Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Псевдоожижение. Преимущества и недостатки псевдоожижения. Кривая псевдоожижения.
Псевдоожижение – это гидромеханический процесс воздействия потока газа (жидкости) со слоем твердых частиц, при котором последние приобретают возможность перемещаться друг относительно друга.
Простейшую псевдоожиженную систему создают в заполненном слоем зернистого материала вертикальном аппарате, через днище к-рого равномерно по сечению вводят инертный ожижающий агент (газ или жидкость).
При небольшой скорости Wзернистый слой неподвижен, с ее увеличением высота слоя начинает возрастать .Когда W достигает критич. значения, при к-ром сила гидравлич. сопротивления слоя восходящему потоку ожижающего агента становится равной весу твердых частиц, слой приобретает текучесть и переходит в псевдоожиженное состояние. Соответствующую линейную скорость ожижающего агента наз. скоростью начала П. или его первой критической скоростью Wk
При дальнейшем возрастании Wгидравлич. сопротивление слоя остается постоянным, пока не начнется интенсивный вынос материала потоком из аппарата (скорость потока наз. скоростью уноса или второй критической скоростью П. (W ун), превышающей Wk в десятки раз.) Если скорость ожижающего агента больше скорости уноса самых крупных частиц сжижаемого материала, слой полностью увлекается потоком
Почему называется псевдоожижением:
Порозность
Преимущества аппаратов с ПС:
Отрицательные моменты ПС:
Кривая псевдоожижения
1 – состоит из идеальных частиц
I – стадия фильтрования ( WкрI - скорость начала псевдоожижения)
II – стадия псевдоожижения (WкрII - скорость начала уноса)
III – стадия уноса
2 – реально монодисперсные частицы
при увеличении скорости будет набираться пик
3 – полидисперсные частицы
4 – частицы имеют
Уравнения рабочих линий процесса ректификации. Изображение процесса ректификации на у-х диаграмме. Рабочее и оптимальное флегмовые числа.
– какое количество исходного вещества потребуется для получения единицы дистилята
Чем меньше F, тем эффективность аппарата выше.
= W – какое количество кубовой жидкости получим на единицу дистилята
= R – флегмовое число, какое количество флегмы должны вернуть в аппарат, чтобы получить единицу дистилята.
Gд – количество пара, которое отводится в верхней части колонны.
Gд = Gp + GR = Gp+ Gp*R = Gp*(1+R)
= 1+R
Допущения:
Верхняя часть колонны:
L (-dx)= G dy
L = R*Gp
G = (R+1)*Gp
Рассмотрим нижнюю часть колонны
Режимы работы колонны
R= GR/Gp => Gp=0
1-2’-3
Реальный режим
2) R=Rmin такой процесс не существует
1-2’’-3
x=xf, y= yfp, yfp = Rmin • xf /( Rmin +1) + xр/( Rmin +1),
Rmin• yfp+yfp= Rmin• xf+xp, Rmin• (yfp- xf)= xp- yfp,
Rmin=(xp- yfp)/(yfp- xf), где yfp-состав пара, находящегося в равновесии с жидкостью, поступающей в ректификацию. Движущая сила равна нулю, аппарат должен иметь бесконечно большую пов-ть фазового контакта.
3) R=Rраб, 1-2’’’-3, соотвествует работе заводской ректификационной аппаратуры. B’=xp/(Rраб+1), Rраб=Rопт. Точка 2’’ может приближаться либо к 2’’’, либо к 2’. Соответственно этому меняется R и движ. сила.
Определение оптимального флегмового числа
Rmin – R1, R2 … Rn -
Критерий оптимальности- минимальный объем колонны, что соответствует минимальным затратам.
Уравнения движения сплошной сред ы в напряжениях ( уравнения Коши)
Основные теории катализа. Теория активных центров Тейлора.
Согласно теории Тейлора (20-е годы XX века) активными центрами катализатора являются поверхностные атомы кристаллической решетки, по каким-либо причинам находящиеся выше среднего уровня поверхности. Такие кристаллические «пики» обладают свободными валентностями и поэтому могут образовывать реакционноспособные промежуточные соединения.
