amixon помогает в определении размеров больших вакуумных сушильных установок смешанного типа
Вакуумные смесители-сушилки и реакторы синтеза amixon® используются практически для всех типов сыпучих материалов и суспензий. Благодаря большой удельной поверхности теплообмена устройства amixon® также используются в качестве испарителей.
Компактные вакуумные сушилки amixon® характеризуются следующими свойствами:
- исключительная энергоэффективность
- очень бережное перемещение продукта
- большая удельная поверхность теплообмена
- очень высокая скорость сушки
- идеальное качество смешивания
- особо гигиеничный дизайн
- Устройства amixon® также используются в качестве стерильных реакторов в биохимической и фармацевтической промышленности.
Как Amixon® может помочь в переводе результатов лабораторных исследований в технические масштабы?
При разработке новых продуктов или процессов необходимо параллельно анализировать вопросы технического внедрения. Масштабирование от пробирки до промышленной установки - дело не простое.
Пилотная установка используется для определения параметров процесса, которые приводят к таким же хорошим результатам, как и те, что были достигнуты исследователями в пробирке.
Компания amixon является производителем технологических систем и имеет собственные опытные установки. Системы там полностью функциональны. Они имеют такие размеры, что их можно использовать для проектирования крупных промышленных предприятий.
Практически все процессы смешивания/рафинирования сыпучих материалов и вакуумной сушки могут быть продемонстрированы с помощью amixon® в техническом центре. Давление в смесительной камере может изменяться от 5 мбар до 26 бар (абсолютное давление). Температура может изменяться от нуля до 350°C.
Это позволяет клиентам быстро определить, насколько хорошо и быстро реакция синтеза или процесс вакуумной сушки работает с их продуктом.
При разработке новых продуктов или процессов необходимо параллельно анализировать вопросы технического внедрения. Масштабирование от пробирки до промышленной установки - дело не простое.
Пилотная установка используется для определения параметров процесса, которые приводят к таким же хорошим результатам, как и те, что были достигнуты исследователями в пробирке.
Компания amixon является производителем технологических систем и имеет собственные опытные установки. Системы там полностью функциональны. Они имеют такие размеры, что их можно использовать для проектирования крупных промышленных предприятий.
Практически все процессы смешивания/рафинирования сыпучих материалов и вакуумной сушки могут быть продемонстрированы с помощью amixon® в техническом центре. Давление в смесительной камере может изменяться от 5 мбар до 26 бар (абсолютное давление). Температура может изменяться от нуля до 350°C.
Это позволяет клиентам быстро определить, насколько хорошо и быстро реакция синтеза или процесс вакуумной сушки работает с их продуктом.
Как экстраполировать опытную установку на крупный завод?
Трудности возникают, когда создаваемая промышленная установка в 100 раз больше, чем технологическая машина в техническом центре. Для термокинетических вопросов анализ геометрического подобия не подходит. Здесь поможет практический опыт применения термодинамических расчетов.
amixon® помогает экстраполировать данные на технологические машины, которые во много раз больше, чем тестовая установка. Точность наших методов расчета была неоднократно подтверждена компанией amixon®. А именно, когда крупномасштабная система в промышленных условиях достигает или превосходит расчетную производительность.
Компания amixon® с радостью приглашает клиентов из разных стран принять участие в испытаниях и заранее обещает им очень хорошие результаты. Мы можем это сделать благодаря многолетнему опыту.
Испытания сушки в техническом центре amixon® всегда ориентированы на конкретные цели и обеспечивают высокий уровень знаний. amixon® защищает переданную вам информацию от третьих лиц. Это означает, что обмен информацией всегда остается конфиденциальным.
Испытания на высыхание отличаются от классических испытаний на смешивание. Время процесса значительно увеличивается. В техническом центре amixon® в процессе сушки регистрируется большое количество данных. Это в значительной степени автоматизировано.
