Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Насыпная плотность и удельная теплоёмкость



Наименование продукта Насыпная плотность, кг/м3 Удельная теплоёмкость, кДж/(кг·град)
Горох целый 750÷ 800 1, 84
Груши 350÷ 600 3, 6÷ 3, 81
Картофель 640÷ 750 3, 43÷ 3, 68
Крахмал картофельный 630÷ 700 1, 14÷ 1, 88
Крахмал кукурузный 540÷ 650 1, 14÷ 1, 88
Крупа гречневая 580÷ 710 2, 43÷ 2, 81
Крупа овсяная 500÷ 580 1, 67
Крупа пшеничная 730÷ 850 1, 38÷ 1, 88
Крупа пшенная 1, 84
Крупа рисовая 600÷ 800 1, 76÷ 1, 84
Кукуруза в зерне 600÷ 820 1, 59÷ 2, 22
Макароны (без утряски) 305÷ 461 1, 84
Масло кукурузное 920÷ 928 2, 01
Масло подсолнечное 925÷ 927 1, 93
Молоко сгущенное без сахара 1, 94÷ 3, 15
Молоко сухое 600÷ 659 1, 93÷ 2, 04
Молоко цельное 1029÷ 1032 3, 85
Морковь 550÷ 650 3, 14÷ 3, 94
Мука кукурузная 1, 67÷ 1, 88
Мука пшеничная в/с 500÷ 520 1, 67÷ 1, 88

Окончание табл. 1.2

Мука пшеничная 1 сорт 1, 67÷ 1, 88
Мука ржаная 1, 67÷ 1, 88
Патока крахмальная 2, 6
Сахар-песок 720÷ 900 0, 71÷ 1, 26
Сахар-рафинад 1, 36
Свекла 600÷ 780 3, 35÷ 3, 9
Соль пищевая 0, 92÷ 1, 34
Томаты 4, 02÷ 4, 05
Томатопродукты при содержании сухих веществ    
5 % 1020, 4 4, 049
9 % 1037, 4 3, 938
12 % 1050, 2 3, 856
18 % 1072, 3 3, 689
30 % 1126, 6 3, 357
Фасоль 750÷ 770 3, 68
Вода 1000, 0 4, 19

 

Таблица 1.3

Теплофизические характеристики некоторых материалов

Наименование материала Плотность, кг/м3 Удельная теплоёмкость кДж/(кг·град) Теплопроводность, кВт/(м ·град)
Алюминий 2630÷ 2800 0, 88÷ 0, 92 0, 21÷ 0, 23
Бронза 8800÷ 9100 0, 38 0, 04÷ 0, 112
Медь 8300÷ 8900 0, 39÷ 0, 394 0, 35÷ 0, 465
Латунь 8500÷ 8600 0, 38÷ 0, 39 0, 098÷ 0, 116
Сталь 7700÷ 7950 0, 46÷ 0, 5 0, 018÷ 0, 029
Стекло 2400÷ 2800 0, 67÷ 0, 835 (58÷ 93)·10-5
Чугун 7220÷ 7250 0, 4÷ 0, 54 0, 025÷ 0, 05

 

  1. Практические занятия и варианты выполнения

Расчётных заданий

Абсорбция

Процесс селективного поглощения газов или паров жидкими поглотителями (абсорбентами) называется абсорбцией. При абсорбции вещество переходит из газовой или паровой фазы в жидкую. Абсорбентом в технологии общественного питания служат вода или ее растворы. Процесс насыщения минеральной воды и других многочисленных напитков диоксидом углерода, в специальной технологии, называемой сатурацией, в действительности является классическим примером процесса абсорбции.

Процесс абсорбции проводят в абсорберах разных видов: с механическим перемешиванием, поверхностных, распылительных, пленочных, барботажных.

 

Пример расчета абсорбера для поглощения паров

Этилового спирта

Определить диаметр и высоту абсорбера, заполненного кольцами Рашига размером 25´ 25´ 3 мм, с удельной поверхностью σ = 204 м23, который предназначен для поглощения паров этилового спирта из воздуха.

Расход орошающей воды L = 2500 кг/г, = 200 С. Начальная концентрация С2Н5ОН в смеси с воздухом ун = 0, 05 объёмных долей. Чистого воздуха в этой смеси 1500 м3/час. Степень поглощения С2Н5ОН Сп = 97 %. Уравнение линии равновесия ур = 1, 68·х. Скорость газа в абсорбере = 1, 2 м/с. Коэффициент массопередачи Ку = 0, 6 кмоль С2Н5ОН /(м2·час на 1 кмоль воздуха). Начальная концентрация С2Н5ОН в жидкости Хн = 0. Аппарат противоточный.

1. Определение количества поглощаемого С2Н5ОН

а) определяем расход смеси С2Н5ОН + воздух

 

= 0, 05 следовательно, концентрация воздуха в смеси 0, 95 объёмных долей

1500 м3/г воздуха – 0, 95

х м3/г смеси – 1

 

х = 1500 ·1: 0, 95 = 1578, 9 м3/час; (22)

 

б) так как, 1 кмоль любого газа занимает объём 22, 4 м3, то расход смеси

G = х/22, 4 = 1578, 9/22, 4 = 70, 489 кмоль/час; (23)

 

в) количество поглощаемого С2Н5ОН

 

М = G · Ун· Сп = 70, 489 · 0, 05 · 0, 97 = 3, 42 кмоль/час. (24)

 

2. Конечная концентрация спирта в воде на выходе из абсорбера:

Хк = М /(L/ ) = 3, 42/(2500/18) = 0, 0246 , (25)

 


где – молекулярная масса воды.

3. Начальная и конечная концентрации С2Н5ОН в воздухе (ун, ук)

а) количество кмолей воздуха:

 

1500/22, 4 = 66, 964 кмоль/час; (26)

 

б) количество кмолей С2Н5ОН в смеси на входе в абсорбер:

 

х· ун/ 22, 4 = 1578, 90, 05 / 22, 4 = 3, 524 кмоль/час; (27)

 

в) начальная концентрация спирта в воздухе:

 

ун = 3, 524 / 66, 964 = 52, 63 ·10 -3 кмоль С2Н5ОН/ кмоль воздуха; (28)

 

г) количество кмолей С2Н5ОН на выходе из абсорбера:

 

степень поглощений С2Н2ОН = 97 %, конечное содержание С2Н2ОН в воздухе 3 % (0, 03 объёмных долей), поэтому

 

3, 524 0, 03 = 0, 106 ; (29)

 

д) конечная концентрация спирта в воздухе:

 

ук = 0, 106 / 66, 964 = 1, 58·10 -3 кмоль. (30)

 

3. Определение средней движущей силы:

 

(31)

 

a) Число единиц переноса: (32)

из условий ур = 1, 68·Х, ун·р = 1, 68· Хк = 1, 680, 0246 = 0, 0413;

 

ук·р = 1, 68 ·Хн = 0, т. к. Хн = 0;

= 1/(52, 63 – 41, 3)·10-3 = 88, 5; (33)

 

= 1/(1, 58·10-3 – 0) = 632, 9; (34)

 

тогда число единиц переноса:

 

; (35)

 

б) средняя движущая сила:

 

= 2, 77 ·10-3 = 0, 003. (36)

 

4. Площадь поверхности массопередачи:

 

м2. (37)

 

6. Объём слоя насадки:

 

. (38)

 

7. Площадь поперечного сечения абсорбера:

 

, м2, (39)

где ρ г – плотность воздуха при t = 200 С.

При Т = 2730 К 29 кг воздуха содержатся в 22, 4 м3, отсюда:

 

кг/м3,

 

S = м2.

 

8. Диаметр абсорбера:

 

(40)

 

9. Высота слоя насадки:

 

Н = м. (41)

 

Варианты расчётных заданий

Произвести расчёт абсорбера для поглощения паров этилового спирта из воздуха.