Следует отметить, что наличие неоднородности и ее характер, особенно для адсорбентов с развитой поверхностью (различные угли, силикагели, алюмогели и т. д.), зависят от способа приготовления образцов.
Представление об активной части поверхности как образовании, аномальном по сравнению с нормальной кристаллической поверхностью, находит подтверждение и в ряде качественных наблюдений. Например, при исследовании дегидрирования спиртов на металлической меди Cu
R—СН2—ОН → R—СН=0 + Н2
изучили влияние способа обработки катализатора на его активность. Оказалось, что способы, приводящие к образованию достаточно «гладкой» поверхности, — электролитическое осаждение, восстановление гидразин-гидратом раствора [Cu(NH3)4]2+ и т. д.— дают неактивные образцы.
Наоборот, если обработка (пропускание над медной сеткой аммиака при 820 °С, быстрое восстановление солей меди и СuО окисью углерода, термическое разложение медных солей одноосновных жирных кислот) обеспечивает возникновение различных нарушений кристаллической решетки, получается каталитически активная поверхность. Хотя концепция Тейлора и является чисто качественной, исторически она представляет важный этап в развитии теории катализа, так как Тейлор впервые высказал мысль о существовании и строении активного центра.
По мнению Тейлора, активными центрами на металлических катализаторах могут быть такие элементы реальной поверхности, как внерешеточные одиночные атомы металла на поверхности грани (так называемые «адатомы»), атомы металла на ребрах или вершинах и т.п.
Проточный реактор идеального смешения в стационарном изотермическом режиме-математическая модель и ее использование для технологических процессов.
Реакторы смешения – это емкостные аппараты с перемешиванием механической мешалкой или циркуляционным насосом.
Для идеального смешения характерно абсолютно полное выравнивание всех характеризующих реакцию параметров по объему реактора.
В реакторе идеального смешения реализуется поток идеального смешения.
Допущения:
- равномерное поле концентраций, температур др по всему объему реактора
- мгновенное выравнивание концентраций
Достоинства реактора идеального смешения:
1) простота конструкции
2) отсутствие ограничений на характер проводимых реакций
3) не влияют побочные явления (транспорт)
Области применения:
1) в промышленности малотоннажных производств с частой сменой ассортимента;
2) для проведения реакций, которые должны прекращаться в строго определенный момент;
3) при переработке дорогостоящих продуктов
Недостатки:
1) низкая производительность
Уравнение материального баланса для элементарного объема проточного химического реактора.
Рис. 10.1 Расчетная схема.
V – объем химического реактора; dV – элементарный объем; о, 1 – объемные расходы потока жидкости (газа) на входе и выходе из реактора.
Концентрация вещества j при прохождении потока через реактор в общем случае изменяется за счет:
− конвективного переноса, т.е. переноса импульса, обусловленного движением потока с линейной скоростью u(м/с).
(10.5)
− диффузионного переноса, вызванного наличием неравномерного распределения вещества j в потоке.
Закон Фика: (10.6)
D – коэффициент продольного перемешивания.
− химической реакции, в результате расходуется (образуется) вещество j, которое пропорционально скорости химической реакции. Реакция протекает в объеме dV, в каждой точке которого Wr,j одинакова.
(10.7)
Уравнение материального баланса:
(10.11)
т.к. процесс может осуществляться в нестационарных условиях, то эта нестационарность (накопление) вещества j во времени учитывается
(10.12)
уравнение материального баланса для объема dV:
(10.25)
Это уравнение применяют для описания:− реактора идеального смешения
− реактора идеального вытеснения
Допущения для перех. К РИС
- равномерное поле концентраций, температур др по всему объему реактора
- мгновенное выравнивание концентраций
Устройство мусоросжигательных печей кипящего слоя.