Это оставит достаточно времени для обсуждения конструктивных деталей. Обязательно проведите подробную экскурсию по заводу. Некоторые клиенты используют это время для проведения пробных смешиваний для последующего процесса. Другие используют это время для проведения тестов на агломерацию.
Трудности возникают, когда создаваемая промышленная установка в 100 раз больше, чем технологическая машина в техническом центре. Для термокинетических вопросов анализ геометрического подобия не подходит. Здесь поможет практический опыт применения термодинамических расчетов.
amixon® помогает экстраполировать данные на технологические машины, которые во много раз больше, чем тестовая установка. Точность наших методов расчета была неоднократно подтверждена компанией amixon®. А именно, когда крупномасштабная система в промышленных условиях достигает или превосходит расчетную производительность.
Компания amixon® с радостью приглашает клиентов из разных стран принять участие в испытаниях и заранее обещает им очень хорошие результаты. Мы можем это сделать благодаря многолетнему опыту.
Испытания сушки в техническом центре amixon® всегда ориентированы на конкретные цели и обеспечивают высокий уровень знаний. amixon® защищает переданную вам информацию от третьих лиц. Это означает, что обмен информацией всегда остается конфиденциальным.
Испытания на высыхание отличаются от классических испытаний на смешивание. Время процесса значительно увеличивается. В техническом центре amixon® в процессе сушки регистрируется большое количество данных. Это в значительной степени автоматизировано.
Это оставит достаточно времени для обсуждения конструктивных деталей. Обязательно проведите подробную экскурсию по заводу. Некоторые клиенты используют это время для проведения пробных смешиваний для последующего процесса. Другие используют это время для проведения тестов на агломерацию.
Как рассчитать расход порошков в вертикальном смесителе amixon®?
Смесители amixon® смешивают трехмерно и обеспечивают идеальное качество смешивания, которое невозможно улучшить на практике. Это достигается за счет того, что смесительная спираль подает смесь вверх без застойных зон и позволяет ей стекать вниз под действием силы тяжести. Ток продукта Iv можно описать примерно следующим образом.
I_V = A · v_(ax) = (π/4) · (D^2 - d^2) · φ · S · n · ζ
- Iv: производительность вертикальной смесительной спирали
- D/ d: внешний/внутренний диаметр спирали
- φ: степень заполнения
- S: шаг спирали
- n: частота вращения
- ζ: коэффициент скорости
В связи с этим удельная производительность смесителей amixon® всегда одинакова, независимо от размера, при условии, что геометрические соотношения конгруэнтны.
Компания amixon® располагает различными реакторами синтеза/сушилками с вакуумным смешиванием в Падерборне. Некоторые из них имеют коническую камеру для смешивания. Некоторые имеют плоское дно.
Шнековый конвейерный смеситель.
Смесители amixon® смешивают трехмерно и обеспечивают идеальное качество смешивания, которое невозможно улучшить на практике. Это достигается за счет того, что смесительная спираль подает смесь вверх без застойных зон и позволяет ей стекать вниз под действием силы тяжести. Ток продукта Iv можно описать примерно следующим образом.
I_V = A · v_(ax) = (π/4) · (D^2 - d^2) · φ · S · n · ζ
- Iv: производительность вертикальной смесительной спирали
- D/ d: внешний/внутренний диаметр спирали
- φ: степень заполнения
- S: шаг спирали
- n: частота вращения
- ζ: коэффициент скорости
В связи с этим удельная производительность смесителей amixon® всегда одинакова, независимо от размера, при условии, что геометрические соотношения конгруэнтны.
Компания amixon® располагает различными реакторами синтеза/сушилками с вакуумным смешиванием в Падерборне. Некоторые из них имеют коническую камеру для смешивания. Некоторые имеют плоское дно.
Шнековый конвейерный смеситель.
Есть ли какие-то особенности у процессов, протекающих при высоких температурах и высоких давлениях?
технический центр amixon®.
В техническом центре amixon® можно также проводить испытания в экстремальных технологических условиях:
- Системное давление в технологической камере до 25 бар: На теплопередачу влияют более толстые стенки контейнера. С другой стороны, температура в технологической камере может быть изменена чрезвычайно быстро путем изменения давления в системе. Если повысить давление в технологической камере, можно стимулировать, например, газо-твердые реакции. Например, процессы диффузии ....
- Нагрев до 350°C: Обычные полимерные уплотнения выходят из строя, когда температура постоянно превышает 240 °C. В этом случае можно использовать только металлические уплотнительные системы или графитовые прокладки.
- Тонкий вакуум 1 мбар абсолютного давления: При таком абсолютном давлении аппарат и все соединительные линии должны быть очень герметичными. В частности, это касается уплотнения вала мешалки.
технический центр amixon®.
В техническом центре amixon® можно также проводить испытания в экстремальных технологических условиях:
- Системное давление в технологической камере до 25 бар: На теплопередачу влияют более толстые стенки контейнера. С другой стороны, температура в технологической камере может быть изменена чрезвычайно быстро путем изменения давления в системе. Если повысить давление в технологической камере, можно стимулировать, например, газо-твердые реакции. Например, процессы диффузии ....
- Нагрев до 350°C: Обычные полимерные уплотнения выходят из строя, когда температура постоянно превышает 240 °C. В этом случае можно использовать только металлические уплотнительные системы или графитовые прокладки.
- Тонкий вакуум 1 мбар абсолютного давления: При таком абсолютном давлении аппарат и все соединительные линии должны быть очень герметичными. В частности, это касается уплотнения вала мешалки.
Как можно визуализировать процесс вакуумной смешанной сушки?
Процесс сушки тестовой процедуры можно представить в виде диаграммы, как показано здесь. Время откладывается по оси абсцисс. По оси ординат откладываются различные физические величины:
- Давление в системе в технологической камере,
- масса высушенной жидкости,
- температура высушиваемой массы и
- температуры теплоносителя в подаче и обратке.
Перед началом процесса сушки вакуумный смеситель-сушилка обычно заполняется максимальным объемом партии. Как правило, объем смеси уменьшается по мере высыхания.
В редких случаях объем заполнения остается неизменным, хотя смесь становится более сухой и легкой. В очень редких исключительных случаях возможно даже увеличение объема во время сушки. Это увеличение объема должно быть учтено, так как миксеры/сушилки не должны быть переполнены.
Процесс сушки тестовой процедуры можно представить в виде диаграммы, как показано здесь. Время откладывается по оси абсцисс. По оси ординат откладываются различные физические величины:
- Давление в системе в технологической камере,
- масса высушенной жидкости,
- температура высушиваемой массы и
- температуры теплоносителя в подаче и обратке.
Перед началом процесса сушки вакуумный смеситель-сушилка обычно заполняется максимальным объемом партии. Как правило, объем смеси уменьшается по мере высыхания.
В редких случаях объем заполнения остается неизменным, хотя смесь становится более сухой и легкой. В очень редких исключительных случаях возможно даже увеличение объема во время сушки. Это увеличение объема должно быть учтено, так как миксеры/сушилки не должны быть переполнены.
Как изменяется поверхность теплопередачи при уменьшении уровня заполнения?
Вид сверху на реактор amixon® объемом 20 м³
Площадь теплообмена вакуумной сушилки изменяется в зависимости от уровня наполнения. В данном случае смесительная камера представляет собой конус с установленным на него цилиндром. В приведенном ниже выводе площадь теплообмена рассчитывается для случая, когда объем наполнения меньше, чем объем конической части смесительно-сушильной камеры.
Объем заполнения конуса:
V_FK= (1/3) · π · h_(FK)^3 · (1/(cos^2(α/2)) - 1)
Сначала рассчитывается высота наполнения hFK в конусе:
h_(FK) = ³√(3 · V_(FK)/(π · (1/(cos^2(α/2)) - 1)))
Площадь теплообмена в конусе AF — это только та площадь, которая находится в контакте со смешиваемым материалом.
A_F = A_(FK) = r_(FK) · √(h_(FK)^2 + r_(FK)^2) · π
Если в процессе сушки степень заполнения в смесительно-сушильной машине изменяется, то изменяется и площадь контакта темперированного смесительного органа. Этот факт не может быть описан в виде замкнутой функции. amixon® рассчитывает площадь теплообмена смесительного органа в системе CAD для различных степеней заполнения. Данные фиксируются в табличном виде и интерполируются.
Вид сверху на реактор amixon® объемом 20 м³
Площадь теплообмена вакуумной сушилки изменяется в зависимости от уровня наполнения. В данном случае смесительная камера представляет собой конус с установленным на него цилиндром. В приведенном ниже выводе площадь теплообмена рассчитывается для случая, когда объем наполнения меньше, чем объем конической части смесительно-сушильной камеры.
Объем заполнения конуса:
V_FK= (1/3) · π · h_(FK)^3 · (1/(cos^2(α/2)) - 1)
Сначала рассчитывается высота наполнения hFK в конусе:
h_(FK) = ³√(3 · V_(FK)/(π · (1/(cos^2(α/2)) - 1)))
Площадь теплообмена в конусе AF — это только та площадь, которая находится в контакте со смешиваемым материалом.
A_F = A_(FK) = r_(FK) · √(h_(FK)^2 + r_(FK)^2) · π
Если в процессе сушки степень заполнения в смесительно-сушильной машине изменяется, то изменяется и площадь контакта темперированного смесительного органа. Этот факт не может быть описан в виде замкнутой функции. amixon® рассчитывает площадь теплообмена смесительного органа в системе CAD для различных степеней заполнения. Данные фиксируются в табличном виде и интерполируются.
Какова потребность в тепле, если вакуумная смесительно-сушильная установка значительно больше, чем пилотная установка?
Далее вводятся два индекса: «R» (референс) для пилотной установки и «T» (цель) для промышленной установки. Время сушки — это время от начала испарения до его окончания. Принимаются следующие идеализированные условия:
- Условия процесса в испытательном устройстве идентичны условиям процесса в промышленном устройстве.
- Испарение происходит при постоянной температуре.
- Испарение происходит при постоянном давлении в системе.
- Коэффициент теплопередачи одинаков в обоих аппаратах.
- Средняя разность температур между теплоносителем и смесью одинакова.
Скорость испарения рассчитывается по испарившейся массе Δm и времени Δt, необходимому для этого, в фазе максимального испарения при эталонном измерении:
ṁ_R = Δm/Δt
С помощью энтальпии испарения h_V при давлении насыщенного пара p_S из эмпирического уравнения можно определить тепловой поток, необходимый для испарения в эталонном аппарате:
Q̇_R = ṁ_R · h_V (p_S)
Тепловой поток через нагреваемую контактную поверхность A целевого аппарата можно рассчитать следующим образом:
Q̇_T = (Q̇_R · A_T)/A_R
Далее вводятся два индекса: «R» (референс) для пилотной установки и «T» (цель) для промышленной установки. Время сушки — это время от начала испарения до его окончания. Принимаются следующие идеализированные условия:
- Условия процесса в испытательном устройстве идентичны условиям процесса в промышленном устройстве.
- Испарение происходит при постоянной температуре.
- Испарение происходит при постоянном давлении в системе.
- Коэффициент теплопередачи одинаков в обоих аппаратах.
- Средняя разность температур между теплоносителем и смесью одинакова.
Скорость испарения рассчитывается по испарившейся массе Δm и времени Δt, необходимому для этого, в фазе максимального испарения при эталонном измерении:
ṁ_R = Δm/Δt
С помощью энтальпии испарения h_V при давлении насыщенного пара p_S из эмпирического уравнения можно определить тепловой поток, необходимый для испарения в эталонном аппарате:
Q̇_R = ṁ_R · h_V (p_S)
Тепловой поток через нагреваемую контактную поверхность A целевого аппарата можно рассчитать следующим образом:
Q̇_T = (Q̇_R · A_T)/A_R
Сколько времени занимает процесс сушки на промышленной установке?
Масса, испарившаяся за весь период сушки, равна:
Δm_T = (f_(T2) - f_(T1)) · m_T
где f_(T1) и f_(T2) обозначают влажность продукта в начале и в конце фазы сушки.
Скорость испарения рассчитывается по испарившейся массе Δm и времени Δt, необходимому для этого в фазе максимального испарения при эталонном измерении:
ṁ_R = Δm/Δt
С помощью энтальпии испарения h_V при давлении насыщенного пара p_S из эмпирического уравнения можно определить тепловой поток, необходимый для испарения в эталонном аппарате:
Q̇_R = ṁ_R · h_V(p_S)
Тепловой поток через нагреваемую контактную поверхность A целевого аппарата можно рассчитать следующим образом:
Q̇_T = (Q̇_R · A_T)/A_R = Q_T = Δm_T · h_V(p_S)
С помощью этих значений можно рассчитать время сушки в целевом аппарате:
Δt_T = Q_T/Q̇_T
Масса, испарившаяся за весь период сушки, равна:
Δm_T = (f_(T2) - f_(T1)) · m_T
где f_(T1) и f_(T2) обозначают влажность продукта в начале и в конце фазы сушки.
Скорость испарения рассчитывается по испарившейся массе Δm и времени Δt, необходимому для этого в фазе максимального испарения при эталонном измерении:
ṁ_R = Δm/Δt
С помощью энтальпии испарения h_V при давлении насыщенного пара p_S из эмпирического уравнения можно определить тепловой поток, необходимый для испарения в эталонном аппарате:
Q̇_R = ṁ_R · h_V(p_S)
Тепловой поток через нагреваемую контактную поверхность A целевого аппарата можно рассчитать следующим образом:
Q̇_T = (Q̇_R · A_T)/A_R = Q_T = Δm_T · h_V(p_S)
С помощью этих значений можно рассчитать время сушки в целевом аппарате:
Δt_T = Q_T/Q̇_T
Какой мощности должна быть система отопления для крупногабаритной сушильной установки?
На приведенной ниже схеме показаны отдельные точки потребления. Каждый потребитель должен получать достаточное количество расчетной тепловой энергии. С помощью расчетного коэффициента S рассчитывается тепловой поток в системе отопления. В основу расчета берется тепловой поток Qvap, необходимый для испарения.
С помощью расчетного коэффициента S рассчитывается тепловой поток в системе отопления на основе теплового потока Q̇_(vap), необходимого для испарения:
Q̇_(heat) = -Q̇_(vap) · S
Отсюда получается массовый поток теплоносителя:
ṁ_(heat) = (-Q̇_(vap) · S)/(c_p · (T_(2,heat) - T_(1,heat)))
Массовый расход теплоносителя Qvap определяется удельной теплоемкостью cp, температурой на входе теплоносителя T1,heat и температурой на выходе теплоносителя T2,heat. Теплоноситель должен распределяться таким образом, чтобы обеспечить достаточное снабжение всех потребителей. Это означает, что все зоны технологического помещения должны нагреваться равномерно. Необходимо избегать конденсации. Влажный материал должен нагреваться в той же степени, в какой отводится энергия пара. Температура смеси соответствует температуре испарения прилагаемого вакуума.
Вакуумная смесительно-сушильная установка amixon® объемом 16 м³.
На приведенной ниже схеме показаны отдельные точки потребления. Каждый потребитель должен получать достаточное количество расчетной тепловой энергии. С помощью расчетного коэффициента S рассчитывается тепловой поток в системе отопления. В основу расчета берется тепловой поток Qvap, необходимый для испарения.
С помощью расчетного коэффициента S рассчитывается тепловой поток в системе отопления на основе теплового потока Q̇_(vap), необходимого для испарения:
Q̇_(heat) = -Q̇_(vap) · S
Отсюда получается массовый поток теплоносителя:
ṁ_(heat) = (-Q̇_(vap) · S)/(c_p · (T_(2,heat) - T_(1,heat)))
Массовый расход теплоносителя Qvap определяется удельной теплоемкостью cp, температурой на входе теплоносителя T1,heat и температурой на выходе теплоносителя T2,heat. Теплоноситель должен распределяться таким образом, чтобы обеспечить достаточное снабжение всех потребителей. Это означает, что все зоны технологического помещения должны нагреваться равномерно. Необходимо избегать конденсации. Влажный материал должен нагреваться в той же степени, в какой отводится энергия пара. Температура смеси соответствует температуре испарения прилагаемого вакуума.
Вакуумная смесительно-сушильная установка amixon® объемом 16 м³.
Какой размер должен иметь фильтр паров для крупногабаритной сушильной установки?
Фильтр паров в фармацевтическом исполнении. 4 металлических фильтрующих картриджа. Установка сбоку.
A_(filter) = V̇/f_S = ṁ/(ρ · f_S)
- Расчет необходимой площади фильтра на основе допустимой нагрузки на фильтр fs
- С использованием объемного расхода dV/dt, массового расхода dm/dt и плотности ρ пара.
- Скорость сырого газа, загрязненного пылью, v равна
- Нагрузка на площадь фильтра fs определяется в единицах [м³/ч/м²].
Скорость пара в входном и выходном трубопроводах рассчитывается следующим образом:
V̇ = A_(pipe) · v = (d^2/4) · π · v ; v = (4 · V̇)/(d^2 · π)
Фильтр паров в фармацевтическом исполнении. 4 металлических фильтрующих картриджа. Установка сбоку.
A_(filter) = V̇/f_S = ṁ/(ρ · f_S)
- Расчет необходимой площади фильтра на основе допустимой нагрузки на фильтр fs
- С использованием объемного расхода dV/dt, массового расхода dm/dt и плотности ρ пара.
- Скорость сырого газа, загрязненного пылью, v равна
- Нагрузка на площадь фильтра fs определяется в единицах [м³/ч/м²].
Скорость пара в входном и выходном трубопроводах рассчитывается следующим образом:
V̇ = A_(pipe) · v = (d^2/4) · π · v ; v = (4 · V̇)/(d^2 · π)
Какой размер должен иметь конденсатор для промышленной сушилки?
Q̇_(cond) = Q̇_(vap)
- Испарившийся пар очищается в паровом фильтре и конденсируется в конденсаторе.
- При этом необходимо отводить тепловой поток «Q̇kond». Для этого используется охлаждаемая конденсационная поверхность «Akond».
- С учетом коэффициента теплопередачи и среднего перепада температур рассчитывается массовый расход охлаждающей среды «ṁcool»:
- При определении значения «K» необходимо учитывать конструкцию конденсатора и ожидаемый коэффициент загрязнения.
Для площади конденсатора теплообмена в противоточном теплообменнике выполняется следующее:
Q̇_(cond) = k · A_(cond) · ΔT_m
A_(cond) = Q̇_(cond)/(k · ΔT_m)
Массовый расход охлаждающей жидкости определяется следующим образом:
Q̇_(cond) = ṁ_(cool) · c_p · (T_(2,cool) - T_(1,cool))
ṁ_(cool) = Q̇_(cond)/(c_p · (T_(2,cool) - T_(1,cool)))
Образцово-показательный: Трубчатый пучковый конденсатор K. Ley GmbH & Co. KG
Q̇_(cond) = Q̇_(vap)
- Испарившийся пар очищается в паровом фильтре и конденсируется в конденсаторе.