Таблица 2.1

Варианты расчетных заданий

Производительность по чистому воздуху, м3 Начальное содержание С2Н5ОН в смеси, (в долях) Степень поглощения С2Н5ОН, (%)
0, 06
0, 08
0, 065
0, 09
0, 095

 

Адсорбция

Адсорбцией называют процесс поглощения одного или нескольких компонентов из смеси газов, паров или жидких растворов поверхностью твердого вещества – адсорбента. Процесс адсорбции подобно процессу абсорбции избирателен, т. е. из смеси поглощаются только определенные компоненты. Как и при абсорбции, поглощенное вещество может быть выделено из адсорбента, например при нагревании. Этот процесс регенерации абсорбента называют десорбцией. Процессы абсорбции и адсорбции внешне похожи. Разница между ними заключается в том, что в одном случае вещество поглощается всем объемом жидкости, а в другом – только поверхностью поглотителя – адсорбента.

В пищевой промышленности адсорбция сопровождает технологию очистки водно-спиртовых смесей в ликероводочных производствах, при очистки и стабилизации вин, соков и других напитков, а также технологию обесцвечивания сахарных сиропов перед кристаллизацией.

Процесс адсорбции проводят в адсорберах с неподвижным слоем адсорбента, с подвижным слоем адсорбента, с кипящим слоем адсорбента. После использования адсорбционной способности адсорбента, проводят его регенерацию. В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, силикагели (получают обезвоживанием геля кремниевой кислоты), цеолиты (пористые водные алюмосиликаты катионов элементов первой и второй групп периодической системы элементов), иониты, в качестве естественных адсорбентов для осветления вин используют мелкодисперсные глины: бентонит, диатомит, с этой же целью применяют рыбий клей (желатин) и другие вещества.

 

Пример расчета процесса адсорбции

Определить высоту слоя активного угля и диаметр адсорбера для поглощений паров бензина из паровоздушной смеси, если расход смеси G = 3000 м3/г, начальная концентрация бензина ун = 0, 02 кг/м3, скорость паровоздушной смеси, отнесённой к полному сечению адсорбера V0 = 0, 2 м/с. Динамическая ёмкость угля по бензину хк = 0, 08 кг/кг, начальное содержание хн = 0, 006 кг/кг, насыпная плотность угля rн = 600 кг/м3. Продолжительность адсорбции 1, 5 часа.

1) Количество адсорбента для адсорбции бензина:

 

кг, (42)

 

где G – расход смеси, м3/г;

τ – продолжительность процесса адсорбции, час.

2) Диаметр адсорбера:

Д = м. (43)

 

3) Высота слоя адсорбента:

м. (44)

Варианты расчётных заданий

Адсорбционная очистка сортировки (водно-спиртовой смеси).

 

Таблица 2.2

Варианты расчетных заданий

Производительность, л/час смеси Начальное содержание примесей, % масс Конечное содержание примесей, % масс
1, 5 0, 03
1, 6 0, 04
1, 3 0, 05

Адсорбционная очистка сахарного сиропа

200 кг/ч 1, 2 0, 1
300 кг/ч 1, 5 0, 3
400 кг/ч 1, 3 0, 2

Ректификация

Высокой степени разделения жидкой смеси на компоненты можно добиться при многократной перегонке – ректификации. Процессы ректификации осуществляются на ректификационных колоннах, как правило, непрерывного действия.

 

Пример расчета ректификационной колонны

Рассчитать ректификационную колонну непрерывного действия для разделения смеси этиловый спирт-вода, если количество поступающего на ректификацию раствора Gf = 800 кг/час, содержание этилового спирта в растворе af = 20 % масс, содержание этилового спирта в дистилляте ad = 91 % масс. Содержание этилового спирта в кубовом остатке aw = 2, 6 % масс. Коэффициент избытка флегмы σ = 1, 3. Коэффициент полезного действия колонны η = 0, 5. Скорость движения пара в колонне υ p = 1, 11 м/с. Расстояние между тарелками h = 200мм. Ректификация проводится при атмосферном давлении. Средняя температура пара в колонне tср = 87 °C.

Определить: 1) количество дистиллята Gd и кубового остатка Gw.

2) количество тарелок nд, высоту колонны H, диаметр колонны Dk.

3) расход греющего пара D.

 

 

Таблица 2.3


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-09; Просмотров: 2776; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.044 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь