования закономерностей баланса энергомассопереноса в процессе низкотемпературного испарения влагосодержащих
веществ в вакууме.
5.1. Методика эксперимента.
5.2. Промышленная реализация процесса низкотемпературного испарения влагосодержащих веществ в вакууме.
Выводы.
Основные результаты работы и выводы.
Литература


Возникает необходимость сушки жидких веществ различной плотности, концентрации и вязкости, сыпучих материалов, волокнистых, листовых и других влажных материалов. Оборудование, использующееся для этих целей имеет различное конструктивное оформление - это вальцовые, барабанные и цилиндрические установки, шкафные установки с нагреваемыми полками и т. Это оборудование работает при атмосферном давлении или вакууме. Наибольшее распространение в промышленности получил контактный (комбинированный конвективно-кондуктивный) подвод тепла к обрабатываемому веществу. Широкое использование этого метода снижения влажности в производстве различных веществ объясняется тем, что он отличается достаточно высокой интенсивностью, экономичностью и позволяет получать вещество хорошего качества. Эти недостатки до некоторой степени могут быть устранены при дальнейшем изучении процессов. Внутренний и внешний тепловлагообмен в процессах комбинированного теплобмена при операциях снижающих влажность различных материалов - процессах особой сложности, многокомплексности, представляющих значительные трудности для экспериментального исследования. Недостаточность знаний о процессах снижения влагосодержания и отсутствие системы автоматизированного проектирования этих установок тормозят развитие техники, в частности, рациональное проектирование новго оборудования, интенсификацию процессов и выбор оптимальных режимов. Практика освоения реконструированного и вновь монтируемого оборудования выдвигает ряд вопросов таких как, сохранение полезных свойств и состава исходного влагосодержащего вещества, снижение энергоемкости процесса удаления влаги, сокращение сроков и качества конструирования оборудования. От решения этих вопросов зависит производительность установок и качество вырабатываемого вещества. При производстве разнообразной продукции часто приходится удалять влагу из обрабатываемых материалов, главным образом воду из твердых тел [9]. Механическими - путем прессования, отсасывания, фильтрации и центрифугирования. Эти способы применяют для обезвоживания материалов, если не требуется достаточно полного удаления влаги. Физико-химическими - путем поглощения влаги хлористым кальцием, серной кислотой и другими гигроскопическими веществами. Обезвоживание физико-химическими способами сравнительно дорого и сложно; его применяют главным образом для удаления влаги из газов. Тепловыми — путем испарения, выпаривания и конденсации. Процесс удаления влаги из материалов с использованием тепловой, энергии для испарения влаги и с отводом образующихся паров называется сушкой [, ]. Согласно этому определению, сушка является процессом диффузионным, так как переход влаги из материала в окружающую среду совершается при поверхностном испарении влаги и ее диффузии из внутренних слоев к поверхности материала. Интенсивность процесса сушки определяется главным образом сопротивлением диффузии удаляемой влаги. Различают естественную и искусственную сушку. Естественную сушку производят на открытом воздухе без искусственного нагревания и без принудительного отвода влагоносителя (воздуха). Этот способ отличается большой продолжительностью процесса сушки. Сам процесс не регулируется, и материал имеет сравнительно высокую конечную влажность. В промышленности почти исключительно применяют искусственную сушку, т. Так как на удаление влаги сушкой затрачивается много тепловой энергии и это стоит дороже удаления влаги механическими способами, то стремятся перед сушкой материала возможно больше снизить его влажность механическими способами. Предварительное (даже незначительное) снижение влажности высушиваемого вещества позволяет существенно повысить экономичность процесса сушки. Основой теории сушки являются закономерности переноса тепла и влаги во влажных материалах при взаимодействии их с нагретыми газами, с горячими поверхностями, а также в процессах облучения тепловыми и электромагнитными волнами при наличии фазовых превращений. Теория сушки является важным разделом науки о тепло- и массообме-не [, , , ].