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2015化工工程師專業基礎知識輔導8

一、輻射傳熱干燥設備的適用范圍(化工機械與設備)
    輻射干燥機主要有遠紅外干燥機、高頻干燥機、超聲波干燥機等。各種電磁輻射源波長在太陽光譜到微波范圍內,太陽光輻射只能穿透物料的表面。根據太陽輻射的波長,物料只能夠吸收一部分入輻射。在粉粒包衣、片狀、膠膜等物料的干燥中常使用紅外線輻射。盡管大多數潮濕物料在50~60hz頻率的電流中是不良導體,但在高頻中阻抗會急劇下降。這種輻射可以用來加熱顆粒,減少對內部傳熱的阻力。吸收的能量由水分子來選擇,物料的干燥過程達到節能作用。但因這種干燥方式運行費用高,所以只有貴重物料才可采用。輻射傳熱干燥是依靠加熱板的熱輻射能量達到干燥物料的過程。這類裝置的關鍵是輻射能強的輻射加熱板和選擇物料容易吸收的波長。相當一段時期,都是用3μm以下的近紅外波段,但近年來,改為用有機物吸收能較高的遠紅外(大于4μm)陶瓷加熱板。遠紅外加熱表面吸收較好,所以作為涂膜的干燥效果較好。實驗表明,離表面1mm之內的物料可以吸收大部分遠紅外能,再厚就很難做到均勻傳熱。微波干燥近年來也得到了越來越多的應用,它是用微波作為電磁波直接進入導電體內,使物料中的極性分子和極性基團振動回轉,經分子間的內部摩擦,在內部產生熱量,達到干燥的目的。這是由電能轉變為熱能的過程,熱效率可達到60%~70%。純粹用微波干燥運轉成本很高,但在減速干燥期間,當水分很難用熱空氣干燥和傳導傳熱除去時,微波干燥可以作為輔助手段提高干燥速率。在冷凍干燥中,殘留的冰也可以用微波干燥法除去。
    (1)遠紅外干燥機。用電能產生的紅外線,就會產生從表面向內部吸收滲透的效果。因此干燥速率較高,熱效率也較高。但其性質與光相同,所以照射時不能留有陰影。
    (2)高頻干燥機。物料置于高頻高電壓的電場時就會隨著水分子運動在物料內部產生均勻摩擦熱。這種方法適用于厚板及導熱性能差的物料,主要用于木材加工業。
    (3)超聲波干燥機。以適當頻率的聲波撞擊物料,隨著激烈的分子運動使空穴作用得以充分發揮,加快了干燥速率,適用于不耐熱物料的干燥。

二、真空泵的定義及分類(化工機械與設備)
    凡是從設備中抽出氣體,使設備內部達到真空的機械稱為真空抽氣機或真空泵。
    從結構上真空泵大致可分為:往復式真空泵、回轉式真空泵和射流式真空泵等。
    1.往復式真空泵。往復式真空泵適用于抽送不含固體顆粒、無腐蝕性的氣體。這種真空泵的抽氣速率較大,真空度較高。故在化工廠中廣泛應用。但其結構復雜,維修量大。
    2.水環式真空泵。水環式真空泵是回轉真空泵的一種。
    3.射流式真空泵。射流式真空泵是利用一種壓力較高的工作流體來輸送另一種流體。
    射流式真空泵工作流體可分為高壓蒸汽、空氣或高壓水,射流式真空泵與所輸送的流體(液體或氣體)混合,共同排出。
    射流式真空泵的優點是:射流式真空泵結構簡單,工作可靠,便于操作,不需要任何原動機,在化工生產中常用以抽送有毒或腐蝕性氣體。
    水環式真空泵的工作原理是:水環式真空泵圓柱形泵缸內注入一定量的水,星形葉輪偏心地裝在泵缸內,當葉輪旋轉時,水受離心力作用被甩向四周而形成一個相對于葉輪為偏心的封閉水環。水環式真空泵中被抽吸的氣體沿吸氣管及接頭由吸氣孔進入水環與葉輪之間的空間,右邊月牙形部分,由于葉輪的旋轉,這個空間容積由小逐漸增大,因而產生真空抽吸氣體。水環式真空泵隨著葉輪的旋轉,氣體進入左邊月牙形部分。因葉輪是偏心旋轉的,此空間逐漸縮小,氣體逐漸受到壓縮升壓,氣與水便由排氣孔經接頭沿排氣管進入水箱中,自動分離后再由放氣管放出。水環式真空泵中廢棄的水和空氣一起被排到水箱里。
    水環式真空泵的特點是結構緊湊、工作平衡可靠和流量均勻,所以化工生產中多用來輸送或抽吸易燃、易爆和有腐蝕性的氣體。水環式真空泵由于葉輪攪拌液體,損失能量大,故其效率很低。

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