Общие сведения о массообменных процессах.Общие сведения о гидромеханических процессах

      Между вагонетками получаются не заполненные  кирпичом-сырцом пространства, которые  являются причиной неравномерной сушки  по длине вагонеток.

На верхних  полках (рамках) кирпич-сырец высыхает быстрее, а на нижних медленнее. Кирпич-сырец, расположенный в конце вагонетки (по направлению движения теплоносителя), высыхает хуже, чем тот, который находится  в начале вагонетки.

В середине поперечного сечения вагонетки  кирпич-сырец высыхает медленнее  и хуже, чем кирпич-сырец, расположенный  по периметру.

Для выравнивания степени сушки на нижние полки  часто устанавливают изделия  с большими зазорами между ними, чем на верхних полках. Иногда в  средней части поперечного сечения  вагонетки делают большие зазоры между кирпичом-сырцом.

Однако  эти меры все же не устраняют основного  недостатка прямоточных сушилок  с горизонтальным движением теплоносителя  — его расслоения. Для уменьшения расслаиваемости теплоносителя  применяют сушку при больших  объемах теплоносителя с пониженной температурой и более высокой  влажностью.

                                       Эксплуатация туннельных сушилок

Требования, предъявляемые при эксплуатации к туннельным сушилкам, во многом аналогичны требованиям по содержанию камерных сушилок.

При эксплуатации туннельных сушилок также необходимо следить за тем, чтобы стены, перекрытия, рельсовые пути, двери были · исправны.

Загружать и выгружать вагонетки из туннелей следует возможно быстрее, соблюдая установленный график периодичности  загрузки и выгрузки.

Во избежание  поломки дверей на выгрузочной стороне  необходимо до загрузки открыть дверь  с противоположного конца или  выкатить из туннеля вагонетку с  высушенным кирпичом-сырцом. Чтобы  устранить порчу дверей, надлежит открывать их полностью и закреплять в этом положении.

В каждом блоке туннелей, обслуживаемых одним  вентилятором, на загрузочной стороне  следует открывать одновременно не более одного туннеля.

В течение  каждой смены 2—3 раза необходимо проверять  температуру и скорость теплоносителя  в центральном подводящем канале, температуру и скорость теплоносителя, поступающего в те или иные туннели, разрежение в туннелях и давление после нагнетающего вентилятора, а  также влажность сырца после  его выгрузки из сушилок.

Следует систематически проверять качество выгружаемого сырца из сушилки с  тем, чтобы можно было своевременно устранять причины, вызывающие брак.

 

                                 Общие сведения о гидромеханических процессах

     Гидромеханические процессы — это простейшие процессы, с которыми мы сталкиваемся в химической технологии. Свое название они получили потому, что используются для механического разделения неоднородных смесей жидкостей и газов, их очистки от твердых частиц. Всем хорошо знакомы неоднородные смеси, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни,— туман, запыленный воздух, мутная вода. Они составлены из не смешивающихся друг с другом фаз: газовой и жидкой, газовой и твердой, жидкой и твердой. Причем одна фаза сплошная, например воздух или вода, а другая дисперсная, т. е. находится в сплошной фазе в виде мелких взвешенных частичек. Целью разделения неоднородных смесей в промышленности бывает или очистка жидкостей и газов от загрязнений, или же выделение ценных продуктов, содержащихся в виде мелких частиц.

    Проехал автомобиль — поднялась пыль. Через  некоторое время пыль осела, воздух снова стал чистым. Здесь мы наблюдаем  простейший возможный способ разделения неоднородных смесей — путем осаждения  под действием силы тяжести. В  химической технологии тоже иногда используется такой принцип, например в отстойниках  для суспензий — жидкостей, содержащих во взвешенном состоянии твердые  частицы.  Основное достоинство процесса отстаивания — простота. Однако силы тяжести, действующие на мелкие частицы, невелики, и осаждение происходит очень медленно. Гораздо эффективнее осаждение под действием центробежных сил. Такой принцип используют в широко распространенных аппаратах — циклонах и центрифугах.

