Penentuan saiz pam vakum dan kondenser untuk pengering vakum: panduan kejuruteraan praktikal

Tentukan saiz sistem vakum pengering vakum daripada tiga nombor: beban wap yang mesti dibuang (kg air atau pelarut sejam), tekanan mutlak yang mesti dikekalkan dan kadar kebocoran bekas. Kondenser membuang sebahagian besar wap dengan mengondensasikannya; pam membuang gas tak terkondensasi (kebocoran udara) dan sebarang wap yang tidak ditangkap kondenser. Pilih jenis pam mengikut pelarut, dan sentiasa tentukan saiz kondenser untuk tekanan wap pelarut pada suhu penyejuk yang ada.

Konteks ringkas: pengering hanya sebaik sistem vakumnya

Permukaan pemanas pengering vakum menentukan sepantas mana haba boleh masuk ke dalam produk. Sistem vakum menentukan sama ada wap boleh keluar. Jika wap tidak dapat keluar cukup pantas, tekanan dalam bekas naik, takat didih naik bersamanya dan pengeringan menjadi perlahan. Banyak pengering yang berprestasi rendah mempunyai permukaan pemanas yang baik tetapi sistem vakum yang terlalu kecil, atau kondenser yang penyejuknya terlalu suam.

Panduan ini menerangkan cara menentukan saiz sistem. Ia menyambung takat didih air dalam vakum, yang memberi hubungan tekanan dan suhu, serta peralatan pengeringan vakum: cara memilih mengikut bahan, yang merangkumi pemilihan pengering.

Susun atur sistem vakum

Sistem pengering vakum standard berjalan mengikut turutan ini:

1. 1.Bekas pengering: tempat penyejatan berlaku.
2. 2.Penapis habuk atau pemisah: melindungi talian dan pam daripada serbuk yang terbawa.
3. 3.Kondenser: menyejukkan wap supaya terkondensasi menjadi cecair.
4. 4.Penerima kondensat: mengumpul air atau pelarut untuk dilepaskan atau dipulihkan.
5. 5.Pam vakum: membuang gas tak terkondensasi dan wap baki.
6. 6.Pemecah vakum dan instrumen: tolok atau transmiter tekanan, dan injap untuk melepaskan vakum dengan selamat.

Kondenser sengaja diletakkan di antara bekas dan pam. Wap pada tekanan rendah menempati isi padu yang sangat besar, dan jauh lebih murah untuk mengondensasikannya daripada mengepamnya.

Langkah 1: kira beban wap

Beban wap ialah jisim cecair yang mesti meninggalkan produk setiap jam. Untuk pengering kelompok, ini ialah penyejatan setiap kelompok dibahagi masa pengeringan semasa fasa kadar malar, iaitu ketika beban memuncak.

Penyejatan setiap kelompok = jisim basah tolak jisim akhir, di mana jisim akhir = pepejal kering dibahagi (1 tolak pecahan lembapan sasaran).

Contohnya, 600 kg pes dengan 55 peratus lembapan yang dikeringkan hingga 5 peratus meninggalkan 270 kg pepejal kering, jisim akhir kira-kira 284 kg dan 316 kg air untuk disejat. Jika fasa kadar malar berlangsung 3 jam, beban wap puncak kira-kira 105 kg/jam.

Beban puncak, bukan purata, yang menentukan saiz kondenser. Pam ditentukan oleh beban tak terkondensasi campur wap baki.

Langkah 2: tentukan tekanan operasi

Tetapkan tekanan mutlak daripada suhu produk maksimum, menggunakan jadual takat didih. Jika produk boleh mencapai 60 °C, tekanan mutlak sekitar 20 kPa ialah sasaran yang munasabah. Ingat bahawa spesifikasi ialah tekanan mutlak; bacaan tolok bergantung pada tekanan atmosfera tempatan.

Semakin rendah tekanan, semakin besar isi padu wap dan semakin mencabar kondenser dan pam. Pilih vakum paling sedikit yang melindungi produk, bukan vakum paling dalam yang ada.

Langkah 3: tentukan saiz kondenser

Kondenser membuang haba. Kapasitinya ialah beban wap didarab haba pendam pengewapan, iaitu kira-kira 2,350 kJ/kg untuk air pada 60 °C (kira-kira 0.65 kW setiap kg/jam).

Menggunakan contoh sebelum ini, 105 kg/jam wap air memerlukan kira-kira 105 x 2,350 / 3,600 = kira-kira 69 kW kapasiti kondenser.

