Условия работоспособности шнека

Первое условие работоспособности: во избежание свобод­ного проворачивания массы продукта тангенциальные усилия должны превышать силы сцепления частиц продукта между собой;

Второе условие работоспособности - сцепление частиц продукта между собой должно превосходить адгезионное сцепление частиц с поверхностью шнековой камеры и нагнетающего шнека.

 

Устройство лабораторной установки

Лабораторная экструзионная установка состоит из камеры прессования, нагнетающего шнека, сменных матриц, трехскоростного привода. Измерение частоты вращения вала шнека осуществляется тахометром в рабочем режиме экструдера. Для определения массового расхода шнекового экструдера определяется его производительность прямым взвешиванием стабилизированного в потоке экструдата. Продолжительность процесса измеряют секундомером.

Порядок выполнения работы

1. Определить влажность исходного продукта высушиванием навески массой 5 г.;

2. Определить объемную массу исходного продукта методом погружения,

3. Измерить геометрические характеристики шнека: диаметр вала (J), диаметр витка лопасти (/)), внутренний диаметр шнековой камеры (Z),), шаг витка (S), толщину лопасти на кромке витка (Ь₂) и у основания вала (Ь_х), высоту лопасти {И), рабочую длину камеры (/), количество витков (/и).

4. Включить установку на холостом ходу и небольшими пор­циями продукта заполнить приемную зону камеры.

5. С началом выпрессовывания жгута определить по тахометру частоту вращения шнека.

6. Определить производительность экструдера, взвесив на лабораторных весах массу выпрессованного жгута за определенный промежуток времени

7. Рассчитать давление прессовать исходя из формулы производительности шиекового экструдера.

Контрольные вопросы

1. Дать понятие формования.

2. Классификация экструдеров.

3. Недостатки и преимущества шнекового экструдера.

4. Перечислить факторы, влияющие на производительность шнекового экструдера.

5. Перечислить факторы, определяющие работоспособность экструдера.

6. Мероприятия по повышению эффективности работы экструдера.

7. За счёт каких факторов обеспечивается перемешивание продукта в шнековой камере?

8. В чем преимущества того или иного вида экструдера?

 

МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

Тема: «Определение коэффициента массопередачи в процессе физической абсорбции»

Введение

Абсорбция – процесс избирательного (селективного) поглощения газа или пара жидкостью. Абсорбция бывает двух видов: физическая и хемосорбция. При физической абсорбции молекулы газа не вступают в химическую связь с молекулами жидкости, а лишь располагаются в межмолекулярном пространстве между ними. Процесс физической абсорбции обратим. При изменении внешних условий (температуры и давления) наблюдается как процесс поглощения (абсорбция), так и процесс выделения (десорбция) растворенного газа из жидкости. При хемосорбции молекулы газа вступают полностью (или частично) в химическую реакцию с молекулами жидкости, образуя одно или несколько новых веществ.

Наиболее широкое применение процессы физической абсорбции получили в химической и пищевой промышленностях, например процесс насыщения прохладительных напитков диоксидом углерода (углекислым газом), процесс аэрации в дрожжевой и микробиологических промышленностях и другие.

 

Цель работы:

1. Изучить процесс абсорбции

2. Рассмотреть определение объемного коэффициента массоотдачи

3. Изучить принцип работы кожухотрубного сатуратора

4. Рассмотреть определение средней движущей силы D С _ср

 

Массопередача

Как и в любом массообменном процессе между газом и жидкостью, при физической абсорбции скорость переноса массы определяется скоростью переноса молекул газа из газовой фазы в жидкую и скоростью накопления их в жидкости. Количество вещества М, переносимого в единицу времени из газовой фазы в жидкую, определяется уравнением массопередачи

,(1)

где – коэффициент массопередачи, м/с; F – площадь поверхности контакта фаз, м²; D С _ср – средняя движущая сила, кг/м³.

Число молекул (или их масса), содержащихся в единице жидкой фазы, определяется концентрацией растворенного газа.

Максимальная концентрация данного газа, возможная в данной жидкости при данной температуре и давлении, носит название равновесной концентрации и для случая абсорбции чистых газов зависит от общего давления Р. Если физическая абсорбция носит избирательный характер, то для поглощаемого газа будет зависеть от парциального давления данного газа в смеси.

Для труднорастворимых газов зависимость от давления Р определяется законом Генри

, (2)

где Е – константа Генри, зависящая от температуры и физических свойств газа и жидкости, Па.

Значения константы Генри при различных температурах для системы СО₂ – вода приведены в табл. 1

Таблица 1

t,°С
Е ×10–6, Па	73,5	88,6	105,3	123,7	143,6	165,0	187,5

 

Расчет любого абсорбционного аппарата заключается в определении его основных габаритных размеров. Для этой цели используют уравнение (1), в которое входят две наиболее важные характеристики и F.

При определенных допущениях (отсутствии диффузионного сопротивления при переходе молекул газа через поверхность контакта фаз, существовании равновесия на этой поверхности и других) коэффициент определяется по формуле

, (3)

где m – тангенс угла наклона линии равновесия; b_г и b_ж – коэффициенты массоотдачи в газовой и жидкой фазах соответственно, м/с.

Если основное сопротивление массопереносу лежит в жидкой фазе, то » b_ж (случай абсорбции труднорастворимых газов). Следовательно, уравнение (1) можно представить в виде

. (4)

Определение коэффициента массоотдачи в жидкой фазе b_ж и площади поверхности контакта фаз F как теоретическими, так и экспериментальными методами сложно и трудоемко, поэтому уравнение (1) часто приводят к виду

, (5)

где b _{V ж} – объемный коэффициент массоотдачи в жидкой фазе, с ^–1.

Значение b _{V ж} находится из уравнения

,(6)

где V _р – рабочий объем абсорбера, м³;

a – удельная поверхность контакта фаз, т. е. площадь поверхности контакта фаз, приходящейся на единицу рабочего объема абсорбера,м²/м³.

Определение объемного коэффициента массоотдачи для случая физической абсорбции диоксида углерода в различных гидродинамических режимах движения газожидкостной смеси в модели струйно-инжекционного кожухотрубного сатуратора.

Для решения поставленной задачи воспользуемся уравнением (5), из которого следует, что для определения b _{V ж} необходимо знать величины М и D С _ср. Средняя движущая сила может быть определена, если известны рабочая и равновесная линии процесса абсорбции для данного газожидкостного аппарата (абсорбера, сатуратора, аэратора и т. п.). Обычно начальные и конечные концентрации заданы технологическими условиями и построение рабочей линии процесса не вызывает сложностей. Оценка тепловой и гидродинамической обстановки в аппарате позволяет построить равновесную линию, для чего используется уравнение (2).

 

Определение средней движущей силы D С _ср

Рассмотрим схему движения фаз (рис. 1, а) и диаграмму процесса абсорбции (рис. 1, б) для случая нисходящего прямоточного потока газожидкостной смеси. Массовую среднюю движущую силу абсорбции находят по формуле 7.

. (7)

Так как средняя движущая сила D С _ср выражена в килограммах на кубический метр, то

, (8)

где – плотность жидкости, кг/м³.

 

Рисунок 1. Схема движения фаз (а) и диаграмма (б) процесса физической абсорбции чистого газа в прямоточном газожидкостном аппарате (поверхность массопереноса определяется поверхностью пузырей): АВ – рабочая линия; ОС – равновесная линия

Для рассмотренной выше схемы процесса величину М определяют из уравнения материального баланса по растворенному газу, кг/с

. (9)

Отсюда

(10)

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: