Kemiallisen tekniikan tyypillisiä prosesseja suorittavia asennuksia suunniteltaessa, laskentaperiaatteen ja tarvittavien laitteiden valinnassa kemialliset prosessit ovat ensisijaisen tärkeitä.
Kemiantekniikan perusprosessit ja -laitteet
Kaikki viitetiedot ja yleiset tiedot kemikaalien tuotannosta sisältyvät Yu. I. Dytnerskyn toimittamaan suunnittelukäsikirjaan "Kemian tekniikan perusprosessit ja -laitteet".
Opas sanoo:
- lämmön- ja massanvaihtolaitteiden laskelmista;
- haihdutus-, tislaus- ja adsorptiolaitosten työstä;
- kemiallisten laitteiden pääkomponenttien ja osien mekaanisista laskelmista;
- hydraulisista laskelmista.
Julkaisu sisältää kalvoerotusyksiköiden toimintaperiaatteet ja tietoa kiteytymisestä.
Kemiallisten prosessien ja tekniikoiden tyypit
Valmiiden tuotteiden ja väliaineiden tuotantoon raaka-aineiden kemiallisen käsittelyn avulla, erilaisia tekniikoita ja kodinkoneet. Useimpien toimintojen perusta on aineen siirto.
Tulevan tarkoituksen ja toiminnan perusteella erotetaan seuraavat prosessityypit:
- hydromekaanisia käytetään heterogeenisten nesteiden ja kaasujen seosten mekaaniseen erottamiseen, niiden puhdistamiseen kiinteistä hiukkasista, esimerkiksi sedimentointiin ja sedimentointiin sentrifugissa;
- lämpö, jotka perustuvat lämmönsiirtoon (haihtuminen, kondensaatio, lämmitys, jäähdytys);
- massasiirto koostuu aineen siirrosta liikemäärän ja lämmön yhteissiirrolla (absorptio, adsorptio);
- kemiallisia ja biokemiallisia esiintyy vaihtelettaessa kemiallista sisältöä ja ominaisuuksia (ionireaktiot, glykolyysi, käyminen).
Tekniset prosessit jaetaan keston mukaan:
- määräajoin;
- jatkuva;
- yhdistetty.
Jaksottaiset prosessit etenevät epäjohdonmukaisesti, koska lähtömateriaalit asetetaan syklisesti. Raaka-aineiden yhteinen lastaus ja tuotteiden purkaminen on ominaista jatkuvalle prosessille. Yhdistetyt prosessit koostuvat kahdentyyppisistä toiminnoista tai useista erillisistä vaiheista yhdessä.
Kemiantuotannossa painotetaan jatkuvien prosessien käyttöä, jotka ovat täysin mekanisoituja ja automaatioohjattuja. Jatkuvat prosessit ovat käytännöllisempiä kuin eräoperaatiot. Jatkuvassa prosessissa toiminnan jatkuvan virtauksen ansiosta rahoitus-, resurssi- ja työvoimakustannukset pienenevät.
Kemiantekniikan energiaa ja resursseja säästävät prosessit
Joukko toimenpiteitä huolellisille ja tehokas sovellus tuotannon elementtejä on energian ja resurssien säästäminen, joka saavutetaan käyttämällä erilaisia menetelmiä:
- pääomaintensiteetin ja valmiiden tuotteiden kulutuksen vähentäminen;
- tuottavuuden kasvu;
- tuotteiden laadun lisääminen.
Resurssia säästävillä toimenpiteillä voidaan varmistaa valmiiden tuotteiden tuotanto mahdollisimman vähän polttoainetta ja muita syöttöaineita, komponentteja, polttoainetta, ilmaa, vettä ja muita lähteitä teknologisiin tarpeisiin.
Resurssia säästäviä teknologioita ovat mm.
- suljettu vesihuoltojärjestelmä;
- toissijaisten resurssien käyttö;
- jätteiden kierrätys.
Resurssia säästävät teknologiat säästävät materiaalien käyttöä ja vähentävät haitallisten tuotantotekijöiden vaikutusta ympäristöön.
Kemiantekniikan prosessien ja laitteiden suunnittelu ja laskenta
Kemiallisten laitteiden ja suunnittelun laskeminen suoritetaan seuraavassa järjestyksessä:
- lähtötiedot analysoidaan, prosessivirran suunta paljastetaan;
- materiaalitase laaditaan ja määriä materiaalivirrat. Materiaalitase on elementtien massavirtojen saapumisen ja kulutuksen tunniste yhteen laitteeseen;
- lämpötaseen perusteella määritä reaktion lämmönkulutus tai lämmönkantajien virtausnopeus. Lämpötase edustaa sisääntulevan ja lähtevän lämpövirran tasa-arvoa laitteistossa;
- prosessin liikkeellepaneva voima määräytyy tasapainolain perusteella;
- lasketaan nopeuskerroin K, joka on kääntäen verrannollinen vastaavan operaation vastukseen;
- laitteen koko lasketaan pääkineettisen säännöllisyyden mukaan. Tämä koko vastaa useimmiten laitteen pintaa. Lasketun arvon mukaan, erikoisluetteloiden tai normaaleiden avulla, valitaan suunnitellun laitteen lähin vakiokoko.
Yritykset kemiallisten prosessien tutkimusryhmien kanssa
Yritykset alkaen tutkimusryhmiä kemialliset prosessit ovat suuria organisaatioita, joissa on paljon kemian asiantuntijoita. Yksi tällainen organisaatio on Modcon Systems, joka kehittää tuotteita, ylläpitää teknistä politiikkaa kaikentyyppisten tutkimustoimintojen tukemiseksi ja suorittaa myös integroitua prosessien optimointia öljynjalostuksen, putkistojen, biotekniikan ja kemian alalla.
Mirrico Group of Companiesin tiede- ja suunnittelukeskuksen laboratoriokompleksiin kuuluu tutkimus- ja testauslaboratorioita, jotka kehittävät uudenlaisia tuotteita ja teknologioita eri tarkoituksiin.
SRC GC "Mirrico" sisältää seuraavat teollisuuden tutkimuslaboratoriot (RRL):
- Tutkimuslaboratorio "Reagenssit poraukseen ja tuotantoon";
- Kaivososaston tutkimuslaboratorio;
- Öljyn ja kaasun käsittelyn ja petrokemian "prosessien" tutkimuslaboratorio;
- Tutkimuslaboratorio "Porausnesteet ja -tekniikat";
- NIL "Vesi".