Kemudian semak tiga perkara:

• Suhu penyejuk. Wap terkondensasi pada suhu tepunya untuk tekanan bekas. Pada 20 kPa, itu kira-kira 60 °C untuk air, jadi air penyejuk pada 25 hingga 30 °C memberi perbezaan suhu yang selesa. Pada 5 kPa, wap air tepu pada kira-kira 33 °C, jadi air penyejuk pada 30 °C hampir tidak dapat mengondensasikannya dan anda memerlukan air sejuk (chilled water).
• Luas pemindahan haba. Luas = kapasiti / (U x perbezaan suhu purata logaritma). Pembekal kondenser menggunakan nilai U mereka sendiri, yang bergantung pada kehadiran gas tak terkondensasi, jadi minta mereka menentukan saiz daripada kapasiti, tekanan dan suhu penyejuk anda.
• Kejatuhan tekanan. Talian dari bekas ke kondenser mesti pendek dan berdiameter besar. Pada tekanan rendah, kejatuhan tekanan kecil menyebabkan kehilangan besar tahap vakum pada produk.

Untuk pelarut, gunakan haba pendam dan lengkung ketepuan pelarut sebagai ganti air. Pelarut bertakat didih lebih rendah mungkin memerlukan kondenser disejukkan, atau perangkap sejuk kedua, supaya tidak sampai ke pam.

Langkah 4: tentukan saiz pam vakum

Pam mempunyai dua tugas:

1. 1.Membuang gas tak terkondensasi. Ini datang daripada udara yang bocor ke dalam bekas dan gas yang dibebaskan produk.
2. 2.Membuang wap yang tidak ditangkap kondenser. Ini bergantung pada betapa sejuknya kondenser berbanding suhu tepu wap.

Untuk penentuan saiz, pendekatan biasa ialah mengira kadar kebocoran dan menambah margin. Kadar kebocoran bergantung pada bekas, seal aci dan bilangan bebibir serta injap. Cara biasa mengukur kebocoran ialah ujian kenaikan tekanan: asingkan bekas pada tekanan kerja dan ukur sepantas mana tekanan naik. Sistem yang dibina baik dan bersih mempunyai kebocoran rendah.

Minta pembekal bersetuju dengan had kenaikan tekanan dan uji semasa pentauliahan. Jika kenaikan yang diukur jauh lebih tinggi daripada yang dipersetujui, cari kebocoran sebelum menyalahkan pam.

Kapasiti pam dinyatakan sebagai kadar alir isi padu pada tekanan sedutan tertentu. Pam kehilangan kapasiti pada tekanan sedutan rendah, jadi gunakan lengkung kapasiti pada tekanan operasi anda, bukan angka katalog.

Perbandingan jenis pam

Pilih pam pertama daripada pelarut, kedua daripada tahap vakum dan ketiga daripada kos.

Contoh yang diselesaikan

Angka adalah ilustrasi, bukan data pelanggan.

Pes pigmen dikeringkan dalam pengering vakum berisi padu kerja 1,200 L. Jisim basah 600 kg dengan 55 peratus lembapan, sasaran 5 peratus, tekanan mutlak 15 kPa (air mendidih pada kira-kira 54 °C), beban wap puncak 105 kg/jam.

1. 1.Kapasiti kondenser: kira-kira 69 kW. Pada 15 kPa, wap air terkondensasi pada kira-kira 54 °C. Air penyejuk masuk pada 30 °C dan keluar pada kira-kira 38 °C memberi perbezaan suhu purata logaritma hampir 20 °C. Dengan pekali pemindahan haba keseluruhan yang diandaikan 500 W/m²K untuk kondenser yang membawa sedikit gas tak terkondensasi, luas = 69,000 / (500 x 20) = kira-kira 6.9 m². Pembekal akan membundar ke atas dan menambah margin.
2. 2.Isi padu wap jika semuanya pergi ke pam: pada 15 kPa, satu kg wap air kira-kira 10 m³, jadi 105 kg/jam akan menjadi kira-kira 1,050 m³/jam. Itu jauh terlalu besar untuk pam, dan itulah sebabnya kondenser penting.
3. 3.Pam: dengan kondenser yang saiznya tepat, pam mengendalikan kebocoran dan sebahagian kecil wap baki. Pam dengan beberapa puluh m³/jam pada tekanan sedutan 15 kPa lazim untuk skala ini, dan pembekal harus mengesahkannya menggunakan lengkung kapasitinya. Untuk perkhidmatan bersih tanpa pelarut, pam cincin cecair ialah pilihan biasa.

