- •Scan Pirat
- •Глава IV. Перемещение и сжатие газов (компрессорные машины)
- •Общие сведения . . .
- •Сравнение и области применения компрессорных машин различных
- •Глава V. Разделение неоднородных систем 176
- •Общие сведения 186
- •Общие сведения . 227
- •Глава VI. Перемешивание в жидких средах 246
- •Общие сведения 246
- •Глава VII. Основы теплопередачи в химической аппаратуре 260
- •Общие сведения 260
- •Глава VIII. Нагревание, охлаждение и конденсация 310
- •Общие сведения . 310
- •Нагревание газообразными высокотемпературными теплоносителями
- •Общие сведения . 347
- •Общие сведения 382
- •Общие сведения 434
- •Глава XV. Сушка . . .Ч 583
- •Глава XVI. Кристаллизация 632
- •Глава XVII. Искусственное охлаждение 646
- •Циклы, основанные на сочетании дросселирования и расширения газа
- •Глава XVIII. Измельчение твердых материалов 679
- •Общие сведения 679
- •Крупное дробление 684
- •Тонкое измельчение n 693
- •Глава XIX. Классификация и сортировка материалов 703
- •Глава XX. Смешение твердых материалов 711
- •2. Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах
- •Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах
- •3. Классификация основных процессов
- •4. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •Основные определения
- •Некоторые физические свойства жидкостей
- •2. Некоторые физические свойства жидкостей
- •Некоторые физические свойства жидкостей
- •Некоторые физические свойства жидкостей
- •Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера
- •Основное уравнение гидростатики
- •Основное уравнение гидростатики
- •Основные характеристики движения жидкостей
- •Основные характеристики движения жидкостей
- •6. Основные характеристики движения жидкостей
- •6. Основные характеристики движения жидкостей
- •6. Основные характеристики движения жидкостей
- •6. Основные характеристики движения жидкостей
- •48 Гл. II. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлика
- •Уравнение неразрывности (сплошности) потока
- •8. Дифференциальные уравнения движения Эйлера
- •9. Дифференциальные уравнения движения Навье—Стокса
- •9., Дифференциальные уравнения движения Навье—Стокса
- •10. Уравнение Бернулли
- •10. Уравнение Бернулли
- •Некоторые практические приложения уравнения Бернулли
- •11. Некоторые практические-приложения уравнения Бернулли
- •12« Основы теории подобия и анализа размерностей.
- •12. Основы теории подобая а анализа размерностей. Принципы моделирования 71
- •12. Основы теории подобия и анализа размерностей. Принципы моделирования п
- •Гидродинамическое подобие
- •13. Гидродинамическое подобие
- •13. Гидродинамическое подобия
- •13. Гидродинамическое подобие
- •Гидравлические сопротивления в трубопроводах
- •14. Гидравлические сопротивления в трубопроводах
- •14. Гидравлические сопротивления в трубопроводах
- •Течение неньютоновских жидкостей
- •Закономерности движения неньютоновских жидкостей имеют ряд особенностей. - Для обычных, или ньютоновских, жидкостей зависимость между напряжением сдвига т
- •Неньютоновские жидкости можно разделить на три большие группы. К первой группе относятся так называемые вязкие, или стационарные, не- ньютоновские жидкости. Для этих
- •Времени. По виду данной функции (кривой тече- нии) различают следующие разновидности жид- костей этой группы.