- При этом необходимо отводить тепловой поток «Q̇kond». Для этого используется охлаждаемая конденсационная поверхность «Akond».
- С учетом коэффициента теплопередачи и среднего перепада температур рассчитывается массовый расход охлаждающей среды «ṁcool»:
- При определении значения «K» необходимо учитывать конструкцию конденсатора и ожидаемый коэффициент загрязнения.
Для площади конденсатора теплообмена в противоточном теплообменнике выполняется следующее:
Q̇_(cond) = k · A_(cond) · ΔT_m
A_(cond) = Q̇_(cond)/(k · ΔT_m)
Массовый расход охлаждающей жидкости определяется следующим образом:
Q̇_(cond) = ṁ_(cool) · c_p · (T_(2,cool) - T_(1,cool))
ṁ_(cool) = Q̇_(cond)/(c_p · (T_(2,cool) - T_(1,cool)))
Образцово-показательный: Трубчатый пучковый конденсатор K. Ley GmbH & Co. KG
Прямая линия идеализирует массовый расход конденсата
Что имеется в виду, когда измеренный массовый расход конденсата усредняется по прямой линии? Это грубое приближение позволяет провести сравнение с непрерывно работающим теплообменником с параллельным потоком. Влияние изменения параметров процесса может быть рассчитано с очень хорошим приближением.
Это соответствует первому этапу сушки после нагрева продукта.
Что имеется в виду, когда измеренный массовый расход конденсата усредняется по прямой линии? Это грубое приближение позволяет провести сравнение с непрерывно работающим теплообменником с параллельным потоком. Влияние изменения параметров процесса может быть рассчитано с очень хорошим приближением.
Это соответствует первому этапу сушки после нагрева продукта.
Сколько времени занимает процесс сушки в крупной установке при изменении температуры теплоносителя?
Теплообмен во время испарения аналогичен процессу в теплообменнике с параллельным потоком. Отсюда для средней разности температур теплообмена получается:
ΔT_m = ((T_(2,heat) - T_(vap)) - (T_(1,heat) - T_(vap)))/ln((T_(2,heat) - T_(vap))/(T_(1,heat) - T_(vap)))
Планируемая крупная сушильная установка может работать с более горячей или более холодной теплоносительной средой. В этом случае время сушки изменяется. Эти рассуждения проводятся по аналогии с работой «теплообменника с параллельным потоком». Значение «T2,heat» можно определить только численным итеративным методом. Это позволяет получить приближенную кривую. Она позволяет оценить время сушки при различных температурах теплоносителя.
Таким образом, измененное время сушки рассчитывается как:
Q̇_(vap) = Q_(vap)/Δt_(dry)
Δt_(dry) = Q_(vap)/Q̇_(vap)
Теплообмен во время испарения аналогичен процессу в теплообменнике с параллельным потоком. Отсюда для средней разности температур теплообмена получается:
ΔT_m = ((T_(2,heat) - T_(vap)) - (T_(1,heat) - T_(vap)))/ln((T_(2,heat) - T_(vap))/(T_(1,heat) - T_(vap)))
Планируемая крупная сушильная установка может работать с более горячей или более холодной теплоносительной средой. В этом случае время сушки изменяется. Эти рассуждения проводятся по аналогии с работой «теплообменника с параллельным потоком». Значение «T2,heat» можно определить только численным итеративным методом. Это позволяет получить приближенную кривую. Она позволяет оценить время сушки при различных температурах теплоносителя.
Таким образом, измененное время сушки рассчитывается как:
Q̇_(vap) = Q_(vap)/Δt_(dry)
Δt_(dry) = Q_(vap)/Q̇_(vap)
Почему охлаждение сухого порошка занимает больше времени, чем нагрев влажного?
