直管气流干燥器的设计184324.docx
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1、四川大学轻轻纺与食品品学院陶瑞霄学号:0884309910922目录一、绪 论 二、任务务书三、流程1.流程图图2.流程概概述四、设计方方案及参数数的确定1.设计方方案的确定定2.参数确确定五、干燥器器主要尺寸寸的计算 1.基本物物料衡算2.干燥管管主要参数数的计算3.加速段段管长的计计算4.恒速段段管长的计计算六、主要附附属设备的的选型和计计算1.加料器器的选型和和计算2.旋风分分离器的选选型和计算算3.空气加加热器的选选型和计算算 七、设设计评价 1.对气气流干燥器器的评价 2.对附属设设备的评价价 八、心心得体会 九、设设计结果一一览表 十、主主要符号表表 十一、参参考文献绪论化工原理课
2、课程设计的的目的和要要求课程设计是是化工原原理课程程的一个总总结性教学学环节,是是培养学生生综合运用用本门课程程及有关选选修课程的的基本知识识去解决某某一设计任任务的一次次训练。在在整个教学学计划中,它它也起着培培养学生独独立工作能能力的重要要作用。 课课程设计不不同于平时时的作业,在在设计中需需要学生自自己做出决决策,即自自己确定方方案,选择择流程,查查取资料,进进行过程和和设备计算算,并要对对自己的选选择做出论论证和核算算,经过反反复的分析析比较,择择优选定最最理想的方方案和合理理的设计。所所以,课程程设计是培培养学生独独立工作能能力的有益益实践。 通通过课程设设计,学生应该该注重以下下几
3、个能力力的训练和和培养: 11. 查阅资料料,选用公公式和搜集集数据(包括从已已发表的文文献中和从从生产现场场中搜集)的能力; 22. 树立既考考虑技术上上的先进性性与可行性性,又考虑虑经济上的的合理性,并并注意到操操作时的劳劳动条件和和环境保护护的正确设设计思想,在在这种设计计思想的指指导下去分分析和解决决实际问题题的能力; 33. 迅速准确确的进行工工程计算的的能力;4. 用简洁的文文字,清晰晰的图表来来表达自己己设计思想想的能力聚氯乙烯全名为poolyviinyl chlooridee,主要成成份为聚氯氯乙烯,另另外加入其其他成分来来增强其耐耐热性,韧韧性,延展展性等。工工业聚氯乙乙烯树
4、脂主主要是非晶晶态结构,但但也包含一一些结晶区区域(约),所所以聚氯乙乙烯没有明明显的溶点点,约在80左右开始始软化,热热扭变温度度( 1.882MPaa负荷下)为为70-771,在加压压下150开始流动动,并开始始缓慢放出出氯化氢,致致使聚氯乙乙烯变色(由由黄变红、棕棕、甚至于于黑色)。工工业聚氯乙乙烯重均相相对分子质质量在4.8-4.8万范围内内,相应的的数均相对对分子质量量为2-1.95万。而绝绝大多数工工业树脂的的重均相对对分子质量量在10-220万,数均均相对分子子质量在4.555-6.44万.硬质聚氯氯乙烯(未未加增塑剂剂)具有良良好的机械械强度、耐耐候性和耐耐燃性,可可以单独用用
5、做结构材材料,应用用于化工上上制造管道道、板材及及注塑制品品。硬质聚聚氯乙烯可可以用增强强材料。它它是当今世世界上深受受喜爱、颇颇为流行并并且也被广广泛应用的的一种合成成材料。由由于化学稳稳定性高,所所以可用于于制作防腐腐管道、管管件、输油油管、离心心泵和鼓风风机等。聚聚氯乙烯的的硬板广泛泛应用于化化学工业上上制作各种种贮槽的衬衬里,建筑筑物的瓦楞楞板,门窗窗结构,墙墙壁装饰物物等建筑用用材。由于于电气绝缘缘性能优良良,可在电电气、电子子工业中,用用于制造插插头、插座座、开关和和电缆。在在日常生活活中,聚氯氯乙烯用于于制造凉鞋鞋、雨衣、玩玩具和人造造革等,它的全球使使用量在各各种合成材材料中高
6、居居第二。PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市市场的2/3,软PVC占1/3。软PVC一般用于于地板、天天花板以及及皮革的表表层,但由由于软PVC中含有柔柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别),容易变变脆,不易保存存,所以其其使用范围围受到了局局限。硬PVC不含柔软软剂,因此此柔韧性好好,易成型型,不易脆脆,无毒无无污染,保保存时间长长,因此具具有很大的的 开发应用用价值。PVC的本本质是一种种真空吸塑塑膜,用于于各类面板板的表层包包装,所以以又被称为为装饰膜、附附胶膜,应应用于建材材、包装、医医药等诸多多行业。其其中建材行行业占的比比重最大,为60%,其次是包装行业,还有其
7、他若干小范围应用的行业。氯化乙烯基最初是在1835年在JustusvonLiebig实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到20世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品,在接下来的20年内欧洲才开始大规模生产。 聚氯乙烯具有原料丰富(石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气)、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点,现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂,占世界合成树脂总消费量的29%。聚氯乙烯容易加工,可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品,也可生产板材、门窗、管道和
8、阀门等塑料硬制品。 食品干燥技技术食品工业的的很多原料料均含有大大量水分,为为使食品具具有良好的的保藏性和和节约运输输费用,则则 要求水分含含量尽可能能降低。所所以从物料料中除去水水分是食品品加工过程程中经常进进行的过程程,称为 干燥或去去湿。 采用的技技术有普通通干燥、冷冷冻干燥和和喷雾干燥燥。一、普通干干燥干燥过程中中,物料表表面的水分分要不断汽汽化,从而而使内部的的水分继续续扩散到表表面来,达达到 干燥的目目的。根据据物料加热热的方式不不同,分为为三种干燥燥方法:对对流干燥(热风干燥)、辐射 干燥及接接触干燥(传导式)。 1.对流干燥燥直接以高高温的空气气为热源,借借对流方式式将热量传传
9、递给物料料,热空气气既是载热热 体又是载载湿体。一一般热风干干燥多在常常压下进行行。 2.辐射干燥燥是食品工工业上的一一种重要的的干燥方法法。即利用用红外线、远远红外线、微微波等能 源,将热热量传递给给物料的干干燥方法。可可在常压或或真空下进进行。 3.接触干燥燥是间接靠靠间壁的导导热将热量量传递给与与壁面接触触的物料。热热源可以是是水蒸气、 热空气或或热水等。接接触干燥可可在常压下下进行也可可在真空下下进行。常常压下操作作时,物体体与气体 之间虽然然有热交换换,但气体体的主要作作用是将蒸蒸气带走。二、冷冻干干燥 冷冻干燥燥又称真空空冷冻干燥燥、冷冻升升华干燥、分分子干燥等等,是将物物料预冷至
10、至-30-40, 使物料中中的大部分分水分变为为固态冰,然然后提供低低温热源,在在真空状态态下,使冰冰直接升华华为水 蒸气而使使物料脱水水的过程。冷冷冻干燥是是一种特殊殊的干燥方方法。它包包括两个重重要的步骤骤:冻结物物品及升华华分离结晶晶体。 在真空条条件下,通通过升华作作用,把物物料中冻结结的水分不不重新融化化而从物料料中分离除除去。方法和过程程 1.物料中水水分的预冻冻结食品的的冻结主要要是水溶液液的冻结。当当食品内部部溶质浓度度低于低共共 熔浓度时时,冷冻的的结果是冰冰晶的析出出,随后溶溶液的浓度度越来越高高,理论上上达到低共共熔浓度为为 止;若溶溶质浓度高高于低共熔熔浓度时,冷冷却结
11、果表表现为溶质质不断析出出,余下的的溶液浓度度越来越 低,理论论上也达到到低共熔浓浓度为止。 2.冻结物料料进行升华华干燥冻结结物料的升升华干燥是是在真空干干燥箱内进进行的。在在升华过程程 中,物料料中冻结水水分汽化需需要吸收热热量,因此此,需要给给物料加热热,以提高高冷冻干燥燥速率。但但 所提供的的热量应保保证冻结物物料的温度度接近而又又低于物料料的共熔点点,以便使使物料中冰冰晶既不溶溶 解又能以以最高速率率进行升华华。在升华华过程中,温温度几乎不不变,干燥燥速率保持持恒定。 3.物料加热热升温当冻冻结水分全全部蒸发后后,开始蒸蒸发剩余没没有冻结的的水分,此此时干燥速速率 下降,加加热速度可
12、可加快,以以使水分不不断排除掉掉。在此阶阶段物料温温度会升高高,但一般般不超过40。 三、喷雾雾干燥喷雾干燥是是以单一工工序将溶液液、乳浊液液、悬浮液液或糊状物物料加工成成粉状、颗颗粒状干制制品 的一种干干燥方法。它它将液体通通过雾化器器的作用,喷喷洒成极细细的雾状液液滴,并依依靠干燥介介质(热 空气、烟烟道气或惰惰性气体)与雾滴的的均匀混合合,并进行行能量交换换,使水分分(或溶剂)汽化的过 程。特点 11.干燥温度度较低虽然然采用较高高温度的干干燥介质,但但液滴有大大量水分存存在时,它它的干燥温温 度一般不不超过热空空气的湿球球温度。对对奶粉干燥燥,约为5060。因此,非非常适宜于于热敏性物
13、物料的干燥燥,能保持持产品的营营养、色泽泽和香味。2.干干燥速度快快、时间短短由于料液液被雾化成成几十微米米大小的液液滴,所以以液体的比比表面积很很大。3.制品有有良好的溶溶解性和分分散性。4.产品纯纯度高由于于干燥是在在密闭的容容器中进行行的,杂质质不会混入入产品中。5.可连续续化生产干干燥后的产产品经连续续排料,在在后处理上上结合冷却却器和气力力输送,组组成连 续生产作作业,实现现自动化大大规模生产产。6.生产过过程简单操操作控制方方便即使含含水量达90的料液液,不经浓浓缩同样也也能一次获获得均 匀的干燥燥产品。大大部分产品品干燥后不不需粉碎和和筛选,简简化了生产产工艺流程程。而且,对对于
14、产品 粒度和含含水量等质质量指标,可可通过改变变操作条件件进行调整整,且控制制管理都很很方便。我国常用用的雾化形形式有三种种:气流喷喷嘴式雾化化、压力式式喷嘴雾化化、旋转式式雾化。当前,食品品干燥技术的的一个重要要趋势是最最大限度的的保持食品品的营养和和色香味,食食品生产中中经常使用用的是无损损于食品风风味、不易易引起变色色和变质的的喷雾干燥燥,冷冻真真空干燥和和真空皮带带式干燥等等高品质干干燥技术。另另一方面由由于冻结和和真空操作作的运转费费用很高,考考虑到产品品品质和成成本费用,最最终的品质质低下为妥妥协点,不不得不转用用滚筒干燥燥或其他干干燥方法。任务书聚氯乙烯气气流干燥器器设计设计任务
15、题目:设计计直管气流流干燥器,以以干燥聚氯氯乙烯树脂脂湿物料已知数据 (1) 湿物料颗粒直径:绝干物料密密度:绝干物料比比热:含湿量(以以湿基计):操作温度:操作压力:101.325kkpa 加热蒸汽汽压力:4atm(表压)原料量:kkg/h临界湿含量量:1 (2) 干燥介质质:湿空气气(3) 干干物料(产产品)含水水量:临界湿含量量: 平衡湿含含量:设计内容 11、设计说说明书 (1)目录 (2)任务书书 (3)流程和和方案的选选择说明与与论证 (4)干燥器器主要尺寸寸的计算 (5)附属设设备选型计计算 (6)设计结结果计算 (7)主要符符号表 (8)参考文文献 22、气流干干燥器总图图(略
16、)流 程流程概述:如图,物料料由加料斗斗4经星型状状加料器5进入气流流干燥管的的底部,空气由风风机1吸入,通过预热热器加热直直一定温度度后,送入气流流干燥管,由于热气气流的高速速流动,使物料颗颗粒悬浮于于气流之中中,并与气流流发生传热热传质,实现干燥,已干燥的物物料随气流流带出经旋旋风分离器器6,而回收产产品,产品通过过气封7而由出口口卸出,废气经风风机抽出而而放空,完整的的的对流干燥燥装置应该该包括:风机,预热器,加料斗,干燥器,气固分离离设备,及各种控控制仪表等等选用干燥设设备,合理分布布流程,遵循以下下规则:1.,选择择风机依据据是,全系统的的流程阻力力,及工艺要要求的风量量.2.风机的
17、的安装位置:通常应该该在气固分分离设备之之后,可使使整个干燥燥装置处于于负压下 操作,避避免粉尘泄泄露和高温温损坏风机机,且利于于物料水分分的汽化3.当一台台风机的风风压不够,克克服系统的的阻力时,可可采用多台台,分别安安装在干燥燥装置的前前后4.空气预预热器常使使用翅片式式加热器,可强化传热速率,提高传热效果5.气固分分离设备常常采用旋风风分离器,其其构造简单单费用低,压压降也不大大,分离效效果好6.常用加加料器用星星型或螺旋旋式,它们们都适用于于块状物料料,螺旋式式还适用于于膏状物料料,但两者者都不适于于硬度大的的物料.设计方案及及参数的确确定(一)设计计方案的确确定根据方案的的内容为:干
18、燥方法法及干燥器器结构形式式的选择;干燥装置置流程及主主要辅助设设备的确定定,干燥器器操作条件件的确定等等。设计方案的的总原则是是:满足工工艺要求,经经济合适,生生产安全。有以下几点要求:(1)所确确定的流量量和选用的的设备,必必须保证产产品达到预预期的干燥燥目的,而而且质量要要确定。(2)热能能消耗干燥燥过程的主主要消耗,设设计是考虑虑如何省能能。(3)干燥燥器的选定定尽量降低低价格。(4)选用用合适的干干燥介质,如如热空气,烟烟道气等,一一般使用热热空气,除除去物料与与空气中的的氧气接触会会发生反应应时,则用用过热蒸汽汽或氮气等惰性性气体,当当不担心烟烟道气对干干物料的污污染时,可可尽量采
19、用用烟道气。1)设计依依据干燥器设计计中,主要要利用以下下基本关系系,(1)物料衡算算;(2)热量;(33)传热速速率方程式式;(4)传质速率率方程式,但但由于对流流传热系数数及传质系系数随不同同的条件而而变化,且且无同样的的和R关系式,因因此干燥的的设计要用用经验方法法进行计算算。2)干燥器器的选型被干燥物料料的行状以以及干燥后后产品的要要求决定了了干燥器的的类型,干干燥器必须须能保证产产品的质量量,速率快快,操作控控制方便,劳劳动条件好好,而且要要能适宜被被干物料的的形态和物物性生产能能力要高,而而且能耗低低。工业中气流流干燥器是是常用的一一种,对于于能在其他他中自由流流动的颗粒粒物料,常
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- 气流 干燥器 设计 184324
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