- •Называемый пластическо
- •Зависимость (11,105) изображается на рис. 11-26 линией 2
- •15. Течение неньютоновских жидкостей
- •Ростях сдвига; в результате величины и х становятся пропорциональными друг другу
- •Расчет диаметра трубопроводов
- •17. Движение тел в жидкостях
- •Движение тел в жидкостях
- •17. Движение тел в жидкостях
- •18. Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои 101
- •Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои
- •18. Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои 103
- •Для полидисперсных зернистых слоев расчетный диаметр (1 вычисляют из соотношения
- •18. Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои 105
- •19. Гидродинамика кипящих (псевдоожиженных) зернистых слоев 107
- •19. Гидродинамика кипящих (псевдоожиженных) зернистых слоев 109
- •20. Элементы гидродинамики двухфазных потоков
- •Элементы гидродинамики двухфазных потоков
- •20. Элементы гидродинамики двухфазных потоков
- •20. Элементы гидродинамики двухфазных потоков
- •Структура потоков и распределение времени пребывания жидкости в аппаратах
- •Глава III
- •Перемещение жидкостей (насосы)
- •Общие сведения
- •Основные параметры насосов
- •3. Напор насоса. Высота всасывания
- •Центробежные насосы
- •4. Центробежные насосы
- •4. Центробежные насосы
- •4. Центробежные насосы
- •4. Центробежные насосы
- •Поршневые насосы
- •5. Поршневые насосы
- •5. Поршневые насосы
- •Специальные типы поршневых и центробежных насосов
- •Насосы других типов
- •7. Насосы других типов
- •7. Насосы других типов
- •Сравнение и области применения насосов различных типов
- •8. Сравнение и области применения насосов различных типов
- •Глава IV
- •Перемещение и сжатие газов (компрессорные машины)
- •Общие сведения
- •2. Термодинамические основы процесса сжатия газов
- •2.. Термодинамические основы процесса сжатия газов
- •2. Термодинамические основы процесса сжатия газов
- •3. Поршневые компрессоры
- •Поршневые компрессоры
- •3. Поршневые компрессоры
- •3. Поршневые компрессоры
- •3. Поршневые компрессоры
- •4. Ротационные компрессоры и газодувки
- •Ротационные компрессоры и газодувки
- •6. Осевые вентиляторы и компрессоры
- •Осевые вентиляторы и компрессоры
- •Винтовые компрессоры
- •Вакуум-насосы
- •8. Вакуум-насосы
- •Глава V
- •1. Неоднородные системы и методы их разделения
- •Материальный баланс процесса разделения
- •Скорость стесненного осаждения (отстаивания)
- •3. Скорость стесненного осаждения (отстаивания)
- •4. Коагуляция частиц дисперсной фазы
- •Коагуляция частиц дисперсной фазы
- •Отстойники
- •5. Отстойники
- •5. Отстойники
- •Общие сведения
- •6. Общие сведения
- •6. Общие сведения
- •Уравнения фильтрования
- •8. Фильтровальные перегородки
- •Фильтровальные перегородки
- •Устройство фильтров
- •9. Устройство фильтров
- •9. Устройство фильтре*
- •9. Устройство фильтров
- •9. Устройство фильтров
- •9. Устройство фильтров
- •9. Устройство фильтров
- •10. Расчет фильтров
- •9. Устройство фильтров
- •Основные положения
- •12. Центробежная сила и фактор разделения
- •Центробежная сила и фактор разделения
- •Процессы в отстойных центрифугах
- •Процессы в фильтрующих центрифугах
- •Устройство центрифуг
- •16. Расчет центрифуг
- •16. Расчет центрифуг
- •17. Общие сведения
- •17. Общие сведения
- •18. Гравитационная очистка газов
- •2 Камера; 2 — горизонтальные перегородки (полки)! 3 — отражательная перегородка; 4 *- дверцы.
- •Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил
- •20. Очистка газов фильтрованием
- •Очистка газов фильтрованием
- •Мокрая очистка газов
- •21. Мокрая очистка газов
- •Электрическая очистка газов
- •22. Электрическая очистка газов
- •22. Электрическая очистка газов
- •23. Коагуляция и укрупнение частиц, отделяемых при газоочистке
- •Коагуляция и укрупнение частиц, отделяемых при газоочистке
- •24. Сравнительные характеристики и выбор газоочистительной аппаратуры 245
- •Глава VI
- •2. Механическое перемешивание
- •2. Механическое перемешивание
- •2. Механическое перемешивание
- •3. Механические перемешивающие устройства
- •3. Механические перемешивающие устройства
- •Пневматическое перемешивание
- •5. Перемешивание в трубопроводах
- •Перемешивание в трубопроводах
- •6. Перемешивание с помощью сопел и насосов
- •2. Тепловые балансы
- •Тепловые балансы
- •Основное уравнение теплопередачи
- •4. Температурное поле и температурный градиент
- •Температурное поле и температурный градиент
- •Передача тепла теплопроводностью
- •5. Передача тепла теплопроводностью
- •5. Передача тепла теплопроводностью
- •Тепловое излучение
- •6. Тепловое излучение
- •6. Тепловое излучение
- •7. Передача тепла конвекцией (конвективный теплообмен)
- •Передача тепла конвекцией (конвективный теплообмен)
- •7. Передача тепла конвекцией (конвективный теплообмен) 277
- •7. Передача тепла конвекцией (конвективный теплообмен) 279
- •8. Опытные данные по теплоотдаче
- •Опытные данные по теплоотдаче
- •8. Опытные данные по теплоотдаче
- •8. Опытные данные по теплоотдаче
- •8. Опытные данные по теплоотдаче
- •8. Опытные данные по теплоотдаче
- •10. Сложная теплоотдача
- •Численные значения коэффициентов теплоотдачи
- •Сложная теплоотдача
- •Теплопередача
- •11. Теплопередача
- •11. Теплопередача
- •11. Теплопередача
- •12., Нестационарный теплообмен
- •12. Нестационарный теплообмен
- •Дгср _ ——-f - j_t -
- •12. Нестационарный теплообмен
- •Глава VIII нагревание, охлаждение и конденсация
- •Общие сведения
- •Нагревание водяным паром
- •Центробежный насос.
- •4. Нагревание топочными газами
- •Нагревание горячей водой
- •Нагревание топочными газами
- •1 Сопло горелки; 2 —- огнеупорная пористая панель; 3 — радиантная часть (змеевик); 4 — конвективная часть (змеевик); 5 — перегреватель; 6 и- дымовая труба.
- •Нагревание высокотемпературными теплоносителями
- •I печь со змеевиком; 2 — теплоиспользующнй аппарат; 3 подъемный трубопровод; 4 — опускной трубопровод; 5 — циркуляционный насос.
- •Нагревание электрическим током
- •Охлаждение до обыкновенных температур
- •Охлаждение до низких температур
- •Конденсация паров
- •Трубчатые теплообменники
- •Змеевиковые теплообменники
- •Пластинчатые теплообменники
- •Оребренные теплообменники
- •16. Теплообменные устройства реакционных аппаратов
- •Конденсаторы смешения
- •Расчет теплообменных аппаратов
- •Расчет конденсаторов паров
- •Глава IX
- •Общие сведения
- •Однокорпусные выпарные установки
- •2. Однокорпусные выпарные установки
- •3. Многокорпусные выпарные установки
- •Многокорпусные выпарные установки
- •3. Многокорпусные выпарные установки
- •Устройство выпарных аппаратов
- •Расчет многокорпусных выпарных аппаратов
- •Общие сведения
- •1. Общие сведения
- •Равновесие при массопередаче
- •Скорость массопередачи
- •3. Скорость массопередачи
- •Движущая сила процессов массопередачи
- •Массопередача с твердой фазой
- •6. Массопередача с твердой фазой
- •Глава XI
- •Равновесие при абсорбции
- •Материальный и тепловой балансы процесса
- •Скорость процесса
- •Устройство абсорбционных аппаратов
- •— Щели.
- •Расчет абсорберов
- •7. Десорбция
- •8. Схемы абсорбционных установок
- •Глава XII
- •Характеристики двухфазных систем жидкость—пар
- •4. Ректификация
- •4. Ректификация
- •Специальные виды перегонки
- •Глава XIII
- •Общие сведения
- •2. Равновесие в системах жидкость—жидкость
- •2. Равновесие в системах жидкость—жидкость
- •2. Равновесие в системах жидкость—жидкость
- •2. Равновесие в системах жидкость—жидкость
- •3. Методы экстракции
- •3. Методы экстракции
- •3. Методы экстракции
- •1/ 2, 8, .... П — ступени.
- •3. Методы экстракции
- •3. Методы экстракции
- •3. Методы экстракции
- •4. Устройство экстракционных аппаратов
- •Ступенчатые экстракторы
- •4. Устройство экстракционных аппаратов
- •4. Устройство экстракционных аппаратов
- •1Л. XIII. Экстракция
- •4. Устройство экстракционных аппаратов
- •5. Расчет экстракционных аппаратов
- •5. Расчет экстракционных аппаратов
- •7. Равновесие и скорость процессов экстракции и растворения
- •Рис, хііі-27. Схема извлечения растворенного вещества из пористого тела и профиль концентраций.
- •Способы экстракции и растворения
- •8. Способы экстракции и растворения
- •Рнс. Хііі-29. Схема противоточной промывки осадка (шлама) на барабанных вакуум-фильтрах:
- •Устройство экстракционных аппаратов
- •9. Устройство экстракционных аппаратов
- •9. Устройство экстракционных аппаратов
- •Расчет экстракционных аппаратов
- •Глава XIV
- •Общие сведения
- •2. Характеристики адсорбентов и их виды
- •Равновесий при адсорбции
- •3. Равновесие при адсорбции
- •Скорость адсорбции
- •4. Скорость адсорбции
- •4. Скорость адсорбции
- •Десорбция
- •5. Десорбция
- •6. Устройство адсорберов и схемы адсорбционных установок
- •6. Устройство адсорберов и схемы адсорбционных установок
- •Расчет адсорберов
- •7. Расчет адсорберов
- •Ионообменные процессы
- •Глава XV
- •Основные параметры влажного газа
- •Равновесие при сушке
- •Материальный и тепловой балансы сушки
- •Определение расходов воздуха и тепла на сушку
- •Варианты процесса сушки
- •Скорость сушки
- •8. Скорость сушки
- •Dwc cftuiP
- •Устройство суЬшлок
- •Конвективные сушилки с неподвижным или движущимся плотным слоем материала
- •Конвективные сушилки с перемешиванием слоя материала
- •Конвективные сушилки со взвешенным слоем материала
- •1 Верхняя камера; 2 — нижняя камера; 3 — раз» рыхлитель.
