Курсовое и дипломное проектирование. Дворецкий С.И - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где
V – объем протекающей жидкости; S – площадь сечения аппарата;
τ
– время;
1
R –
гидравлическое сопротивление;
1
K – коэффициент скорости процесса
P
∆
– перепад давления в аппарате.
Для переноса тепла
tK
R
t
Sd
dQ
∆=
∆
=
τ
2
2
,
где
Q – количество передаваемого тепла; S – поверхность теплообмена;
2
R – термическое сопротивление;
22
1 RK = – коэффициент теплопередачи t
∆
– средняя разность температур между обменивающимися теплом
средами (материалами).
Для переноса вещества из одной фазы в другую
CK
R
C
Sd
dM
∆=
∆
=
τ
3
3
,
где
M
– количество вещества, перенесенного из одной фазы в другую; S – поверхность контакта фаз;
3
R –
диффузионное сопротивление;
33
1 RK = – коэффициент массопередачи; C
∆
– разность между равновесной и
рабочей концентрациями вещества в фазах.
Для химических превращений
()
cK
Vd
dM
ϕ=
τ
4
,
где
M
– количество прореагировавшего в химическом процессе вещества; V – объем реактора (аппарата);
4
K – коэффициент скорости химического процесса;
(
)
с
ϕ
– движущая сила процесса;
с
– вектор
концентраций реагирующих веществ.
В общем случае расчет процессов и аппаратов химических и биотехнологий проводят в определенной
последовательности:
1) на основании закона сохранения материи (энергии) составляют уравнения материального (теплового)
баланса процесса и определяют количество субстанции, перерабатываемой в единицу времени;
2) с использованием законов термодинамики определяют направление течения процесса и условия
термодинамического равновесия;
3) по величинам, характеризующим рабочие и равновесные параметры, определяют движущую силу
процесса;
4) на основании законов кинетики определяют коэффициент скорости процесса;
5) по полученным данным и рассчитывают основной конструктивный размер аппарата
fK
G
d
∆
=
.
Нахождение численных значений и является самой сложной частью расчета технологических аппаратов.
При этом необходимо обоснованно решать вопросы масштабного перехода – распространения данных,
полученных в лабораторных исследованиях, на промышленные объекты [84].
Мощным средством ускорения разработки новых химико-технологи-ческих процессов и аппаратов
является математическое моделирование. Оно характеризуется системным подходом к процессу, т.е.
разбивкой его на элементарные уровни составлением его иерархических (многоуровневых) моделей. С
помощью построенных моделей на ЭВМ исследуют, оптимизируют и проектируют новые
прогрессивные технологические процессы и оборудование. Следует отметить в заключение, что на
нынешнем уровне прикладной гидродинамики составить полную математическую модель
технологического процесса, учитывающую масштабный фактор, без экспериментов на
крупномасштабном аппарате, пока невозможно, следовательно, невозможно решить вопросы
масштабного перехода при помощи только математического моделирования. Оно должно сочетаться с
гидродинамическим моделированием [84]. При этом математическое моделирование должно дать идеал
промышленного аппарата, а гидромоделирование призвано помочь реально приблизиться к этому
идеалу. Таким образом, в настоящее время сочетание двухуровневых лабораторных исследований
новой технологии с гидродинамическим моделированием промышленной аппаратуры и
математическим моделированием процесса в целом, является кратчайшим путем разработки новых
процессов и аппаратов химической и биотехнологии.
3.3.2 Выбор конструкционного материала и механический
расчет оборудования
В этом разделе приводятся сведения по составу перерабатываемой среды, виду коррозии, склонности
конструкционных материалов к старению, стойкости их к действию тепловых ударов, стабильности
структуры материала при термическом и механическом воздействии, степени чистоты поверхности,
стоимости и дефицита материала.
Определяя коррозионную стойкость материала в данной коррозионной среде, необходимо указать
глубинный показатель коррозии и произвести оценку стойкости материала по десятибалльной шкале.
Затем, определив принадлежность материала к группе, дать рекомендации по защите его от коррозии.
При выборе методов защиты оборудования от коррозии необходимо учитывать простоту, надежность и
экономичность выбранного способа защиты материала.

Страницы