Центрифу́га — устройство, (машина или прибор), служащее для разделения сыпучих тел или жидкостей различного удельного веса и отделения жидкостей от твёрдых тел путем использования центробежной силы. При вращении в центрифуге частицы с наибольшим удельным весом располагаются на периферии, а частицы с меньшим удельным весом — ближе к оси вращения.

Центрифуги  применяются в лабораторной практике, в сельском хозяйстве для очистки  зерна, выдавливания мёда из сот, выделения  жира из молока (сепаратор), в промышленности для обогащения руд, в крахмало-паточном производстве, в текстильном производстве, в прачечных для отжима воды из белья и т. п. Газовые центрифуги со скоростью вращения около 60 000 об./мин  применяются для разделения изотопов урана, находящихся в газе — гексафториде урана UF6

Параметры центрифуги:

• частота вращения
• регулировка частоты вращения
• диаметр барабана
• энергопотребление
• присутствие/отсутствие эффекта самобалансировки
• положение барабана: вертикальное/горизонтальное

    Эффект  самобалансировки можно наблюдать  у центрифуг предназначенных  для отжимания белья. При наборе оборотов центрифугу сначала начинает трясти потом проходит пик тряски, тряска уменьшается и центрифуга выходит на рабочие обороты.

В случае если бельё расположено слишком  неравномерно то эффект самобалансировки может не наступить. В этом случае выход на рабочие обороты становится невозможным — центрифуга идёт в  «разнос» (начинает задевать барабаном  за корпус, издавая стуки).

Эффект  самобалансировки основан на том, что  тело, не имеющее жёстко заданной оси  вращения, вращается относительно своего центра масс (к примеру, если раскрутить лежащую на столе шариковую ручку, или мобильный телефон).

Технически  это реализуется эластичным подвесом барабана центрифуги (часто вместе с приводным электродвигателем) к основному корпусу устройства. Эластичный подвес (как правило, резиновые  демпферы) даёт возможность барабану центрифуги смещаться в радиальном направлении (в любую сторону) до нескольких сантиметров. Наклон и осевые смещения при этом фиксируются относительно жёстко.

При вращении барабан стремится вращаться  относительно своего центра масс, смещая ось привода на некоторый радиус (равный расстоянию от оси до центра масс). Если это расстояние укладывается в ход эластичного подвеса, барабан  центрифуги вращается относительно своего центра масс, а ось привода (и подвес) движется по окружности, которую  при этом описывает центр барабана. (Ввиду малого диаметра окружности и большой частоты вращения зрительно  это движение воспринимается как  вибрация). При изменении положения  центра масс (неравномерный отжим  воды) барабан начинает вращаться  относительно этого нового центра, а ось привода и подвес —  «сопровождать» изменённые круговые движения центра барабана.

Самобалансировку, как правило, применяют в центрифугах  с вертикальным барабаном (проще  устройство подвеса и возможно предварительное  равномерное расположение материала), однако этот эффект (в некоторой  степени) также применяется в  стиральных машинах-автоматах —  в них эластично подвешивается  не барабан и его привод, а весь бак, что возможно благодаря меньшему числу оборотов барабана. При отжиме бак вместе осью барабана совершает  круговые движения (видимые как вибрирование), а эластичная подвеска отделяет (и  допускает) эти перемещения от основного  корпуса.

Также в центрифугах (в частности, на некоторых  стиральных машинах-автоматах) иногда применяется автоматическая балансировка (в процессе работы) — смещение предварительно закреплённых противовесов (под управлением  электроники), для приведения центра масс барабана на геометрическую ось  вращения.

ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ, разделение в поле центробежных сил жидких дисперсных систем с частицами размером более 100 нм. Используют для выделения составляющих фаз (жидкая - фугат или фильтрат, твердая - осадок) из двухкомпонентных (суспензии, эмульсии) и трехкомпонентных (эмульсии, содержащие твердую фазу) систем.

