Эксплуатационные требования
а) Соответствие аппарата целевому назначению. Это требование заключается в создании условий, оптимальных для проведения процесса, и обусловленных типом процесса, агрегатным состоянием обрабатываемых сред, их химическим составом и физическими свойствами. Аппарату должна быть придана форма, обеспечивающая необходимые технологические условия протекания процесса (давление, температура, скорость движения потока; создание необходимого контакта фаз и др.).
Например, требуется подогреть и перемешать вязкий раствор, содержащий взвешенные частицы термонеустойчивого вещества (кристаллы сахара в растворе). Для этой цели могут быть применены два аппарата, изображенные на рисунке 1.
а б
Рисунок 1 – Схема мешалок:
а– не удовлетворяющей технологическим требованиям;
в– удовлетворяющей технологическим требованиям
В аппарате, изображенном на рисунке 1а, неизбежно осаждение осадка на дне и в углах. В этих местах будет происходить пригорание и разрушение продукта. Следовательно, форма этого аппарата не создает необходимых для протекания процесса условий. В большей степени удовлетворяет целевому назначению аппарат, изображенный на рисунке 2б. Аппарат имеет сферическое днище, сопряженное с цилиндрическим корпусом, и мешалку якорного типа. Все это предотвращает образование осадка и его пригорание на стенках днища. Из приведенного примера видно, что при конструировании аппарата необходимо знать и учитывать свойства обрабатываемой системы. Пренебрежение технологическими требованиями ведет к порче продукта.
б) Высокая интенсивность работы аппарата. Одной из основных характеристик аппарата является его производительность – количество сырья, перерабатываемого в аппаратах за единицу времени, или количество готового продукта, выдаваемого аппаратом за единицу времени. Интенсивность работы аппарата – это его производительность, отнесенная к какой-либо основной единице, характеризующей данный аппарат. Так, интенсивность работы сушилки выражается количеством удаленной из материала за 1 ч воды, отнесенным к 1 м3 объема сушилки; интенсивность работы выпарных аппаратов – количеством выпариваемой за 1 ч воды, отнесенным к 1 м2 поверхности нагрева.
Очевидно, что для достижения высокой производительности при малых габаритных размерах аппаратов интенсификация процесса является основной задачей производства. Пути её достижения различны для разных типов аппаратов. Однако можно установить некоторые общие методы повышения интенсивности работы аппаратов, не зависящие от их устройства. Интенсификация достигается, например, путем замены периодических процессов непрерывными процессами, которые позволяют исключить затраты времени на вспомогательные операции и автоматизировать процесс. В ряде случаев интенсивность работы аппарата может быть повышена увеличением скоростей движения рабочих органов и перемещаемых сред.
в) Коррозионная стойкость материала. Материал, из которого изготовлен аппарат, должен быть устойчивым при воздействии на него обрабатываемых сред. В свою очередь, продукты взаимодействия среды и материала не должны обладать вредными свойствами в том случае, если продукт используется для питания.
г) Малый расход энергии. Энергоемкость аппарата характеризуется расходом энергии на единицу перерабатываемого сырья или выпускаемой продукции. При всех прочих равных условиях аппарат тем совершеннее, чем меньше его энергоемкость.
д) Доступность для осмотра, чистки и ремонта. Для правильной эксплуатации аппарата его подвергают систематическим осмотрам, чистке и текущему ремонту. Конструкция аппарата должна обеспечивать возможность производить эти операции без длительных остановок.
е) Надежность. Надежность аппарата и машины — способность выполнять заданные функции, сохранять свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени.
Надежность аппарата обусловливается его безотказностью, ремонтопригодностью, долговечностью.