Angka-angka ini hanya untuk ilustrasi. Pam dan kondenser mesti ditentukan saiznya oleh pembekal daripada beban wap, tekanan, penyejuk dan pelarut sebenar.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

1. 1.Menentukan saiz pam untuk beban wap. Kondenser harus mengendalikan wap. Pam mengendalikan yang selebihnya.
2. 2.Menyebut kapasiti pam pada tekanan atmosfera. Kapasiti jatuh pada tekanan sedutan rendah.
3. 3.Mengabaikan suhu penyejuk. Penyejuk suam boleh menjadikan kondenser tidak berguna pada vakum dalam.
4. 4.Talian wap panjang dan sempit. Kejatuhan tekanan pada bekas lebih tinggi daripada yang ditunjukkan tolok pada pam.
5. 5.Mengabaikan kebocoran. Kebocoran menghadkan vakum yang boleh dicapai. Uji kenaikan tekanan semasa pentauliahan.
6. 6.Menggunakan pam yang salah untuk pelarut. Pam berpengedap minyak boleh tercemar, dan pelarut mudah terbakar memerlukan peralatan kalis letupan.

Apa yang perlu dihantar bersama permintaan sebut harga

• Produk, pelarut dan jumlah yang disejat setiap kelompok atau sejam
• Kadar penyejatan puncak jika diketahui
• Tekanan mutlak sasaran atau suhu produk maksimum
• Suhu air penyejuk atau air sejuk yang ada
• Sama ada pemulihan pelarut diperlukan
• Pengelasan kawasan berbahaya, jika ada

Dibekalkan sebagai talian lengkap

SINOTHERMO boleh membekalkan pengering sebagai talian lengkap: pengering itu sendiri ditambah pam vakum, kondenser, penerima kondensat, penapis habuk, unit pemanas atau penyejuk, paip dan kawalan, dipadankan dengan beban wap dan tahap vakum anda. Menentukan saiz keseluruhan sistem bersama mengelakkan masalah lazim pengering yang baik dipasangkan dengan pam yang terlalu kecil atau kondenser yang terlalu suam. Hantarkan produk dan tugas anda kepada kami dan kami akan menentukan saiz talian untuk anda.

Uji sebelum menetapkan spesifikasi

Ujian perintis mengukur kadar penyejatan, pembentukan buih dan beban wap sebenar pada produk anda, yang menjadi input untuk menentukan saiz sistem vakum. Minta ujian perintis dan keputusan adalah milik anda serta boleh digunakan dengan mana-mana pembekal. SINOTHERMO membuat dan menjual peralatan dan tidak menawarkan pengeringan kontrak. Untuk sisi pengering, lihat teknologi pengeringan konduksi dan halaman teknologi pengeringan vakum.

Soalan lazim

Bagaimana saya menentukan saiz pam vakum untuk pengering vakum?

Kira beban tak terkondensasi daripada kebocoran bekas dan pelepasan gas produk, tambah wap baki yang tidak terkondensasi, kemudian pilih pam yang memberi kapasiti itu pada tekanan sedutan operasi anda, dengan margin.

Adakah saya memerlukan kondenser pada pengering vakum?

Hampir dalam semua kes, ya. Kondenser membuang sebahagian besar wap sebagai cecair, melindungi pam dan membolehkan pemulihan pelarut.

Pam vakum mana yang terbaik untuk pengering vakum?

Bergantung pada pelarut dan tahap vakum. Pam cincin cecair sesuai untuk perkhidmatan basah berasaskan air. Pam skru kering sesuai untuk pelarut dan perkhidmatan bersih. Pam bilah berpengedap minyak sesuai untuk perkhidmatan kering dan bersih di belakang kondenser yang baik.

Tahap vakum apa yang saya perlukan?

Gunakan vakum terendah yang mengekalkan produk di bawah suhu maksimumnya. Jadual takat didih memberi tekanan untuk suhu sasaran.

Suhu penyejukan apa yang diperlukan kondenser?

Lebih sejuk daripada suhu tepu wap pada tekanan bekas, dengan margin. Wap air pada 5 kPa tepu pada kira-kira 33 °C, jadi vakum dalam memerlukan air sejuk.

Bagaimana saya menyemak kebocoran?

Asingkan bekas pada vakum kerja dan ukur sepantas mana tekanan naik. Kadar kenaikan yang tinggi menunjukkan kebocoran.

Adakah SINOTHERMO menawarkan pengeringan kontrak?

Tidak. SINOTHERMO membuat dan menjual peralatan pengeringan serta menawarkan ujian perintis berbayar.