Установки с кипящим слоем уже много десятилетий широко применяются для сжигания тонкоизмельченных отходов (чаще всего, однородных) вроде мусорного топлива или осадков сточных вод. Такая установка представляет собой футерованную камеру сгорания в форме вертикального цилиндра. В ее нижней части постель из инертного материала (например, песка или золы), помещенного на решетку или распределительную пластину, псевдоожижается подаваемым снизу воздухом. Отходы, подлежащие сжиганию, непрерывно подаются на кипящий слой сверху или сбоку. Подогретый воздух вводится в камеру сгорания через отверстия решетки, на которой лежит постель, образуя кипящий слой из песка, находящегося в камере сгорания. Отходы подаются в эту камеру насосным, секторным или шнековым питателем. В кипящем слое отходы подсушиваются с выделением летучих веществ, воспламеняются и сгорают. Над кипящим слоем обычно предусматривается свободное пространство для удержания газов в зоне горения, температура в которой лежит обычно в пределах от 850 до 950º С. Температура в самой постели ниже, составляя, например, 650º С. Благодаря хорошему перемешиванию в реакторе, системы с кипящим слоем характеризуются обычно однородным распределением температуры и кислорода, что обеспечивает стабильность процесса. Если в установках с кипящим слоем предполагается сжигать неоднородные отходы, необходима их предварительная подготовка для обеспечения соответствия требованиям к крупности. Этого соответствия можно достичь с помощью сочетания селективного сбора с предварительной обработкой, например, измельчением. В некоторых типах установок с кипящим слоем (например, с циркулирующим кипящим слоем) можно сжигать отходы с большей крупностью кусков, чем в других. В этих установках отходы могут требовать лишь самого грубого измельчения или вовсе не требовать его.
Алгоритм табличной задачи, температурные интервалы и тепловой баланс, каскад тепловых потоков.
Интервал температур, в котором происходят изменения температур технологических потоков проектируемого процесса или ХТС, сначала разделяется на меньшие интервалы, (рис. 2.17).
возможности конструктивного решения представим, что горячая составная кривая на DТmin/2 холоднее, чем в действительности, а холодная составная кривая на DТmin/2 горячее, чем на самом деле (рис.2.18).
Сдвинутые составные кривые сейчас касаются в точке пинча. В результате такой сдвижки становится возможной теплопередача между потоками, содержащимися в горячей и холодной составных кривых в пределах каждого температурного интервала, как показано на рис. 2.18
Очень важно отметить здесь, что вертикальное перемещение кривых не изменяет величины энтальпийного интервала их перекрытия, показывающего, как мы уже выяснили, значение максимально возможной рекуперации тепловой энергии в процессе.
Техника сдвигания составных кривых позволяет создать метод вычисления целевых энергетических значений без привлечения графических средств построения составных кривых:
1. Устанавливаются сдвинутые температурные интервалы с помощью вычитания величины DТmin/2 от границ температурных интервалов, которые определяются начальными и конечными температурами (температурами снабжения и целевыми температурами) горячих потоков и добавлением DТmin/2 к границам температурных интервалов, которые сформированы начальными и конечными температурами холодных потоков (см. рис. 2.18).
2. После определения сдвинутых температурных интервалов в каждом из них вычисляется энергетический баланс:
где Нi – тепловой баланс для iго сдвинутого интервала, Тi – величина iго температурного интервала.
Рассмотрим на примеое
Данные о потоках для процесса приведены в таблице 2.3.
Определять целевые энергетические значения и локализацию пинча будем для DТmin=10оС. Сначала определим сдвинутые температурные интервалы из реальных температур снабжения и целевых температур технологических потоков процесса. Для этого все горячие потоки сдвинем по температурной оси вниз на DТmin/2, а холодные потоки поднимем на DТmin/2, как показано в таблице 2.4.
Далее мы вычисляем тепловые балансы в пределах каждого сдвинутого интервала в соответствии с (2.5) и заносим результаты в таблицу.
Из таблицы видно, что в некоторых сдвинутых интервалах наблюдается избыток тепловой энергии, в других её – дефицит.
Расположим наши температурные интервалы вдоль температурной шкалы ниспадающим вниз каскадом, как показано на рис. 2.21, и направим вниз по температурной шкале любой избыток теплоты от интервала к интервалу.