- •I камера сушилки; 2 — полые плиты.
- •Глава XVI
- •1, Общие сведения
- •Равновесие при кристаллизации
- •Влияние условий кристаллизации на свойства кристаллов
- •Способы кристаллизации
- •Устройство кристаллизаторов
- •I __ труба аппарата; 2 — термоизоляционный кожух; 3 — вентилятор; 4 — труба
- •7. Расчеты кристаллизаторов Материальный баланс кристаллизации
- •Глава XVII искусственное охлаждение
- •Общие сведения
- •Термодинамические основы получения холода
- •Другие методы получения низких температур
- •Компрессионные паровые холодильные машины
- •Абсорбционные холодильные машины
- •Пароводяные эжекторные холодильные машины
- •Циклы с дросселированием газа
- •Циклы с тепловым насосом
- •Сравнение основных циклов глубокого охлаждения
- •Методы разделения газов
- •Механические процессы
- •Глава XVIII измельчение твердых материалов
- •Общие сведения
- •Физико-механические основы измельчения.
- •Щековые дробилки
- •Конусные дробилки
- •Валковые дробилки
- •Ударно-центробежные дробилки
- •Барабанные мельницы
- •Кольцевые мельницы
- •8 Сепаратор Материал
- •Мельницы для сверхтонкого измельчения
- •Глава XIX
- •Классификация и сортировка материалов
- •Грохочение
- •Гидравлическая классификация и воздушная сепарация
- •Глава XX
- •328 Расчет 343
- •Основные процессы и аппараты химической технологии
153
при
давлении значительно ниже атмосферного,
а нагнетание—при "давлении, несколько
превышающем атмосферное.
В
химической промышленности применяют
также струйные
компрессоры и вакуум-насосы, по
устройству подобные струйным насосам
для перемещения жидкостей. В струйных
компрессорах и вакуум-насосах отсасывание
и сжатие газов осуществляется за счет
кинетической энергии струи вспомогательной
жидкости или пара.
Вентиляторы
и газодувки
большой
производительности, создающие разрежение,
называются эксгаустерами.
Для получения более глубокого вакуума
применяют поршневые
и ротационные вакуум-насосы,
не отличающиеся по принципу действия
от компрессоров.
Уравнения
состояния газа и термодинамические
диаграммы., Сжатие
реального
газа сопровождается изменением его
объема, давления и тем-
пературы.
Соотношение между этими параметрами
при давлении не более
106
н/м*
(~10 ат)
характеризуется уравнецием состояния
идеальных
газов.
При
давлениях более 106
н/м2
(р
>> 10 ат)
следует пользоваться урав-
нением
Ван-дер-Ваальса или другим уравнением,
более точно описы-
вающим зависимость
между объемом, давлением и температурой
газа
при повышенных давлениях. ^
Уравнение
Ван-дер-Ваальса имеет вид
Однако
для практических расчетов наиболее
удобна и надежна термодинамическая
диаграмма температура—энтропия, или
Т—S-диаграмма,
которая строится на основании опытных'
данных.
На
Т—S-диаграмме
(рис. IV-1)
нанесена
пограничная кривая АКВ,
максимум на которой соответствует
критической точке К.
В области, ограниченной этой кривой и
осью абсцисс (область влажного пара),
одновременно сосуществуют две фазы —
жидкость и пар. Левая ветвь КА
пограничной кривой соответствует
полной конденсации пара (исчезновению
паровой фазы)- Для нее степень сухости
х
=
0. Правая ветвь КВ
соответствует полному испарению
жидкости (исчезновению жидкой фазы) и
образованию сухого пара. Для ветви КВ
степень сухости х
= 1. Слева от пограничной кривой находится
область существования только жидкой
фазы, справа — только паровой
(газообразной) фазы. Координаты
критической точки К
характеризуют критические параметры
газа.
В
области влажного пара проведены линии
постоянной влажности (х
=
const).
Линии
постоянных температур (изотермы) и
энтропии (Т
= const
и
S
=
const)
параллельны
соответственно абсциссе и ординате.
