تقطیر مایع

 تقطیر مایع

نوع فایل: word

قابل ویرایش 160 صفحه

مقدمه:

روابط فصل هاي قبل فقط در حالت پايدار به كار مي روند كه در آن جريان گرما و دماي منبع با زمان ثابت بودند. فرآيندهاي حالت ناپايدار آنهايي هستند كه در آنها جريان گرما، دما و يا هر دو در يك نقطة ثابت با زمان تغيير مي كنند. فرآيندهاي انتقال حرارت انبوه فرآيندهاي حالت ناپايدار نمونه اي هستند كه در آنها تغييرات حرارت ناپيوسته اي رخ مي دهند همراه با مقادير خاصي از ماده در هنگام گرم كردن مقدار داده شده اي از مايع در يك تانك يا در هنگامي كه يك كورة سرد به كار افتاده است.

همچنين مسائل رايج ديگري نيز وجود دارند كه مثلاً شامل مي شوند بر نرخي كه حرارت از ميان يك ماده به روشي رسانايي انتقال مي يابد در حالي كه دماي منبع گرما تغيير مي كند. تغييرات متناوب روزانة حرارت خورشيد بر اشياء مختلف يا سرد كردن فولاد در يك حمام روغن نمونه راههايي از فرآيند اخير هستند. ساير تجهيزاتي كه بر اساس روي خصوصيات حالتي ناپايدار ساخته شده اند شامل كوره هاي دوباره به وجود آورنده(اصلاحي) كه در صنعت فولاد استفاده مي شوند، گرم كنندة دانه اي(ريگي) و تجهيزاتي كه در فرآيندهاي بكار گيرندة كاتاليست دماي ثابت يا متغير به كار مي روند هستند.

در فرآيندهاي كلان براي گرم كردن مايعات نيازمنديهاي زماني براي انتقال حرارت معمولاً مي توانند بوسيلة افزايش چرخة سيال كلان و يا واسطة انتقال حرارت و يا هر دو اصلاح شوند.

دلايل به كار گرفتن يك فرآيند كلان به جاي به كارگيري ديگ عمليات انتقال حرارت پيوسته بوسيلة عوامل زيادي ديكته مي شوند:

بعضي از دلايل رايج عبارتند از 1) مايعي كه مورد فرآيند قرار مي گيرد به صورت پيوسته در دسترس نيست 2) واسط گرم كردن يا سرد كردن به طور پيوسته در دسترس نيست 3)نيازمنديهاي زمان واكنش يا زمان عملكرد متوقف شدن را ضروري مي سازد 4) مسائل اقتصادي مربوط به مورد فرآيند قرار دادن متناوب يك حجم وسيع، ذخيره يك جريان كوچك پيوسته را توجيه مي كند 5)تميز كردن و يا دوباره راه‌اندازي كردن يك بخش براي دورة كاري است و 6)عملكرد سادة بيشتر فرآيندهاي كلان سودمند و خوب است.

به منظور مطالعه كردن منظم و با قاعدة رايج ترين كابردهاي فرآيندهاي انتقال حرارت حالت ناپايدار و كلان ترجيح داده مي شود كه فرآيندها را به دسته هاي (aمايع (سيال) گرما دهنده يا خنك كننده و b) جامد خنك كننده يا گرم كننده تقسيم كنيم.

رايج ترين نمونه ها در ذيل آورده شده اند:

1)مايعات سرد كننده و گرم كننده

a) مايعات كلان           b)تقطير كلان

2)جامدات خنك كننده يا گرم كننده

a)دماي واسط ثابت     b)دماي متغير دوره اي c)دوباره توليد كننده ها(ژنراتورها)

d)مواد دانه اي در بسته ها

فهرست مطالب:

فصل اول

فرآیندهای حالت ناپایدار و انبوه

مقدمه

مایعات سرد كننده و گرم كننده

دمای مایع انبوه

مقدمه

حجم های تكان داده شده خنك ساز و گرم كن

حجم های تكان داده شدة خنك ساز یا گرم كنندة جریان متقابل

كویل در تانك یا محفظة پوشانده شده، واسطه خنك سازی ایزوترمال

كویل در تانك یا محفظة پوشانده شده، واسط گرم ساز غیر ازوترمال

كویل در تانك، واسط خنك ساز غیر ایزوترمال

مبدل حرارت خارجی، واسط گرم كنندة ایزوترمال

مبدل خارجی مایع تدریجاً اضافه شده به تانك، واسط خنك كنندة ایزوترمال

مبدل خارجی 2-1، گرم كردن

مبدل خارجی 2-1، مایع تدریجاً اضافه شده به تانك، خنك سازی

حجم های متلاطم خنك كردن و گرم كردن، جریان موازی- جریان متقاطع

خنك كردن و گرم كردن بدون تلاطم (تكان دادن)

مبدل جریان متقابل خارجی، واسط گرم كنندة ایزوترمال

مبدل جریان مقابل خارجی، واسط خنك كنندة ایزوترمال

مبدل جریان متقابل خارجی، واسط گرم كنندة غیر ایزوترمال

مبدل جریان مقابل خارجی، واسط خنك كنندة غیر ایزوترمال

مبدل 2-1 خارجی، خنك سازی و گرم كردن

مبدل خارجی 4/2 گرم كردن و سرد كردن

تقطیر كلان

دوباره گرم ساز و چگالنده

جامدات خنك كننده و گرم كننده

دمای میانی ثابت

مقدمه

مباحث ذیل مورد بحث هستند

تغییر ناگهانی دمای سطح (ضریب بی نهایت)

تغییرات به دلیل داشتن مقاومت تماسی

دیوار با ضخامت نامتناهی، گرم شده روی یك طرف

دیوار با ضخامت متناهی از یك طرف گرم شده

دیوار با ضخامت متناهی، گرم شده از هر دو طرف

دیوار با ضخامت متناهی كه به وسیلة یك سیال با مقاومت تماسی گرم شده است

شكلهای متناهی و نیمه متناهی گرم شده بوسیلة سیال با مقاومت تماسی

روش نیومن برای شكلهای رایج و تركیبی

تعیین تصویر برای توزیع دما- زمان

توزیع دما- زمان با مقاومت تماسی

دماهای متغیر به صورت متناوب

تغییر متناوب دمای سطح

پس سازها (رژنراتورها)

مقدمه

تغییرات دما در پس سازها

انتقال حرارت مواد دانه ای بسترها

فصل دوم

محاسبات كوره

مقدمه

بویلرهای بخارساز

كوره های پالایش نفت

عوامل انتقال حرارت تابشی

چاه حرارتی

منبع گرما

سطوح بسته

روشهای طراحی

روش لوبو و ایرانس

روش ویلسیون، لوبودهاتل

معادلة اورك- هادسن

روش ساده شدة والنبرگ

كاربردها

روش ویلسون، لوبو، و هاتل

راه حل

روش والنبرگ ساده شده

معادلة‌ اوروك ‎- هادسن

محاسبة كارایی به كمك معادلة اوروك ‎- هادسن

راه حل

كاربردهای گوناگون

محاسبة ضریب تابشی معادل

راه حل

محاسبة یك محفظة گرم شده

راه حل

بعضی جنبه‎های كاربردی از كوره‎های پالایش

فصل 3

كاربردهای اضافی

مقدمه

محفظه‎های عایق‎بندی شده

محفظه‎های بدون آشفتگی

محفظه‎های با آشفتگی مكانیكی

محاسبة محفظة پوسته‎دار

راه‎حل

كویل‎ها

مقدمه

ضرائب كناره‎های لوله

ضرائب بیرونی برای سیالات بدون آشفتگی مكانیكی

ضرائب بیرونی برای سیالاتی با هم‎زنی مكانیكی

ضرائب بیرونی با استفاده از لوله‎های عمودی

محاسبة كویل یك توربین

كویل با لولة غوطه‎ور در آب

مقدمه

اختلاف دما در كویل كولر غوطه‎ور در اب

ضرائب انتقال حرارت آبشخور

تعلیق‎ها و پودرها

محاسبة یك خنك‎كنندة جامد با كویل غوطه‎ور

راه حل

كولرهای شیپوری

مقدمه

اختلاف دما در كولرهای شیپوری

شكل زانویی برگشت

شكل مارپیچی

ضرائب پوستة بیرونی

محاسبة مربوط به یك كولر شیپوری ‎So2

راه حل

سیال داغ، سمت لوله، ‎Q2

سمت بیرونی سیال سرد

كولرهای اتمسفریك

مقدمه

محاسبة كولرهای اتمسفریك

اختلاف دما در یك كولر اتمسفریك

محاسبة یك كولر اتمسفریك با پوستة آب

راه‎حل

ضرائب كلی

ضریب كثیفی

چگالندة تبخیری

مبدلهای سرنیزه‎ای

مقدمه

اختلاف دما در مبدل سرنیزه‎ای

محاسبة اختلاف دمای واقعی

ضرائب انتقال حرارت مبدلهای سرنیزه‎ای

مبدلهای پوسته رو به پایین

مواد دانه‎دانه در لوله‎ها

محاسبة خنك كردن شن یا مقاومت قابل اغماض

حل

گرمایش با مقاومت الكتریكی

مقدمه

گرم‎كنندة غوطه‎وری

راه‎حل

حالت ناپایدار

تلفات

گرم‎كنندة باریك برای گرمایش هوا

راه‎حل

تلفات

گرم‎كنندة باریك پره‎دار

كاربردهای ضمیمه

گرمایش پلاستیك

راه‎حل

حالت ناپایدار

تلفات

حالت پایدار

فصل 4

كنترل دما و متغیرهای مرتبط در فرآیند

مقدمه

متغیرهای فرآیند

كنترل كننده‎های خودكار و عمل‎كننده با پیلوت

تأخیرها

مكانیزم كنترل اتوماتیك

كنترل جریان

علامتهای كنترل دما و تجهیزات

خنك‎كننده‎ها

مبدلها

گرم‎كننده‎ها

چگالنده‎های كلی

چگالنده‎های جزیی

پمپ ربویلرها

اوپراتورها (تبخیركننده‎ها) و ربویلرها با گردش آزاد

فرآیندهای ‎انبوه

تقطیر پیوسته

نتیجه