- •Греческий алфавит
- •Содержание
- •Лекция 1
- •I. Общие сведения
- •I. Общие сведения
- •1. Предмет курса «Процессы и аппараты»
- •2. Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах
- •3. Классификация основных процессов
- •4. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •5. Различные системы единиц измерения физических величин
- •Лекция 2 Гидромеханические процессы.
- •II. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики в химической аппаратуре
- •II. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики в химической аппаратуре
- •1. Основные определения
- •2. Некоторые физические свойства жидкостей
- •Гидромеханические процессы. А. Гидростатика
- •3. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера
- •4. Основное уравнение гидростатики
- •5. Некоторые практические приложения основного уравнения гидростатики
- •Лекция 3 гидромеханические процессы.
- •Б. Гидродинамика
- •1. Основные характеристики движения жидкостей
- •2. Уравнение неразрывности (сплошности) потока
- •3. Дифференциальные уравнения движения Эйлера
- •4. Дифференциальные уравнения движения Навье-Стокса
- •5. Уравнение Бернулли
- •6. Некоторые практические приложения уравнения Бернулли
- •7. Движение тел в жидкостях
- •8. Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои
- •9. Гидродинамика кипящих (псевдоожиженных) зернистых слоев
- •10. Элементы гидродинамики двухфазных потоков
- •11. Структура потоков и распределение времени пребывания жидкости в аппаратах
- •Лекция 4
- •III. Перемещение жидкостей
- •III. Перемещение жидкостей
- •1. Объемные насосы
- •2. Конструкция объемных насосов
- •3. Центробежные насосы
- •4. Конструкция центробежных насосов
- •1 Корпус, 2 – крышка, 3 – рабочее колесо, 4 – втулка корпуса,
- •5. Насосы других типов. Сифоны
- •Лекция 5
- •2. Поршневые компрессоры
- •3. Ротационные компрессоры и газодувки
- •4. Центробежные машины
- •5. Осевые вентиляторы и компрессоры
- •6. Винтовые компрессоры
- •7. Вакуум-насосы
- •8. Сравнение и области применения компрессорных машин различных типов
- •Лекция 6
- •V. Разделение неоднородных систем
- •V. Разделение неоднородных систем
- •1. Неоднородные системы и методы их разделения
- •Разделение жидких систем
- •2. Материальный баланс процесса разделения
- •А. Отстаивание
- •3. Скорость стесненного осаждения (отстаивания)
- •4. Отстойники
- •Б. Фильтрование
- •6. Общие сведения
- •6. Фильтровальные перегородки
- •7. Устройство фильтров
- •Лекция 7
- •VI. Перемешивание в жидких средах
- •В. Центрифугирование
- •1. Основные положения
- •2. Устройство центрифуг
- •Г. Разделение газовых систем (очистка газов)
- •1. Общие сведения
- •2. Гравитационная очистка газов
- •3. Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил
- •4. Очистка газов фильтрованием
- •5. Мокрая очистка газов
- •6. Электрическая очистка газов
- •VI. Перемешивание в жидких средах
- •1. Общие сведения
- •2. Механическое перемешивание
- •3. Механические перемешивающие устройства
- •Лекция 8 кристаллизация
- •VII. Кристаллизация
- •1, Общие сведения
- •2. Устройство кристаллизаторов
- •Лекция 9
- •А. Крупное дробление
- •2. Щековые дробилки
- •3. Конусные дробилки
- •Б. Среднее и мелкое дробление
- •4. Валковые дробилки
- •5. Ударно-центробежные дробилки
- •В. Тонкое измельчение
- •6. Барабанные мельницы
- •7. Кольцевые мельницы
- •Г. Сверхтонкое измельчение
- •8. Мельницы для сверхтонкого измельчения
- •Некоторые другие методы разрушения твердых материалов
- •Лекция 10
- •1. Грохочение
- •Гидравлическая классификация и воздушная сепарация
- •X. Смешение твердых материалов
- •Дозирование твердых материалов
- •1. Бункеры и затворы к ним
- •2. Питатели
- •Питатели с тяговыми органами
- •Питатели с колебательным движением
- •Вращающиеся питатели
- •3. Дозаторы
- •Автоматические весы
- •Весовые ленточные дозаторы
- •Литература
4. Центробежные машины
Принцип действия и теория центробежных машин для сжатия и перемещения газов аналогичны принципу действия и теории центробежных насосов
Вентиляторы. Центробежные вентиляторы условно делятся на вентиляторы низкого давления (р < 103 н/м2), среднего давления (р ~ 103 — 3·103 н/м2) и высокого давления (р = 3103 — 104 н/м2).