При расчете времени охлаждения «Δ tT» предполагается, что в экспериментальной установке и в промышленной сушилке действуют одинаковые условия. Это касается как коэффициента теплопередачи, так и средней разницы температур между теплоносителем и продуктом. Продукт в промышленной установке должен быть охлажден до той же конечной температуры, что и в экспериментальной установке.
Аналогично расчету времени сушки в целевой установке, для теплопередачи при охлаждении действует следующее соотношение:
k · ΔT_m = Q̇_R/A_R = Q̇_T/A_T
Таким образом, время охлаждения можно рассчитать с помощью масс продукта в эталонной и целевой установках m_R и m_T, площадей контакта A_R и A_T, а также времени охлаждения эталонной установки Δt_R:
Q̇_R/A_R = Q̇_T/A_T
(m_R · c_p · ΔT_R)/(A_R · Δt_R) = (m_T · c_p · ΔT_T)/(A_T · Δt_T)
Δt_T = (m_T · A_R · Δt_R)/(A_T · m_R)
При расчете времени охлаждения «Δ tT» предполагается, что в экспериментальной установке и в промышленной сушилке действуют одинаковые условия. Это касается как коэффициента теплопередачи, так и средней разницы температур между теплоносителем и продуктом. Продукт в промышленной установке должен быть охлажден до той же конечной температуры, что и в экспериментальной установке.
Аналогично расчету времени сушки в целевой установке, для теплопередачи при охлаждении действует следующее соотношение:
k · ΔT_m = Q̇_R/A_R = Q̇_T/A_T
Таким образом, время охлаждения можно рассчитать с помощью масс продукта в эталонной и целевой установках m_R и m_T, площадей контакта A_R и A_T, а также времени охлаждения эталонной установки Δt_R:
Q̇_R/A_R = Q̇_T/A_T
(m_R · c_p · ΔT_R)/(A_R · Δt_R) = (m_T · c_p · ΔT_T)/(A_T · Δt_T)
Δt_T = (m_T · A_R · Δt_R)/(A_T · m_R)
Что можно заметить на этой диаграмме при охлаждении смеси?
Ниже показан типичный процесс охлаждения. Охлаждение сухого порошка занимает больше времени, чем нагрев влажного. Этому есть два объяснения:
- Жидкость проводит тепло гораздо лучше, чем большинство твердых тел.
- Жидкая пленка, окружающая влажную частицу, может смачивать теплопередающую стенку. Это благоприятствует теплопередаче. В отличие от этого, сухая частица соприкасается с контролируемой температурой поверхностью только в определенных точках.
В данном случае сушилка нагревалась с очень большой разницей температур. В самом начале термомасло было нагрето примерно до 120°C. В этом случае необходимо сначала охладить весь резервуар для хранения термомасла в потоке системы. В результате сухой порошок охлаждается с ярко выраженным гистерезисом.
Если бы в качестве теплоносителя использовалась вода, процесс охлаждения ускорился бы.
Ниже показан типичный процесс охлаждения. Охлаждение сухого порошка занимает больше времени, чем нагрев влажного. Этому есть два объяснения:
- Жидкость проводит тепло гораздо лучше, чем большинство твердых тел.
- Жидкая пленка, окружающая влажную частицу, может смачивать теплопередающую стенку. Это благоприятствует теплопередаче. В отличие от этого, сухая частица соприкасается с контролируемой температурой поверхностью только в определенных точках.
В данном случае сушилка нагревалась с очень большой разницей температур. В самом начале термомасло было нагрето примерно до 120°C. В этом случае необходимо сначала охладить весь резервуар для хранения термомасла в потоке системы. В результате сухой порошок охлаждается с ярко выраженным гистерезисом.
Если бы в качестве теплоносителя использовалась вода, процесс охлаждения ускорился бы.
У вас есть еще вопросы? .... Вы можете связаться с нами в любое время.
© Copyright by amixon GmbH