Методы  и аппаратура. Различают два метода центрифугирования: центробежное осаждение и фильтрование. Центрифугирование проводят в центробежных машинах - центрифугах и жидкостных центробежных сепараторах. Основной рабочий орган этих машин - осесимметричная оболочка, или ротор (барабан), вращающийся с большой частотой, благодаря чему создается поле центробежных сил до 2 х 104g в промышленных и до 35 х 104 g в лабораторных машинах (g - ускорение свободного падения в гравитационном поле). В зависимости от метода центрифугирования осуществляется в сплошных (осадительных; рис. 1, а)или перфорированных (покрытых фильтрующим материалом; рис. 1, б)роторах.

Рис. 1. Роторы машин для центробежного осаждения (а) и фильтрования (б): С - суспензия, Ф - фугат (фильтрат), О - осадок; r_ж -радиус свободной поверхности жидкости.

В отстойных  центрифугах со сплошными стенками производят разделение эмульсий и суспензий  по принципу отстаивания, причем действие силы тяжести заменяется действием  центробежной силы.

В фильтрующих  центрифугах с проницаемыми стенками осуществляют процесс разделения суспензий  по принципу фильтрования, причем вместо разности давлений используется действие центробежной силы.

    Базовые модели центрифуг обозначают тремя  буквами, которые характеризуют:

    1) принцип разделения (Ф - фильтрующие,  О - осадительные);

    2) расположение и вид крепления  ротора (Г - горизонтальные, В - вертикальные,      

      П - с подвесным ротором, М - маятниковые);

    3) способ выгрузки осадка (Б - вручную  через борт, Д - вручную через  днище, С - гравитационная саморазгрузка,  Н - ножом, П - пульсирующая, Ш  - шнековая, В - вибрационная).

Например, ОГШ - осадительная, с горизонтальным ротором и шнековой выгрузкой  осадка, ФВВ - фильтрующая, с вертикальным ротором и вибрационной выгрузкой.

Подавляющее большинство выпускаемых центрифуг - фильтрующие, т.к. в них обычно обеспечивается более четкое разделение (меньший  унос твердой фазы с фугатом) и  получается менее влажный осадок. Факторы, определяющие выбор типа центрифуги для разделения конкретной суспензии:

    -  концентрация твердой фазы;

    -  степень ее дисперсности (разброс  размеров твердых частиц);

    -  необходимая влажность осадка;

    -  степень абразивности осадка;

    -  возможность измельчения продукта  при выгрузке;

    -  степень сжимаемости осадка;

    -  коэффициент трения осадка о  стенки ротора;

    -  коррозионные свойства суспензии,  ее токсичность, огне- и взрывоопасность

По сравнению  с фильтрами центрифуги имеют  следующие преимущества, обуславливающие  их большое распространение: а) высокая  интенсивность процесса за счет больших  значений фактора разделения; б) компактность (в отличие от фильтров, не требуется  вспомогательное оборудование для  поддержания движущей силы процесса вакуум-насосов, насосов); в) большие  возможности механизации, автоматизации  процесса; г) меньшие требования к  суспензии и осадку.

Крупным недостатком центрифуг является их сложность, высокие требования к  точности изготовления узлов, повышенный расход энергии на привод, малая  рабочая поверхность, высокая стоимость.

  
Список используемой литературы 

     

1. Дытнерский  Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд. 3-е. В 2-х кн. / Ю.И.  Дытнерский. –  М.: Химия, 2002. –кн.1. - 400 с.: ил. -кн. 2. -368 с.: ил.
2. Электронный ресурс: [http://ru.wikipedia.org]
3. Кашкаев И.Я Шейнман Е.Ш. Производство глиняного кирпича. Изд. 2-е, испр. и доп. М., «Высш. школа», 1974. 288 с.: ил.
4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по    проектированию/ Под ред. Ю.И.Дытнерского. –  М.:Химия, 1983. 272 с.