В спиралеобразном корпусе 1 вентилятора (рис. IV-6) вращается рабочее колесо (барабан) 2 с большим числом лопаток. Отношение ширины лопатки к ее длине зависит от развиваемого давления и является наименьшим для вентиляторов высокого давления. Газ поступает по оси вентилятора через патрубок 5 и удаляется из корпуса через нагнетательный патрубок 4.
Лопатки вентиляторов обычно выполняют загнутыми вперед (уголР2 > 90°), или загнутыми назад (Р2 < 90°) по направлению вращения колеса. При лопатках, загнутых вперед, заданный напор получают при меньшей окружной скорости колеса, соответственно — при меньшем его диаметре, чем при лопатках загнутых назад; однако гидравлическое сопротивление последних ниже.
Рабочие колеса вентиляторов низкого и среднего давления, обладающих большими производительностями, имеют относительно большую ширину. Для того чтобы обеспечить прочность и жесткость широких колес, окружную скорость их необходимо ограничить (не более 30-50 м/сек). Поэтому рабочие колеса таких вентиляторов изготавливают с лопатками, загнутыми вперед (2 = 120-150°), не считаясь с понижением гидравлического к. п. д. г вентилятора.
У вентиляторов высокого давления, обладающих меньшей производительностью, ширина колес относительно невелика. Поэтому их лопатки обычно загнуты назад.
Характеристики центробежных вентиляторов, как и других центробежных машин для перемещения и сжатия газов, подобны характеристикам центробежных насосов (рис. III-6), а зависимость производительности, напора и мощности от числа оборотов выражается соответствующими уравнениями. Рабочий режим устанавливается по точке пересечения характеристики центробежного вентилятора с характеристикой сети (рис. III-8).
Турбогазодувки. В корпусе 1 турбогазодувки (рис. IV-7) вращается рабочее колесо 2 с лопатками, подобными лопаткам центробежного насоса. Колесо обычно помещают внутри направляющего аппарата 3, в котором происходит преобразование кинетической энергии газа в потенциальную энергию давления. Направляющий аппарат представляет собой два кольцевых диска, соединенных между собой лопатками с наклоном, противоположным наклону лопаток рабочего колеса. Газ поступает в турбогазодувку через патрубок 4 и выходит из нагнетательного патрубка 5.
Одноступенчатые турбогазодувки имеют на валу одно рабочее колесо. Если на валу турбогазодувки установлены несколько колес, то такие турбогазодувки называются многоступенчатыми.
Многоступенчатая турбогазодувка (рис. IV-8) имеет в корпусе 1 несколько (обычно 3-4) рабочих колес 2. Газ, пройдя через первое колесо, поступает в направляющий аппарат 3 и обратный канал 4, по которому подводится к следующему колесу. Обратный канал 4 снабжен неподвижными направляющими ребрами, посредством которых газу сообщаются заданное направление и скорость.
Диаметры рабочих колес многоступенчатой турбогазодувки постоянны, но ширину их в соответствии с изменением объема газа при сжатии уменьшают в направлении от первого колеса к последнему. Таким путем достигается возможность сжатия газа в каждой последующей ступени без изменения скорости вращения и формы лопаток рабочих колес.
Степень сжатия в турбогазодувках не превышает 3-3.5, поэтому газ в турбогазодувках не охлаждают.
Индикаторную диаграмму турбогазодувки (так же как ротационного компрессора и турбокомпрессора) снять невозможно, поэтому мощность таких машин определяют по соответствующему уравнению.
Теоретически процесс сжатия в неохлаждаемой турбогазодувке близок к адиабатическому (линия АВ на диаграмме Т—S, рис. IV-9). Вследствие потерь энергии на трение газа в каналах рабочего колеса и направляющем аппарате фактически затрачиваемая энергия будет больше. Энергия, расходуемая на преодоление трения газа, практически полностью переходит в тепло, поэтому температура газа Т′2 в конце сжатия будет несколько выше, чем температура Т2, соответствующая адиабатическому процессу. Действительно процесс сжатия от давления р1 до давления р2 изобразится линией АС, расположенной справа от адиабаты.