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Chemical Engineering

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Ein Tablett mit Trockner, leitfähige und konvektive Wärmeübertragung zu untersuchen
 

Ein Tablett mit Trockner, leitfähige und konvektive Wärmeübertragung zu untersuchen

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Fach zu trocknen ist eine konvektive Wärme und Stoffübertragung Prozess häufig in der Industrie verwendet, um Feststoffe aus Flüssigkeiten zu trennen. Im Fach zu trocknen, wird ein Strom von heißem Gas über ein feuchtes fest, um die Flüssigkeit zu verdampfen übergeben. Der Prozess erfordert keine Unruhe und ermöglicht Kontrolle über Temperatur und andere Eigenschaften. Die Flexibilität der Fach Trocknung ermöglicht es, in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie Produktion vor dem Verpacken verwendet werden. Obwohl scheinbar einfach, erfordert der Prozess in der Regel gründliche Erprobung Trocknungsbedingungen optimieren ohne Beschädigung der Solid. Dieses Video wird zeigen, wie ein Tablett Trockner arbeitet, zeigen ein typisches Verfahren zur Trocknung von Studien, und einige Anwendungen zu diskutieren.

Um zu beginnen, schauen wir uns den Betrieb eines Tabletts Trockner. Das grundlegende Design beschäftigt einen rechteckigen Metallrahmen, bestehend aus einem Lufteinlass, Ventilatoren, Heizungen, ein Fach Fach und eine Steckdose. Die nassen Solid ist in einer flachen Schale geladen, die in das Fach Fach gelegt wird. Die Ventilatoren und Heizungen zwingen einen Strom von heißem Gas über das Tablett auf einer sorgfältig kontrollierten Temperatur und Durchfluss. Die Flüssigkeit im Behälter verdampft und wird aus dem vollen entfernt. Fach zu trocknen ist ein Batch-Prozess, was bedeutet, dass das Hinzufügen und Entfernen von Feststoffen aus dem Trockner diskreten Schritten, die gleichzeitig erfolgen kann. Seine Vorteile gegenüber anderen Trocknungsmethoden sind Einfachheit und Flexibilität der Operation und relativ niedrigen festen Kosten. Seine Nachteile sind hohe Arbeitskosten und hoher Energieverbrauch, obwohl Letzteres etwas ausgeglichen werden können durch Filterung und Vorformen der Feststoff. Jetzt, wo wir einige Grundlagen der Funktionsweise trocknen Maschinen gesehen haben, schauen Sie wie die Trennung erfolgt.

Die Trennung der Flüssigkeit aus dem vollen besteht aus zwei Schritten. In einem ersten Schritt überträgt das Gas Wärme auf die Flüssigkeit durch Konvektion, wodurch die Flüssigkeit verdampfen lassen. Die Rate der Wärmeübertragung und damit die Rate von Verdampfung hängt von der Temperaturdifferenz zwischen Gas und Flüssigkeit und eine empirisch ermittelte Proportionalitätskonstante, genannt die "konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten." Im zweiten Schritt wird die neu verdampfte Flüssigkeit weg von der Schnittstelle durch konvektiven Stoffübergang Rekondensation verhindern übertragen. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses hängt von der Unterschied im Dampf-Konzentration zwischen der Schnittstelle und der Großteil des Gasstromes. Die empirische Verhältnismäßigkeit konstant ist hier der konvektiven Stoffübergang Koeffizient. Obwohl die Koeffizienten geschätzt werden können, sind sie nur in der festen getrocknet wird und die Geometrie des Fachs Trockner. Darüber hinaus sind die Koeffizienten nur gültig, solange die feste Oberfläche gesättigt ist. Nachdem die Oberflächenfeuchtigkeit deutlich abgesenkt worden ist, wird die Trocknungs-Geschwindigkeit zurückgehen, da die innere Bewegung der Flüssigkeit innerhalb der Solids der dominierende Stoffaustausch Mechanismus wird. Nun, da Sie die Grundlagen kennen, sehen wir die Probe trocknen Verfahren.

Diese Demo veranschaulicht die Trocknung einer Sand-Wasser-Suspension bei verschiedenen Temperaturen und Luftgeschwindigkeiten. Erstens überprüfen Sie den Trockner für Sicherheitsrisiken zu und sicherzustellen Sie, dass das Psychrometer und andere Messgeräte für den Einsatz bereit sind. Bereiten Sie die Gülle durch Mischen von 500 Gramm Sand mit 150 Gramm Wasser. Gießen Sie die Gülle in die Schale und sicherzustellen Sie, dass es gleichmäßig verteilt ist. Schalten Sie das Gerät und das Tablett in der Trockenkammer und nehmen das Gewicht. Schalten Sie dann das Gebläse und den Trockner. Legen Sie die Luftgeschwindigkeit und Temperatur für die Testversion. Jede Studie wird mit Messungen im fünf-Minuten-Takt dauert 45 Minuten. Verwenden Sie ein digitales Thermometer zu messen Einlass Lufttemperatur, Sand Temperatur und Luft-Austrittstemperatur. Verwenden Sie das Psychrometer, um trocken-Zwiebel und naß-Zwiebel-Temperaturen zu messen. Schließlich zeichnen Sie die Steckdose Luftmenge und das Gewicht aus dem Gleichgewicht. Wiederholen Sie den Vorgang für jeden Satz von Einstellungen, von insgesamt vier einzigartigen Pisten. Wenn das abgeschlossen ist, verwenden Sie psychrometrischen Diagramme oder ähnliche Tools, um die absolute Feuchtigkeit zu finden.

Die Verdunstungsrate für jeden Versuch wurde durch Auftragen der Gülle Gewicht als Funktion der Zeit ermittelt. Steigende Temperaturen korreliert positiv mit der leitfähigen Wärmeübertragungsrate und damit die Verdunstungsrate. Erhöhung der Luftgeschwindigkeit ist verbunden mit höheren Raten der konvektive Wärmeübertragung und Stoffaustausch und erhöht auch Verdampfungsraten. Es gibt eine positive lineare Korrelation zwischen Luft-Temperatur und Verdampfung Rate sowie Luft-Strömung und Verdampfung Rate. Allerdings war die experimentelle Korrelation zwischen der Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten schwächer als erwartet. Dies ist möglicherweise aufgrund der relativen Luftfeuchtigkeit in der Luft-Sand-Schnittstelle oder die Wirkung von der Luftgeschwindigkeit auf das Gewicht des Tabletts.

Fach zu trocknen wird häufig angewendet, in industriellen Anwendungen, sowohl in der chemischen Produktion Spezialität und größeren Maßstab herstellen, wo die Arbeitskosten nicht zu groß sind. Behälter-Trockner dienen in der Regel als letzten Fertigungsschritt vor dem Verpacken in der lebensmittelverarbeitenden Industrie. Um Verdunstungsraten bei gleichzeitiger Kontrolle der Qualität von Lebensmitteln, kann der Trockner mit indirekte Trocknung Mechanismen, wie beheizte Tabletts und Hochfrequenz-Heizung ausgestattet werden. Während des Trockengangs, Feststoffe aus verwesenden, verziehen oder Rissbildung zu verhindern können die Heizung Bedingungen geändert werden. Tablett Trockner sind besonders nützlich in Einrichtungen, wo mehrere verschiedene Lebensmittel, vorbereitet in unterschiedlichen Mengen an einzigartigen Bedingungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit getrocknet werden müssen. Eine Alternative Trockner Design nutzt Multi-Ablage LKW. In der pharmazeutischen Industrie werden LKW zur reduzieren Zeit- und Arbeitsaufwand und Produkt Einheitlichkeit zu erhöhen. Dieses Design nutzt Recirculators und verblüfft zu kontrollieren Luftstrom, tote Zonen vermeiden und konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu erhalten. Für empfindliche Chemikalien werden inerte Atmosphäre erzeugt. Da Fach Trocknung physisch sanfter ist als Flüssigkeit-Bett oder rotary Methoden stürzen, ist es geeignet für die Trocknung von klebrigen kristalline Materialien wie Pulver und rohen Drogen.

Sie habe nur Jupiters Einführung in das Fach Trockner beobachtet. Sie sollten jetzt die Grundsätze der Schale trocknen, ein Prozess zur Durchführung von Fach trocknen Experimente und einige Anwendungen verstehen. Danke fürs Zuschauen.

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