Реферат: Гидродинамика
Описанная установка может работать при скоростях газов в аппаратах 5 и 2, меньших, чем скорость псевдоожижения. Стремление повысить производительность установки увеличением скорости газов приводит к необходимо сти работать с час тицами больших размеров (2-- 8 мм). Однако при этом уменьшается удельная п оверхность зернистого материала и, следовательно, возрастают габариты аппаратуры. Кроме того, пневмотранспорт частиц больших размеров затруднителен и осущес твляется при повышенных расходах транспортирующего газа.
НАГРЕВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
. В химической технике довольно широко применяют нагревание электрическим током в электропечах. При нагревании электрот оком необходимо предусматривать меры, предотвращающие перегрев материала и обеспечивающие электро- и пожаробезопасность.
По с пособу превращения электрической энергии в теплов ую различают электрические печи сопротивления, индукционн ые и дугов ые. Электрические лечи сопротивления делятся на печи прямого действия и печи косвенного действия. Электрические печи прямого действия. В этих печах нагреваемое тело включается непосредственно в электрическую ц епь и нагревается при прохождении через него электрического : тока. Часто печь прямого действия представляет собой аппарат , корпус которого является одним из электродов; другой э лектрод размещают в аппарате. Между электродами помечт ают жидкие или расплавленные нагреваемые материалы.
Электрические печи сопротивления косвенного действия по лучили большое распространение. В них тепло выделяется при прохождении электрического тока по специальным нагрева тельным элементам; выделяющееся тепло передается материа лу лучеиспусканием, теплопроводностью и конвекцией. В таких печах осуществляется нагревание до температур 1000—1100° С. С хема такой печи показана на рис. 6. Футеровка печи 2 1: выполнена из огнеупорного кирпича. В пазах футеровки уложены спиральные нагревательные элементы 4, к которым подвод ится ток через электрошины 5, Тепло, выделяющееся при про х ождении электрического тока через спиральные нагревательн ые элементы, передается обогреваемому аппарату 1 лучеиспусканием и конвекцией. Тепловая изоляция 3 уменьшает потери тепла в окружающую среду.
Нагревательные элементы печей изготовляют из проволоки л ибо из ленты нихрома (сплав, содержащий 20% Сг, 30—80% Ni и 0,5—50% Fe) или хроможелезоалюминиевых сплавов. Диаметр проволоки обычно 3—7 мм; в применяемых лентах отношение толщины к ширине 0,05—0,2.
Рис. 6. Элекрическа я печь сопротив ления косв енного действия: 1 — обогреваемый аппарат; 2— футеровка печи- 3— - тепловая изоляция; 4— спиральные нагревательные элементы; 5— выводные электро шины.
Количество тепла, которое необходимо подвести в процессе нагревания электрическим током, определяют из уравнениях теплового баланса:
где Qэ — количество тепла, выделяющегося в нагревательном электрическом устройстве при прохождении электрического тока, кДж/ч; G — -количество перерабатываемого в обогреваемом аппарате продукта, кг/ч; с— теплоемкость перерабатываемого продукта, кДж/( кг-° С); t н и t к —соответственно -начальная и конечная т емпература перерабатываемого продукта, ° С; Q п— потери тепла в окружаю щую среду, кДж/ч.
Отсюда
а мощность (в кВт) нагревательного эле кт рического устройства
Электрические индукционные печи (ри с. 7). Нагревание в этих печах осуще ствляется индукционными токами. Обогреваемый аппарат 1 является сердечником соленоида охватывающего аппарат. По соленоиду пропускают переменный ток, при этом вокруг соленоида возникает переменное магни тное поле, которое индуцирует в стенках обогреваемого аппарата электродвижущую силу. Под действием возникающего вторичного тока нагреваются стенки аппарата. Соленоид выполняется из медной или алюминиевой проволоки, имеющей малое осмическое сопротивление.
Диэлектрическое нагревание токами высокой частоты применяется при нагревании диэлектриков (пластмасс, резины, дерева и др.). Нагреваемое тело помещают между обкладками конденсатора. Под действием переменного электрического тока- молекулы диэлектри ка колеблются со скоростью, соответствующей частоте электрического поля, при этом в результате внутреннего трения между молекулами выделяется тепло. Количество выделяющегося тепла пропорционально квадрату напряжения и частоте тока. Нагревание ведут обычно токами высокой частоты (0,5´106 —100´106 Гц) при напряженности электрического поля 1000- -2000 В/см. Для получения токов высокой частоты пользуются ламповыми генераторами. Диэлектрическое нагревание отличается большими преимуществами: непосредственное выделение тепла во всей толщине нагреваемого материала (обеспечивающее равномерный прогрев обрабатываемого материала), большая скорость нагревания, возможность наг ревания только отдельных частей матери ала, легкость регулир ования процесса нагревания и возможность полной автоматизации его.
Дуговые печи. В дуговых печах применяется нагревание электрической дугой до температур 1500—1300 °С. Электрическая дуга возникает в. газообразной среде. В дуговых печах при возникающих больших температурных перепадах невозможны равномерный обогрев и точное регулирование температуры. Дуговые печи применяют для плавки металлов, получения карбида кал ьци я и фосфора.
Рис. 7. Принципиал ьная схема электрической индукционной печи: 1 - обогреваемый а ппарат; 2—- соленоид