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2015化工工程师专业基础知识辅导8

一、辐射传热干燥设备的适用范围(化工机械与设备)
    辐射干燥机主要有远红外干燥机、高频干燥机、超声波干燥机等。各种电磁辐射源波长在太阳光谱到微波范围内,太阳光辐射只能穿透物料的表面。根据太阳辐射的波长,物料只能够吸收一部分入辐射。在粉粒包衣、片状、胶膜等物料的干燥中常使用红外线辐射。尽管大多数潮湿物料在50~60hz频率的电流中是不良导体,但在高频中阻抗会急剧下降。这种辐射可以用来加热颗粒,减少对内部传热的阻力。吸收的能量由水分子来选择,物料的干燥过程达到节能作用。但因这种干燥方式运行费用高,所以只有贵重物料才可采用。辐射传热干燥是依靠加热板的热辐射能量达到干燥物料的过程。这类装置的关键是辐射能强的辐射加热板和选择物料容易吸收的波长。相当一段时期,都是用3μm以下的近红外波段,但近年来,改为用有机物吸收能较高的远红外(大于4μm)陶瓷加热板。远红外加热表面吸收较好,所以作为涂膜的干燥效果较好。实验表明,离表面1mm之内的物料可以吸收大部分远红外能,再厚就很难做到均匀传热。微波干燥近年来也得到了越来越多的应用,它是用微波作为电磁波直接进入导电体内,使物料中的极性分子和极性基团振动回转,经分子间的内部摩擦,在内部产生热量,达到干燥的目的。这是由电能转变为热能的过程,热效率可达到60%~70%。纯粹用微波干燥运转成本很高,但在减速干燥期间,当水分很难用热空气干燥和传导传热除去时,微波干燥可以作为辅助手段提高干燥速率。在冷冻干燥中,残留的冰也可以用微波干燥法除去。
    (1)远红外干燥机。用电能产生的红外线,就会产生从表面向内部吸收渗透的效果。因此干燥速率较高,热效率也较高。但其性质与光相同,所以照射时不能留有阴影。
    (2)高频干燥机。物料置于高频高电压的电场时就会随着水分子运动在物料内部产生均匀摩擦热。这种方法适用于厚板及导热性能差的物料,主要用于木材加工业。
    (3)超声波干燥机。以适当频率的声波撞击物料,随着激烈的分子运动使空穴作用得以充分发挥,加快了干燥速率,适用于不耐热物料的干燥。

二、真空泵的定义及分类(化工机械与设备)
    凡是从设备中抽出气体,使设备内部达到真空的机械称为真空抽气机或真空泵。
    从结构上真空泵大致可分为:往复式真空泵、回转式真空泵和射流式真空泵等。
    1.往复式真空泵。往复式真空泵适用于抽送不含固体颗粒、无腐蚀性的气体。这种真空泵的抽气速率较大,真空度较高。故在化工厂中广泛应用。但其结构复杂,维修量大。
    2.水环式真空泵。水环式真空泵是回转真空泵的一种。
    3.射流式真空泵。射流式真空泵是利用一种压力较高的工作流体来输送另一种流体。
    射流式真空泵工作流体可分为高压蒸汽、空气或高压水,射流式真空泵与所输送的流体(液体或气体)混合,共同排出。
    射流式真空泵的优点是:射流式真空泵结构简单,工作可靠,便于操作,不需要任何原动机,在化工生产中常用以抽送有毒或腐蚀性气体。
    水环式真空泵的工作原理是:水环式真空泵圆柱形泵缸内注入一定量的水,星形叶轮偏心地装在泵缸内,当叶轮旋转时,水受离心力作用被甩向四周而形成一个相对于叶轮为偏心的封闭水环。水环式真空泵中被抽吸的气体沿吸气管及接头由吸气孔进入水环与叶轮之间的空间,右边月牙形部分,由于叶轮的旋转,这个空间容积由小逐渐增大,因而产生真空抽吸气体。水环式真空泵随着叶轮的旋转,气体进入左边月牙形部分。因叶轮是偏心旋转的,此空间逐渐缩小,气体逐渐受到压缩升压,气与水便由排气孔经接头沿排气管进入水箱中,自动分离后再由放气管放出。水环式真空泵中废弃的水和空气一起被排到水箱里。
    水环式真空泵的特点是结构紧凑、工作平衡可靠和流量均匀,所以化工生产中多用来输送或抽吸易燃、易爆和有腐蚀性的气体。水环式真空泵由于叶轮搅拌液体,损失能量大,故其效率很低。