Kemiallisten laitteiden valmistajat
Toteutusta varten kemiallisia muutoksia petrokemian alalla tarvitaan kemiallisia reaktoreita ja laitteita. Kemiallinen reaktori on kolmiseinämäinen laite, joka on paineen tai tyhjiön alainen erilaisia menetelmiä lämmitys, on nopea ja hidas sekoitin. Jäähdytysneste valitaan lämmityslämpötilan arvon ja sen säätötarpeen perusteella.
YuVS-tehdas kehittää ja valmistaa erityyppisiä reaktoreita, jotka perustuvat laitteiston reaktiopurkaukseen, fyysinen kunto komponentit, vaadittu lämpötila, paine, tilavuus, prosessivirtauksen luonne. Lämpö- ja massansiirtoprosessin nopeuttamiseksi reaktorit on varustettu lisäelementeillä, joita sekoitetaan. Valmistettujen laitteiden laatua valvotaan tiukasti korkea teknologia turvallisuus. Käsiteltyjen raaka-aineiden mekaaninen lujuus, korroosionkestävyys ja vastaavat fysikaaliset ominaisuudet ovat vaatimuksia kemiallisille reaktoreille.
Toinen yritys, SibMashPolymer LLC, laskee ja valmistaa kemiallisia reaktoreita ja antaa myös takuun valmistettujen laitteiden korkeasta laadusta. Yritys suorittaa tuotteidensa testejä laboratoriossa, jossa on laitteiden radiografinen valvonta.
Teollinen yhdistys "Khimstroyproekt" tuottaa energiaa säästäviä ja lämmönvaihtimet, Tulliliiton teknisten määräysten "Liikapaineessa toimivien laitteiden turvallisuudesta" (TR CU 032/2013) kriteerien mukaisesti.
VIITTEET 1. Kasatkin AG Kemiantekniikan perusprosessit ja -laitteet. Ed. 9th, M.: Kemia. 1973 - 754 s. 2. Planovsky A. N., Nikolaev P. I. Kemian ja petrokemian tekniikan perusprosessit ja laitteet. Ed. 2nd, M.: Kemia. 1972 - 493 s. 3. Kemiallisen teknologian perusprosessit ja -laitteet: Suunnittelukäsikirja / G. S. Borisov, V. P. Brykov, Yu. I. Dytnersky et ai., toim. Yu. I. Dytnersky. Ed. 2nd, M.: Kemia. 1991 - 496 s. 4. Aksartov M. M. Kemiallisen tekniikan perusprosessit ja laitteet. Luentokurssi. Ed Kar. GU 1-2 t.
Prosessien ja laitteiden analyysin ja laskennan yleiset periaatteet I. Yleistä 1. Kurssin aihe "Prosessit ja laitteet" 2. Prosessien ja laitteiden tieteen synty ja kehitys 3. Pääprosessien luokittelu 4. Yleiset periaatteet prosessien ja laitteiden analysointi ja laskeminen 5. Erilaisia järjestelmiä mittayksiköt fyysisiä määriä
Pääprosessien luokittelu n n n Hydromekaaniset prosessit, joiden nopeus määräytyy hydrodynamiikan lailla - tieteen nesteiden ja kaasujen liikkeistä. Lämmönsiirron lakien määräämällä nopeudella etenevät lämpöprosessit - tiede lämmönjakomenetelmistä. Massansiirtoprosessit (diffuusio), joille on tunnusomaista yhden tai useamman kemiallisen (reaktio) prosessin siirtyminen, jotka etenevät kemiallisen kineettisten lakien määräämällä nopeudella. alkuseoksen komponentit faasista toiseen rajapinnan kautta. Kiinteän mekaniikan lakien kuvaamat mekaaniset prosessit.
Organisointitavan mukaan prosessit jaetaan: 1. 2. 3. Jaksottaiset prosessit suoritetaan laitteissa, joihin ladataan raaka-aineita tietyin väliajoin; käsittelyn jälkeen lopputuotteet puretaan näistä laitteista. Jatkuvat prosessit suoritetaan virtauslaitteissa. Yhdistetyt prosessit. Näitä ovat jatkuvat prosessit, joiden yksittäiset vaiheet suoritetaan jaksottaisesti, tai jaksolliset prosessit, yksi tai useampi vaihe, jotka etenevät jatkuvasti.
Viipymäaikojen jakauman mukaan ne erottavat: 1. 2. 3. 4. Ihanteellisissa syrjäytyslaitteissa kaikki hiukkaset liikkuvat tiettyyn suuntaan; sekoittumatta edessä ja takana liikkuvien hiukkasten kanssa ja syrjäyttämättä kokonaan virran edessä olevat hiukkaset. Ihanteellisissa sekoituslaitteissa sisään tulevat hiukkaset sekoittuvat välittömästi täysin siellä olevien hiukkasten kanssa, eli ne jakautuvat tasaisesti laitteen tilavuuteen. Todelliset jatkuvasti toimivat laitteet ovat keskitason laitteita. Prosesseja voidaan myös luokitella sen mukaan, miten niiden parametrit (nopeudet, lämpötilat, pitoisuudet jne.) muuttuvat ajan myötä. Tältä pohjalta prosessit jaetaan tasaisiin (stationary) ja ei-pysyviin (ei-stationaarisiin tai siirtymävaiheisiin).
hydromekaaniset prosessit. II. Hydrauliikan perusteet. Yleisiä kysymyksiä sovellettu hydrauliikka kemiallisissa laitteissa 1. Perusmääritelmät 2. Jotkut fyysiset ominaisuudet nesteet A. Hydrostaattinen 3. Eulerin differentiaalitasapainoyhtälöt 4. Hydrostaattisen perusyhtälön 5. Hydrostaattisen perusyhtälön käytännön sovelluksia
n Newtonin sisäisen kitkan laki Pintajännitys ilmaistuna seuraavina yksiköinä: SI-järjestelmässä [ν] \u003d [j / m 2] \u003d [n m / m] \u003d [n / m] CGS-järjestelmässä] \u003d erg / cm 2] \u003d [ dyn / cm 2] järjestelmässä MKGSS] \u003d kgf m / m 2] \u003d kgf / m]
Jokaiselle levossa olevan nesteen pisteelle tasoituskorkeuden ja pietsometrisen noston summa on vakioarvo. (II, 18) (II, 18 d) n Viimeinen yhtälö on Pascalin lain lauseke, jonka mukaan kokoonpuristumattoman nesteen missä tahansa pisteessä syntyvä paine siirtyy tasaisesti sen tilavuuden kaikkiin pisteisiin.
Hydrostaattisen perusyhtälön käytännön sovelluksia Tasapainoolosuhteet kommunikoivissa aluksissa: Kuva. II-4. Tasapainoolosuhteet kommunikoivissa suonissa: a - homogeeninen neste; b - erilaiset (sekoittumattomat) nesteet
Avoimissa tai suljetuissa, saman paineen alaisissa, homogeenisella nesteellä täytettyjen kommunikaatioastioissa sen tasot sijaitsevat samalla korkeudella astioiden muodosta ja poikkileikkauksesta riippumatta
Riisi. II-5. Hydraulisen tiivisteen korkeuden määrittäminen jatkuvasti toimivassa nesteerottimessa Kuva. II-6. Pneumaattinen nestetason mittari
HYDROMEKAANISET PROSESSIT. B. Hydrodynamiikka 1. Nesteiden liikkeen pääominaisuudet 2. Virtauksen jatkuvuuden (jatkuvuuden) yhtälö 3. Eulerin liikkeen differentiaaliyhtälöt 4. Navier-Stokesin liikkeen differentiaaliyhtälöt 5. Bernoullin yhtälö 6. Bernoullin yhtälön käytännön sovelluksia 7. Kappaleiden liikkeet nesteissä 8. Nesteiden liikkuminen paikallaan olevien rakeisten ja huokoisten kerrosten läpi 9. Fluidoituneiden (fluidisoitujen) rakeisten kerrosten hydrodynamiikka 10. Kaksivaiheisten virtausten hydrodynamiikan elementit 11. Virtausten rakenne ja nesteen viipymäajan jakautuminen laitteissa
Hydraulinen säde Hydraulisen säteen alla r (m) ymmärretään putkilinjan tai kanavan tulvineen osan, jonka läpi neste virtaa, eli virtauksen elävän osan, pinta-alan suhde kostutettuun kehään: (II) , 26)
Vastaava halkaisija on yhtä suuri kuin hypoteettisen pyöreän putkilinjan halkaisija, jonka alueen S suhde kostutettuun kehään P on sama kuin tietyllä ei-ympyränmuotoisella putkilinjalla.
Tasaiset ja epävakaat virtaukset. Nesteen liike on tasaista tai paikallaan olevaa, jos virtaushiukkasten nopeudet ja kaikki muut sen liikkeeseen vaikuttavat tekijät (tiheys, lämpötila, paine jne.) eivät muutu ajallisesti kussakin kiinteässä avaruuden pisteessä jonka läpi neste kulkee. Näissä olosuhteissa nesteen virtausnopeudet ovat kullekin virtausosalle ajallisesti vakioita.
Nesteen liikemuodot. n n Liikettä, jossa nesteen kaikki hiukkaset liikkuvat yhdensuuntaisia lentoratoja pitkin, kutsutaan jetiksi eli laminaariseksi. Epäjärjestynyttä liikettä, jossa nesteen yksittäiset hiukkaset liikkuvat monimutkaisia, kaoottisia lentoratoja pitkin, kun taas nesteen koko massa liikkuu yhteen suuntaan, kutsutaan turbulentiksi.
Reynoldsin kriteeri (Re) n Re-kriteeri on viskositeetti- ja inertiavoimien välisen suhteen mitta liikkuvassa virrassa.
Stokesin laki Yhtälö on Stokesin laki, joka ilmaisee nopeuksien parabolisen jakauman putkilinjan osassa laminaariliikkeen aikana.
Poiseuillen yhtälö n Laminaarivirtaukselle putkessa keskinopeus neste on yhtä suuri kuin puolet putken nopeudesta.
Pyörteinen viskositeetti n Pyörteinen viskositeetti, toisin kuin tavallinen viskositeetti, ei ole fysikaalis-kemiallinen vakio, joka määräytyy nesteen luonteen, lämpötilan ja paineen mukaan, vaan riippuu nesteen nopeudesta ja muista parametreista, jotka määräävät virtauksen turbulenssin asteen (erityisesti etäisyys putken seinästä jne.).
Virtauksen jatkuvuuden differentiaaliyhtälö kokoonpuristuvan nesteen epävakaalle liikkeelle. Kokoonpuristumattoman nestevirtauksen jatkuvuuden differentiaaliyhtälö.
Virtausvakioyhtälö n Nämä lausekkeet edustavat virtauksen jatkuvuuden (tiheyden) yhtälöä sen yhtenäisessä muodossa tasaiselle liikkeelle. Tätä yhtälöä kutsutaan myös vakiovirtausyhtälöksi tai materiaalivirtaustasoksi. 1 v 1 s 1 = 2 v 2 s 2 = 3 v 3 3 k 1 = M 2 = M 3 n w 1 S 1 = w 2 S 2 = w 3 S 3 = vakio Q 1 = Q 2 = Q 3
Eulerin liikkeen differentiaaliyhtälöt n Yhtälöjärjestelmä (II, 46) huomioiden lausekkeet (II, 47) on differentiaaliyhtälöt liikkeet ihanteellinen neste Euler tasaista virtausta varten. (II, 46) (II, 47)
Bernoullin yhtälö n n Bernoullin yhtälö ihanteelliselle nesteelle Suuruutta kutsutaan kokonaishydrodynaamiseksi pääksi tai yksinkertaisesti hydrodynaamiseksi pääksi.
Siksi Bernoullin yhtälön mukaan ihanteellisen nesteen tasaisen virtauksen kaikissa poikkileikkauksissa hydrodynaaminen pää pysyy muuttumattomana. z - tasoituskorkeus, jota kutsutaan myös geometriseksi, tai korkeus, paine (hg), edustaa paikan ominaisenergiaa tietyssä pisteessä (tietyssä osassa); – painekorkeus (hpress) tai pietsometrinen pää, kuvaa paineen ominaispotentiaalienergiaa tietyssä pisteessä (tietyssä osassa). Summa z+, jota kutsutaan kokonaishydrostaattiseksi tai yksinkertaisesti staattiseksi korkeudeksi (hst), ilmaisee siten kokonaispotentiaalisen energian tietyssä pisteessä (tietyssä osassa).
Bernoullin yhtälö n n Näin ollen Bernoullin yhtälön mukaan ihanteellisen nesteen tasaisessa liikkeessä nopeuden ja staattisten nopeuksien summa, joka on yhtä suuri kuin hydrodynaaminen nousu, ei muutu siirtyessään virtauksen poikkileikkauksesta toiseen. Siten Bernoullin yhtälö on energian säilymislain erikoistapaus ja ilmaisee virtauksen energiatasapainon.
NESTEKÄSITTELY n 1. 2. 3. 4. 5. Nestekäsittely Syrjäytyspumput Syrjäytyspumpun rakenne Keskipakopumput Keskipakopumpun rakenne Muuntyyppiset pumput. Sifonit
NESTEIDEN LIIKKUMINEN Pumpun toimintaperiaatteesta riippuen nesteen energian ja paineen lisääminen voidaan suorittaa: 1. syrjäytyspumpuissa syrjäyttämällä nestettä pumpun suljetusta tilasta edestakaisin liikkuvilla kappaleilla. tai pyörivä; 2. siipi- tai keskipakopumpuissa - keskipakovoima, joka esiintyy nesteessä juoksupyörien pyörimisen aikana; 3. pyörrepumpuissa - intensiivinen pyörteiden muodostuminen ja tuhoutuminen, joita esiintyy juoksupyörien pyörimisen aikana; 4. suihkupumpuissa - liikkuvalla ilma-, höyry- tai vesisuihkulla; 5. kaasunostimissa - vaahdon muodostuminen, kun nesteeseen syötetään ilmaa tai kaasua; 6. laitteistoissa ja sifoneissa - nesteeseen kohdistuvan ilman, kaasun tai höyryn paineella.
Riisi. III-8. venttiilien mallit. I - palloventtiili. 1 - runko; 2 - venttiili; 3 - kansi. II - läppäventtiili. 1 - kansi; 2 - satula.
Kalvo (kalvo) pumput Kuva. III-9. Kalvopumppu: 1 - kotelo; 2 - venttiilit; 3 - sylinteri; 4 - mäntä; 5 - kalvo (kalvo).
Keskipakopumput III-13 Kuva. III-13. Keskipakopumpun kaavio: 1 - tuloventtiili; 2 - imuputki; 3 – juoksupyörä; 4 - akseli; 5 - runko; 6 - venttiili; 7 - takaiskuventtiili; 8 - poistoputki.
Tiivisteholkkien tyypit n n I – tiivisteholkki hydraulitiivisteellä: 1 – lyhty; 2 - tiivistelaatikko. II - tiivistelaatikko hapoille: 1, 2 - rengasmaiset ontelot; 3, 4 - poistoaukot. III - jousiholkki: 1 - tiiviste; 2 - jousi.
Tiivistetön pumppu n 1 runko, 2 - kansi, 3 - juoksupyörä, 4 - kotelon holkki, 5 - muotoiltu holkki, 6 - holkki, 7 - vasen levy, 8 - nasta, 9 - oikea levy, 10 - raidetanko, 11 - jousi , 12 - akseli, 13, 14 - renkaat.
Monteju. Riisi. III-8. Monteju: 1 - täyttöputki; 2, 3, 4, 5, 8 - nosturit; 6 - painemittari; 7 - putket puristamiseen
Jet pumput. Höyrypumppu. Riisi. III-22. Höyrypumppu. 1 - höyryliitin; 2 - höyrysuutin; 3 - sekoitussuutin; 4 - imukammio; 5 - imuliitin; 6 - diffuusori; 7 - tyhjennysliitin; 8 - kondenssivesiliitin; 9, 10 - takaiskuventtiilit.
Vesisuihkupumppu. III-22 Kuva. III-22. Vesisuihkupumppu. 1 - suutin; 2 - reikä; 3 - imuputki; 4 1 - suutin; 2 - reikä; 3 - imuliitinputki; 4 - liitin III-23
Ilmannoston kaavio Kuva. III-24. Ilmanostimen kaavio: 1, 2 - putket; 3 - sekoitin; 4 - erotin III-24
Ilmanostimet (ilmanostimet) ja sifonit Kuva. III-25. Ilmannostimet 1 - ilmaputki; 2 - seoksen syöttöputki; 3 - sekoitin. Riisi. III-26. Sifonit. 1 - säiliö; 2 - sifoniputki; 3, 4, 5 - nosturit, 6 - katselukanava
Kaasujen liike ja puristus (kompressorikoneet) n n n n 1. Yleistä tietoa 2. Mäntäkompressorit 3. Pyörivät kompressorit ja puhaltimet 4. Keskipakokoneet 5. Aksiaalipuhaltimet ja kompressorit 6. Ruuvikompressorit 7. Tyhjiöpumput 8. Kompressorikoneiden vertailu ja sovellukset erilaisia tyyppejä
KAASUJEN LIIKKUMINEN JA PURISTUS (KOMPRESSORIKONEET) n n n n Yleistä Kaasujen siirtämiseen ja puristamiseen tarkoitettuja koneita kutsutaan kompressorikoneiksi. Puristusasteesta riippuen erotetaan seuraavat kompressorikoneet: puhaltimet (3.0) - korkeiden paineiden luomiseen; tyhjiöpumput - kaasujen imemiseen ilmakehän paineessa.
Mäntäkompressorit n Yksivaiheinen vaakakompressori yksinkertainen toimenpide Riisi. IV-1. Yksivaiheisten mäntäkompressoreiden kaaviot: a - yksisylinterinen yksitoiminen; b - yksisylinterinen kaksoistoiminto; in - kaksisylinterinen yksitoiminen. 1 = sylinteri; 2 - mäntä; 3 - imuventtiili; 4 - poistoventtiili; 5 - kiertotanko; 6 - kampi; 7 - vauhtipyörä; 8 - liukusäädin (ristipää)
Monivaiheinen pakkaus. Riisi. IV-2. Monivaiheisten mäntäkompressoreiden kaaviot. a, b, c - puristusvaiheilla erillisissä sylintereissä (a - samanaikainen suoritus; b - kaksirivinen suoritus; c - V-muotoisella sylinterijärjestelyllä); g - tasauspyörästön männällä: 1 - sylinteri; 2 - mäntä; 3 - imuventtiili; 4 - poistoventtiili; 5 - kiertotanko; 6 - liukusäädin (ristipää); 7 - kampi; 8 - vauhtipyörä; 9 - välijäähdytin.
Turbopuhaltimet. Riisi. IV-8. Monivaiheisen turbopuhaltimen kaavio. 1 - runko; 2 - juoksupyörä; 3 - ohjauslaitteet; 4 - takaiskuventtiili. Riisi. IV-9. Entropiakaavio kaasun puristamisesta turbopuhaltimessa
Epähomogeenisten järjestelmien erottaminen V. Epähomogeenisten järjestelmien erottelu 1. Epähomogeeniset järjestelmät ja menetelmät niiden erottamiseksi 2. Nestejärjestelmien erotus 2. Erotusprosessin materiaalitase Suodatuslevyt 7. Suodatinjärjestely
Jatkuva asettuja Kuva. IV-3. Jatkuvatoiminen selkeytyssäiliö rivisekoittimella 1 – kotelo; 2 - rengasmainen kouru; 3 - sekoitin; 4 - terät iskuilla; 5 - putki alkuperäisen jousituksen syöttämiseksi; 6 - liitin kirkastetun nesteen ulostuloa varten; 7 - sedimentin (lietteen) purkulaite; 8 - sähkömoottori.
Riisi. V-6. Jatkuvan toiminnan asettaja kartiomaisilla hyllyillä; 1 - liitin erotettavan jousituksen syöttämiseksi; 2 - kartiomaiset hyllyt; 3 - liitin lietteenpoistoon; 4 - kanavat kirkastetun nesteen tyhjentämiseksi; 5 - liitin kirkastetun nesteen ulostuloa varten
Riisi. V-7. Jatkuva selkeytyssäiliö suspensioiden erottamiseen. 1 - liitin emulsioiden syöttämiseen; 2 - rei'itetty väliseinä; 3 - putki valofaasin poistamiseksi; 4 - putki raskaan faasin poistamiseksi; 5 laite sifonin rikkomiseen.
B. SUODATTAMINEN V-8. Suodatusprosessin kaavio. 1 - suodatin; 2 - suodatusosio; 3 jousitus; 5 sedimenttiä
Suodattimen järjestely Kuva. V-10. Nutsch toimii paineen alaisena jopa 3 atm. 1 - runko; 2 - turbiini; 3 - irrotettava kansi; 4 - suodatuspohja; 5 - suodatusosio; 6 - tukiosio; 7 - suojaverkko; 8 - rengasmainen väliseinä; 9 - liitin jousituksen syöttämiseksi; 10 - liitin paineilman syöttämiseen; 11 - liitin suodoksen poistamiseksi; 12 - varoventtiili
rumpusuodattimet. Riisi. V-13. Rummun tyhjiösuodattimen toimintakaavio ulkopinta suodatus. 1 - rumpu; 2 - liitosputki; 3 - kytkinlaitteet; 4 - säiliö jousitusta varten; 5 - keinuva sekoitin; 6, 8 - kojeiston ontelot; 7 - ruiskutuslaite; yhdeksän - loputon nauha; 10 - ohjausrulla; 11, 13 - kojeiston ontelot, jotka ovat yhteydessä paineilmalähteeseen; 12 - veitsi sedimentin poistamiseen.
B. Sentrifugointi D. Erotus kaasujärjestelmät(kaasupuhdistus) VI. Sekoitus nestemäisiin väliaineisiin B. Sentrifugointi 1. Perussäännökset 2. Sentrifugien suunnittelu D. Kaasujärjestelmien erotus (kaasun puhdistus) 1. Yleistä 2. Kaasun gravitaatiopuhdistus 3. Kaasun puhdistus inertia- ja keskipakovoimien vaikutuksesta 4. Kaasu puhdistus suodattamalla 5. Märkäkaasupesu 6. Sähköinen kaasupesu VI. Sekoitus nestemäisessä väliaineessa 1. Yleistä tietoa 2. Mekaaninen sekoitus 3. Mekaaniset sekoituslaitteet
Sentrifugien laite n Kolmipylväiset sentrifugit. Riisi. V-14. Kolmipylväinen sentrifugi. 1 – rei'itetty roottori; 2 - tukikartio; 3 - tukki; 4 - kehyksen pohja; 5 kiinteää koteloa; 6 - kotelon kansi; 7 - sänky; 8 - työntövoima; 9 - sarake; 10 - käsijarru.
Riippuvat sentrifugit. Riisi. V-15. Riippuva sentrifugi. 1 - putki jousituksen syöttämiseksi; 2 – roottori, jossa kiinteät seinät; 3 - akseli; 4 - kiinteä kotelo; , 5 nesteenpoistoliitin; 6 - kartiomainen kansi; 7 - liitosrivat
Vaakasuorat sentrifugit, joissa on veitsi sedimentin poistamiseen. Riisi. V-16. Vaakasuora sentrifugi terällä sedimentin poistamiseen. 1 – rei'itetty roottori; 2 - putki jousituksen syöttämiseksi; 3 - kotelo; 4 - liitin keskitettyyn poistoon; 5 - veitsi; 6 - hydraulisylinteri veitsen nostamiseen; 7 kalteva kouru; 8 - kanava sedimentin poistoon
Sentrifugit sykkivällä männällä lietteenpoistoon. Riisi. V-17. Sentrifugi sykkivällä männällä lietteen poistoa varten. 1 - putki suspension imua varten; 2 kartiomainen suppilo; 3 – rei'itetty roottori; 4 - metalliseula; 5 - mäntä; 6 - liitin keskitetyn poistoon; 7 - kanava sedimentin poistamiseen; 8 - varasto; 9 - ontto akseli; 10 - levy liikkuu edestakaisin
Sentrifugit ruuvilaitteella sedimentin purkamiseen. Riisi. V-18. Sentrifugi ruuvilaitteella sedimentin purkamiseen. 1 - ulkoputki; 2, 4 - reikä jousituksen läpikulkua varten; 3 - sisäputki; 5 - kartiomainen roottori kiinteillä seinillä; 6 - ruuvin sylinterimäinen pohja; 7 - kaira; 8 - kotelo; 9 - ontot tapit; 10 - reiät sedimentin kulkua varten; 11 - sedimenttikammio; 12 - reikä keskusyksikön läpikulkua varten; 13 – keskuskammio.
Sentrifugit inertiaalisella lietteenpoistolla. Riisi. V-19. Sentrifugoi sedimentin inertiaalisella tyhjennyksellä. 1 - suppilo jousituksen vastaanottamista varten; 2 - roottori; 3 - kanava nestefaasin poistamiseksi; 4 - kanava kiinteän faasin poistamiseksi; 6 - kaira.
Nesteen erottimet. Riisi. V-20. Levytyyppinen nesteerotin. 1 - putki emulsion syöttämiseksi; 2 - levyt; 3 - reikä raskaamman nesteen tyhjentämiseen; 4 - reikiä kevyemmän nesteen tyhjentämiseksi; 5 - kylkiluut.
1. 2. 3. 4. 5. KAASUJÄRJESTELMIEN EROTTELU (KAASUN PUHDISTUS) Seuraavat kaasunpuhdistusmenetelmät erotetaan toisistaan: sedimentaatio painovoiman vaikutuksesta (gravitaatiopuhdistus); sedimentaatio inertia-, erityisesti keskipakoisvoimien vaikutuksesta; suodatus; märkä puhdistus; laskeuma sähköstaattisten voimien vaikutuksesta (sähköinen
Gravitaatiokaasupuhdistus Pölynselvityskammiot. Riisi. V-21. Pölykammio. 1 - kamera; 2 - vaakasuuntaiset väliseinät (hyllyt); 3 heijastinlevyä; 4 - ovet.
Kaasujen puhdistus inertia- ja keskipakovoimien vaikutuksesta Inertiaaliset pölynkerääjät. Riisi. V-22. Inertiaalinen säleikköllinen pölynkerääjä. 1 - ensisijainen säleikköllinen pölynkerääjä; 2 - sykloni; 3 - haaraputket puhdistetulle kaasulle; 5 - pölynpoistoputki.
Sykloni kuva. V-23. Syklonisuunnittelu NIIOgaz. 1 - runko; 2 - kartiomainen pohja; 3 - kansi: 4 - tuloputki; 5 - pölynkerääjä; 6 - pakoputki.
Akkusykloni V-24. V-25. Riisi. V-26. Suoravirtaisen akkusyklonin elementti. 1 - kiertolaite; 2 tuloputki; 3 - rengasmainen rako; 4 - pakoputki.
Kaasujen puhdistus suodattamalla Suodattimen väliseinän tyypistä riippuen erotetaan seuraavat kaasusuodattimet: a) joustavat huokoiset väliseinät, jotka on valmistettu luonnonkuiduista, synteettisistä ja mineraalikuiduista (kangasmateriaalit), kuitukangasmateriaaleista (huopa, pahvi, jne.), huokoiset levymateriaalit kumi, polyuretaanivaahto jne.), metallikankaat; b) puolijäykillä huokoisilla väliseinillä (kuitukerrokset, lastut, verkot); c) jäykillä huokoisilla väliseinillä, jotka on valmistettu rakeista materiaaleista (huokoinen keramiikka, muovit, sintratut tai puristetut metallijauheet jne.); d) rakeisilla kerroksilla koksia, soraa, kvartsihiekkaa jne.
Suodattimet joustavilla huokoisilla väliseinillä. Riisi. V-27. Pussisuodatin mekaanisella ravistuksella ja kangasta takaisin puhalluksella. I-IV - suodatinosat; 1, 9 - tuulettimet; 2 - sisääntulokaasukanava; 3 - kamera; 4 - hihat; 5 - jakeluverkko; 6, 8 - kuristusventtiilit; 7 - pakoputki; 10 - ravistusmekanismi; 11 - kehys; 12 - kaira; 13 - sulku.
Suodattimet jäykillä huokoisilla ohjauslevyillä Sintrattu suodatin Kuva. V-28. Metallikeraaminen suodatin. 1 - runko; 2 - metalliset hihat; 3 - ristikko; 4 - tuloliitin; 5 - ulostuloliitin; 6 – paineilman kerääjä; 7 - bunkkeri.
Suodattimet rakeisilla kerroksilla. Riisi. V-29. Jatkuva suodatin, jossa liikkuva kerros rakeista suodatinmateriaalia. 1 - runko; 2 - suodatusosio; 3 - suodatinmateriaali; 4 tuloliitin; 5 - ulostuloliitin; 6 - ikkunaluukut; 7 - syöttölaitteet.
V-34
SEKOTUS NESTEISESSÄ VÄLINEISSÄ Sekoitusmenetelmät. Riippumatta siitä, mikä väliaine sekoitetaan nesteen - kaasun, nestemäisen tai kiinteän irtoaineen - kanssa, on olemassa kaksi päämenetelmää sekoittamiseen nestemäisessä väliaineessa: mekaaninen (erityyppisten sekoittimien avulla) ja pneumaattinen (paineilma tai inertti kaasu). Lisäksi käytetään sekoitusta putkistoissa sekä sekoittamista suuttimilla ja pumpuilla.
Esipuhe.
Tieteenala "Processes and Apparatuss of Chemical Technology" (PACT) on yksi perustekniikan yleisistä tieteistä. Se on opiskelijan yleisen insinöörikoulutuksen viimeinen ja erityiskoulutuksen peruskurssi.
Erilaisten kemiallisten tuotteiden ja materiaalien tuotantoteknologiaan kuuluu useita samanlaisia fysikaalisia ja fysikaaliset ja kemialliset prosessit, jolle on ominaista yhteiset kuviot. Nämä prosessit eri teollisuudenaloilla toteutetaan toimintaperiaatteeltaan samanlaisissa laitteissa. Eri toimialoille yhteiset prosessit ja laitteet kemianteollisuus, sai kemiantekniikan pääprosessien ja laitteiden nimen.
PAH-tiede koostuu kahdesta osasta:
· kemiantekniikan teoreettiset perusteet;
· tyypillisiä prosesseja ja kemiallisen tekniikan laitteet;
Ensimmäisessä osassa hahmotellaan tyypillisten prosessien yleiset teoreettiset mallit; perusteet metodologian lähestymistapa ratkaisun teoreettinen ja sovelletut tehtävät; pääprosessien mekanismin analysointi ja niiden yleisten kulkumallien tunnistaminen; muotoillaan yleistettyjä menetelmiä prosessien ja laitteiden fysikaaliseen ja matemaattiseen mallintamiseen ja laskemiseen.
Toinen osa koostuu kolmesta pääosiosta, joiden sisältö paljastaa kemiantekniikan perusteiden sovelletut suunnittelukysymykset:
· hydromekaaniset prosessit ja laitteet;
lämpöprosessit ja -laitteet;
Massasiirtoprosessit ja -laitteet.
Näissä osioissa esitetään teoreettiset perustelut jokaiselle tyypilliselle teknologiselle prosessille, tarkastellaan laitteiden päärakenteita ja niiden laskentamenetelmiä. Luennot, laboratorio- ja harjoitustunnit, kurssisuunnittelu, opiskelijoiden itsenäinen työskentely ja yleinen insinöörituotannon harjoittelu mahdollistavat sekä jatkokoulutuksessa että tuotantotyössä tarvittavien tietojen, taitojen ja valmiuksien hankkimisen.
Johdanto.
1.1 Kurssin aiheet ja tavoitteet.
Teknologia (tekninen taide, käsityötaito) on joukko menetelmiä prosessoida, valmistaa, muuttaa raaka-aineiden, materiaalin tai puolivalmisteiden tilaa, ominaisuuksia, muotoa tuotantoprosessissa.
Aiheena on teknisten prosessien tutkimus tietenkin. Teknologia, kuten tiede, määrittää ehdot käytännön sovellus luonnontieteiden lait (fysiikka, kemia, mekaniikka jne.) erilaisten teknisten prosessien tehokkaimpaan toteuttamiseen. Teknologia liittyy suoraan tuotantoon ja tuotanto on jatkuvasti muutoksen ja kehityksen tilassa.
Kurssin päätavoite: tunnistaa erilaisten aineiden siirto- ja säilymisprosessien yleiset mallit; teknisten prosessien laskentamenetelmien ja laitteiden kehittäminen niiden toteuttamiseksi; perehdytään laitteiden ja koneiden rakenteisiin, niiden ominaisuuksiin.
Kurinalan hallitsemisen tuloksena opiskelijoiden tulee tietää:
1. Kemiallisen teknologian prosessien teoreettiset perusteet; lait; kuvailemalla niitä; prosessien fyysinen olemus, asennussuunnitelmat; laitteiden suunnittelu ja niiden toimintaperiaate; prosessien ja laitteiden laskentamenetelmät, mukaan lukien tietokoneen käyttö.
2. Mallintamisen ja laajamittaisen siirtymän periaatteet, laitteiden oikea valinta vastaavien prosessien suorittamiseen ja niiden tehostamismahdollisuus.
3. Nykyaikaisia saavutuksia tiede ja teknologia kemian tekniikan alalla.
Taidot, jotka opiskelijoiden tulee hallita:
1. Levitä oikein teoreettista tietoa kun ratkaiset tiettyjä järkevän valinnan tehtäviä:
a) tiettyjen prosessien suorittamiseen tarkoitettujen laitteiden suunnittelu;
b) laitteiden toimintaparametrit;
c) prosessien toteuttamissuunnitelmat.
2. Suorita itsenäisesti laitelaskelmat.
3. Työskentele itsenäisesti laboratoriotutkimustiloissa, käsittelee kokeellista dataa, hanki empiirisiä riippuvuuksia, analysoi laskentamenetelmiä.
4. Suunnittele standardiprosessit ja -laitteet, käyttö tekninen kirjallisuus ja GOST:t, täytä tekniset asiakirjat ESKD:n mukaisesti.
1.2 Kemiantekniikan pääprosessien luokittelu.
Nykyaikainen kemiantekniikka tutkii erilaisten happojen, emästen, suolojen, mineraalilannoitteiden, öljynjalostustuotteiden ja kivihiiltä, orgaaniset yhdisteet, polymeerit jne. Huolimatta kemiallisten tuotteiden valtavasta valikoimasta, niiden tuotanto liittyy useisiin samankaltaisiin prosesseihin (nesteiden ja kaasujen siirtäminen, lämmitys ja jäähdytys, kuivaus, kemiallinen vuorovaikutus jne.). Joten prosessien nopeuden määrittävistä laeista riippuen ne voidaan yhdistää seuraaviin ryhmiin:
1. Hydromekaaniset prosessit, joiden nopeus määräytyy hydromekaniikan lakien mukaan. Tämä sisältää nesteiden ja kaasujen kuljetuksen, heterogeenisten järjestelmien tuotannon ja erottamisen jne.
2. Lämpöprosessit, joiden nopeus määräytyy lämmönsiirron lakien mukaan (nesteiden ja kaasujen jäähdytys ja lämmitys, höyryjen kondensoituminen, nesteiden kiehuminen jne.).
3. Massansiirtoprosessit, joiden nopeus määräytyy faasista toiseen faasirajapinnan kautta tapahtuvan massan siirtymisen lakien mukaan (absorptio, adsorptio, uutto, nesteiden tislaus, kuivaus jne.)
4. Kemialliset prosessit, joiden nopeus määräytyy kemiallisen kinetiikan lakien mukaan.
5. Mekaaniset prosessit, jotka kuvataan kiinteän mekaniikan lakien mukaan (hionta, lajittelu, kiinteiden aineiden sekoittaminen jne.).
Luetellut prosessit muodostavat useimpien kemianteollisuuden perustan, ja siksi niitä kutsutaan kemiantekniikan pääprosesseiksi (tyypillisiksi).
PAKhT opiskelee kolmea ensimmäistä ryhmää, neljäs ryhmä OHT-alaa, viides ryhmä - aihetta erityisiä tieteenaloja profilointiosastot.
Sen mukaan, muuttuvatko prosessiparametrit (virtausnopeudet, lämpötila, paine jne.) vai eivät ajassa, ne jaetaan paikallaan(perustettu) ja ei-kiinteä(epäselvä). Jos merkitsemme mitä tahansa parametria arvolla U, sitten:
Kiinteä prosessi U(x,y,z)
Ei-stationaarinen prosessi U(x,y,z,t)
eräprosessi ominaista sen yksittäisten vaiheiden paikan yhtenäisyys. Prosessi ei ole kiinteä.
Jatkuva prosessi jolle on ominaista kaikkien vaiheiden kulun ajan yhtenäisyys. Prosessi on tasainen (kiinteä).
Tavata yhdistetty prosessit - erilliset vaiheet suoritetaan jatkuvasti, erilliset jaksoittain.
PAKhT-kurssia ei kuitenkaan ole rakennettu yllä lueteltujen yksittäisten ryhmien esittelyksi. Kemiantekniikan yleisiä teoreettisia perusteita tarkastellaan erikseen, minkä jälkeen kuvataan kemiantekniikan tyypillisiä prosesseja ja laitteita.
1.3 Jatkuvuushypoteesi.
Nestemäinen väliaine täyttää yhden tai toisen tilavuuden ilman vapaita tiloja, jatkuvalla tavalla tai on jatkuva väliaine. Tällaisia väliaineita kuvattaessa oletetaan, että ne koostuvat hiukkasista. Lisäksi jatkuvan väliaineen hiukkanen ei tarkoita mitään mielivaltaisen pientä osaa tilavuudestaan, vaan hyvin pientä osaa siitä, joka sisältää miljardeja molekyylejä sisällä. Yleisessä tapauksessa tilallisten Δl- tai aika-Δt-koordinaattien makroskooppisen asteikon jaon vähimmäishinnan tulee olla riittävän pieni, jotta makroskooppisten fysikaalisten suureiden muutos Δl:n tai Δt:n sisällä ei oteta huomioon, ja riittävän suuri jättääkseen huomioimatta mikroskooppisten määrien vaihtelut, jotka saadaan laskemalla näiden määrien keskiarvo ajan Δt tai hiukkastilavuuden Δl 3 suhteen. Mittakaavajaon vähimmäishinnan valinta määräytyy ratkaistavan ongelman luonteen mukaan.
Väliaineen makroskooppisten tilavuuksien liike johtaa massan, liikemäärän ja energian siirtoon.
Kemiantekniikan pääprosessien ja laitteiden luokittelu
riippuen malleista virtausta luonnehtien kemiantekniikan prosessit on jaettu viiteen pääryhmään.
1. Mekaaniset prosessit , jonka nopeus liittyy kiinteän olomuodon fysiikan lakeihin. Näitä ovat: kiinteiden bulkkimateriaalien jauhaminen, luokittelu, annostelu ja sekoittaminen.
2. Hydromekaaniset prosessit , jonka virtausnopeus määräytyy hydromekaniikan lakien mukaan. Näitä ovat: kaasujen puristus ja liikkuminen, nesteiden, kiinteiden aineiden liikkuminen, sedimentaatio, suodatus, sekoittaminen nestefaasissa, leijutus jne.
3. Lämpöprosessit , jonka virtausnopeus määräytyy lämmönsiirron lakien mukaan. Näitä ovat prosessit: lämmitys, haihdutus, jäähdytys (luonnollinen ja keinotekoinen), kondensaatio ja keittäminen.
4. Massansiirtoprosessit (diffuusio). , jonka intensiteetin määrää aineen siirtymänopeus faasista toiseen, ts. massasiirron lakeja. Diffuusioprosesseja ovat: absorptio, rektifikaatio, uutto, kiteytys, adsorptio, kuivaus jne.
5. Kemialliset prosessit liittyvät aineiden muuttumiseen ja niiden kemiallisten ominaisuuksien muutoksiin. Näiden prosessien nopeus määräytyy kemiallisen kinetiikan lakien mukaan.
Luettelon prosessijaon mukaisesti kemialliset laitteet luokitellaan seuraavasti:
– hioma- ja luokittelukoneet;
– hydromekaaniset, lämpö-, massansiirtolaitteet;
- laitteet kemiallisten muunnosten toteuttamiseen - reaktorit.
Tekijä: organisatorinen ja tekninen rakenne prosessit jaetaan jaksollisiin ja jatkuviin.
AT eräprosessi yksittäiset vaiheet (operaatiot) suoritetaan yhdessä paikassa (laite, kone), mutta sisään eri aika(kuva 1.1). AT jatkuva prosessi (Kuva 1.2) erilliset vaiheet suoritetaan samanaikaisesti, mutta eri paikoissa (laitteissa tai koneissa).
Jatkuvilla prosesseilla on merkittäviä etuja jaksollisiin prosesseihin verrattuna, jotka koostuvat mahdollisuudesta erikoistaa laitteita jokaiseen vaiheeseen, parantaa tuotteen laatua, stabiloida prosessia ajan myötä, säädön helppous, automatisointi jne.
Kun suoritetaan prosesseja missä tahansa luetelluista laitteista, käsiteltyjen materiaalien parametrien arvot muuttuvat. Prosessia kuvaavia parametreja ovat paine, lämpötila, pitoisuus, tiheys, virtausnopeus, entalpia jne.
Riippuen virtausten liikkeen luonteesta ja laitteeseen tulevien aineiden parametrien muutoksista, kaikki laitteet voidaan jakaa kolmeen ryhmään: ihanteellinen (saattaa loppuun )hämmennystä , laitteet ihanteellinen (saattaa loppuun )siirtymä ja laitteet keskitason tyyppi .
On kätevintä esitellä erilaisten rakenteiden virtauksen piirteitä käyttämällä esimerkkiä eri mallien jatkuvista lämmönvaihtimista. Kuva 1.3, a esittää kaaviota ihanteellisen siirtymän periaatteella toimivasta lämmönvaihtimesta. Oletetaan, että tässä laitteessa on "mäntä" virtaus ilman sekoittumista. Yhden jäähdytysnesteen lämpötila vaihtelee laitteen pituudella alkulämpötilasta loppulämpötilaan johtuen siitä, että laitteen läpi virtaavat seuraavat nestetilavuudet eivät sekoitu aikaisempien kanssa syrjäyttäen ne kokonaan. Toisen jäähdytysnesteen lämpötilan oletetaan olevan vakio (kondensoiva höyry).
Laitteessa täydellinen sekoitus Seuraavat ja edelliset nestetilavuudet sekoitetaan ihanteellisesti, nesteen lämpötila laitteessa on vakio ja sama kuin lopullinen (kuva 1.3, b).
Todellisissa laitteissa ei voida tarjota ihanteellisen sekoituksen olosuhteita tai ihanteellista siirtymää. Käytännössä näihin kaavioihin voidaan saavuttaa vain melko läheinen likiarvo, joten todelliset laitteet ovat välilaitteet (Kuva 1.3, c).
Riisi. 1.1. Eräkäsittelylaitteisto:
1 - raaka-aineet; 2 - valmis tuote; 3 - höyry; 4 - kondensaatti; 5 - jäähdytysvesi
Riisi. 1.2. Laitteet jatkuvan prosessin suorittamiseen:
1 - lämmönvaihdin-lämmitin; 2 - sekoittimella varustettu laite; 3 - lämmönvaihdin-jääkaappi; I - raaka-aine; II - lopputuote, III - höyry, IV - kondensaatti;
V - jäähdytysvesi
Riisi. 1.3. Lämpötilan muutos nesteen lämmityksen aikana erityyppisissä laitteissa: a - täydellinen siirtymä; b - täydellinen sekoitus; c - välityyppi
Tarkasteltavan nesteen kuumennusprosessin käyttövoima laitteen minkä tahansa elementin osalta on ero lämmityshöyryn ja kuumennetun nesteen lämpötilojen välillä.
Ero prosessien kulussa kussakin laitetyypissä tulee erityisen selväksi, jos tarkastellaan, kuinka prosessin liikkeellepaneva voima muuttuu kussakin laitetyypissä. Kaavioiden vertailusta seuraa, että suurin käyttövoima tapahtuu täydellisen siirtymän laitteissa, minimi - täydellisen sekoittumisen laitteissa.
On huomattava, että prosessien liikkeellepaneva voima jatkuvasti toimivissa ihanteellisissa sekoituslaitteissa voidaan merkittävästi lisätä jakamalla laitteen työtilavuus useisiin osiin.
Jos ihanteellisen sekoituslaitteen tilavuus jaetaan n laitteeseen ja prosessi suoritetaan niissä, niin käyttövoima kasvaa (kuva 1.4).
Kun osien lukumäärä kasvaa ihanteellisissa sekoituslaitteissa, käyttövoiman arvo lähestyy arvoaan ihanteellisissa syrjäytyslaitteissa, ja kun suuret numerot osissa (luokkaa 8–12), molempien tyyppisten laitteiden käyttövoimat muuttuvat suunnilleen samaksi.
Riisi. 1.4 Prosessin liikkeellepanevan voiman muuttaminen leikkaamisen aikana