Сначала предположим, что первый температурный интервал не получает тепловой энергии от внешних энергоисточников (рис. 2.21а).
Построив каскад тепловых потоков между температурными интервалами, мы видим, что некоторые из них отрицательны, а это невозможно. Чтобы сделать каскад возможным, необходимо подвести к первому температурному интервалу такое количество тепловой энергии, которое при каскадировании его вниз сделает отрицательные тепловые потоки по крайней мере равными нулю.
Для установления целевых энергетических значений мы должны установить минимальное значение мощности внешних утилит, необходимое для проведения процесса.
Из рисунка 2.21б следует, что QHmin=7500 кВт, а QCmin=10000 кВт.
Построение теплового каскада позволяет получить информацию о локализации пинча в рассматриваемом процессе. Значение температуры, при котором тепловой поток на границе интервалов равен 0, соответствует расположению пинча и обычно называется пинч точкой (рис. 2.22). Таким образом, реальные пинч темпертуры для горячих и холодных потоков соответственно равны 150 оС и 140оС.
Уравнение неразрывности
Рассмотрим поток i массы через грань
AEHD: - wr ρ r dϕ dz;
BFGC: + (wrρ r +dr)dzdϕ
AEFB: - wϕ drdz
DWC: + (wϕρ + dϕ)drdz
ABCD: -wzρ r dϕ dz
EFGH: +(wzρ + dz)dϕ dr
Суммарный поток через всю поверхность элемента давления:
Суммарный поток массы через общую поверхность элемента за время:
Уравнение неразрывности в цилиндрической системе координат:
Решение обратной задачи структурной и параметрической идентификации моделей учета неидеальности жидкой фазы в случае равновесия жидкость-пар.
Обратная задача решается на основе экспериментальных данных, ее называют некорректно поставленной задачей.
Задача структурной индетификации – это уравнения ТКЕД, Wilson.
Условия патентоспособности полезной модели
Полезная модель – это техническое решение, относящееся к устройству.
Устройства в смысле объектов интеллектуальной собственности - это конструкции (узлы, детали, части сложных агрегатов) и изделия (сборки, установки).
Условия патентоспособности полезной обозначены следующей статьей:
Статья 1351 Условия патентоспособности полезной модели
1. В качестве полезной модели охраняется техническое решение, относящееся к устройству.
Полезной модели предоставляется правовая охрана, если она является новой и промышленно применимой.
2. Полезная модель является новой, если совокупность ее существенных признаков не известна из уровня техники.
Уровень техники включает опубликованные в мире сведения о средствах того же назначения, что и заявленная полезная модель, и сведения об их применении в Российской Федерации, если такие сведения стали общедоступными до даты приоритета полезной модели. В уровень техники также включаются при условии их более раннего приоритета все поданные в Российской Федерации другими лицами заявки на выдачу патента на изобретения и полезные модели, с документами которых вправе ознакомиться любое лицо в соответствии с пунктом 2 статьи 1385 или пунктом 2 статьи 1394 настоящего Кодекса, и запатентованные в Российской Федерации изобретения и полезные модели.
3. Раскрытие информации, относящейся к полезной модели, автором полезной модели, заявителем или любым лицом, получившим от них прямо или косвенно эту информацию, в результате чего сведения о сущности полезной модели стали общедоступными, не является обстоятельством, препятствующим признанию патентоспособности полезной модели, при условии, что заявка на выдачу патента на полезную модель подана в федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности в течение шести месяцев со дня раскрытия информации. Бремя доказывания того, что обстоятельства, в силу которых раскрытие информации не препятствует признанию патентоспособности полезной модели, имели место, лежит на заявителе.
4. Полезная модель является промышленно применимой, если она может быть использована в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении, других отраслях экономики или в социальной сфере.
5. Не предоставляется правовая охрана в качестве полезной модели:
1) решениям, касающимся только внешнего вида изделий и направленным на удовлетворение эстетических потребностей;
2) топологиям интегральных микросхем.