Изобары (р
= const)
в
области перегретого пара направлены
круто вверх, а в области влажного пара
совпадают с изотермами, так как тепло
здесь расходуется на испарение
жидкости без изменения температуры. В
области жидкой фазы изобары почти
полностью сливаются с пограничной
кривой вследствие незначительной
сжимаемости жидкостей и слабого
влияния давления на их физические
свойства.
На
диаграмме Т—5
нанесены также линии постоянной
энтальпии » = const
(изоэн-
тальпы). Энтальпия реальных газов
зависит не только от температуры, но и
от давления, поэтому изоэнтальпа
реальных газов не совпадает с изотермой.
Все
параметры газа на Т—S-диаграмме
отнесены к 1 кг
газа.
При
отсутствии справочных данных
постоянные
а
и Ь
определяются по кри-
тическим
параметрам газа — критически-
ми
температурой ТКр
и давлением ркр:
где
р
— давление газа, нАи2;
V
— удель-
ный объем газа, м3/кг;
Я
= 8314//И —
газовая постоянная, дж/(кг■
град);
М
—
масса 1 к
моль, кг!кмоль\ Т
— температу-
ра, °К; а,
Ь
— величины, постоянные для
данного
газа.
(IV.1)
я
S
Рис.
IV-1.
Т—S-диаграмма.2. Термодинамические основы процесса сжатия газов
2.. Термодинамические основы процесса сжатия газов
154
Гл.
IV. Перемещение и сжатие газов
(компрессорные
машины)
В
соответствии с термодинамическим
определением энтропии приращение ее
для обра-
тимого процесса составляет
rfS
= ^- (IV,2)
По
этому уравнению можно вычислить теплоту
изменения состояния газа:
Q=j7US (JV.3)
Таким
образом, на диаграмме Т—S
площадь
под кривой, описывающей изменение
состояния
газа, численно равна теплоте изменения
состояния.
Применение
диаграммы давление — объем (р — ч) для
проведения технических расче-
тов
возможно, но вызывает значительные
трудности в связи со сложностью
определения
теплоты изменения
состояния газа иа этой диаграмме.
Процессы
сжатия газов. Конечное давление газа
при сжатии зависит
от условий
теплообмена газа с окружающей средой.
Теоретически воз-
можны
два предельных случая
сжатия:
все
выделяющееся при
сжатии тепло
полностью отво-
дится и температура
газа при
сжатии остается неизменной
—
изотермический
про-
цесс;
теплообмен
газа с окру-
жающей средой полностью
от-
сутствует и все выделяющееся
при
сжатии тепло затрачивается
на
увеличение внутренней энер-
S s’
S-S" ~S
гии
газа>
повышая его темпе- в
с d
н ратуру,
- адиабатиче-
Рис,
IV-2.
Изображение
процессов сжатия газа ский
процесс.
на
Г—S-диаграмме. в
действительности
сжатие
газа
лишь в большей или меньшей степени
приближается к одному из этих теоретических
процессов. При сжатии газа наряду с
изменением его объема и давления
происходит изменение температуры
и одновременно часть выделяющегося
тепла отводится в окружающую среду.
Такой процесс сжатия называется по-
литропическим.
Работа
сжатия и потребляемая мощность. Процесс
изотермического сжатия газа от давления
рх
до давления р2
изображается на Т—S-диаграмме
прямой АВ
(рис. IV-2),
проведенной
между изобарами рг
и р2
по
линии Та
=
const.
Количество
тепла <7ИЗ,
которое необходимо отводить при
изотермическом сжатии 1 кг
газа от давления рг
до давления рг,
численно равно удельной работе
изотермического сжатия /иэ,
выраженной в дж/кг.
Величина <?иэ
может быть определена из диаграммы с
помощью простого соотношения:
qB3
— 1пз — ТА (SA
— Sb) (IV,4)
Процесс
адиабатического сжатия газа характеризуется
полным отсутствием теплообмена
между газом и окружающей средой. При
адиабатическом сжатии газа dQ
—
0
и из уравнения (IV,2) следует, что dS
=
0. Таким образом, в процессе адиабатического
сжатия газа неизменной остается его
энтропия, и этот процесс изображается
на диаграмме Т—S
прямой
AD
(см.
рис. IV-2),
проведенной
по линии 5л = const.
Количество
тепла, выделяемое при адиабатическом
сжатии 1 кг
газа от давления рг
до давления р2,
численно равное удельной работе
адиабатического сжатия /ад,
определяется по диаграмме следующим
образом:
9ад
~ 1ва
~ lD ~
~ Ср (ТD ~
Тa) (IV.5)