⑴ 溫控系統的控制原理
溫度控制原理
1、溫度控制模式有機械式的和電子式的
機械式的採用兩層熱膨脹系數不同金屬壓在一起,溫度改變時,他的彎曲度會發生改變,當彎曲到某個程度時,接通(或斷開)迴路,使得製冷(或加熱)設備工作。
電子式的通過熱電偶、鉑電阻等溫度感測裝置,把溫度信號變換成電信號,通過單片機、PLC等電路控制繼電器使得加熱(或製冷)設備工作(或停止)。還有水銀溫度計型的,溫度到就會有觸點和水銀接通
2、以溫控器製造原理來分,溫控器分為:
a、液漲式溫控器:
是當被控制對象的溫度發生變化時使溫控器感溫部內的物質(一般是液體)產生相應的熱脹冷縮的物理現象(體積變化),與感溫部連通一起的膜盒產生膨脹或收縮。以杠桿原理,帶動開關通斷動作,達到恆溫目的液脹式溫控器具有控溫准確,穩定可靠,開停溫差小,控制溫控調節范圍大,過載電流大等性能特點。液漲式溫控器主要用於家電行業,電熱設備,製冷行業等溫度控制場合用。
b、突跳式溫控器:
各種突跳式溫控器的型號統稱KSD,常見的如KSD301,KSD302等,該溫控器是雙金屬片溫控器的新型產品,主要作為各種電熱產品具過熱保護時,通常與熱熔斷器串接使用,突跳式溫控器作為一級保護。熱熔斷器則在突跳式溫控器失婁或失效導致電熱元件超溫時,作為二級保護自,有效地防止燒壞電熱元件以及由此而引起的火災事故。
壓力式溫控器,改溫控器通過密閉的內充感溫工質的溫包和毛細管,把被控溫度的變化轉變為空間壓力或容積的變化,達到溫度設定值時,通過彈性元件和快速瞬動機構,自動關閉觸頭,以達到自動控制溫度的目的。它由感溫部、溫度設定主體部、執行開閉的微動開關或自動風門等三部分組成。壓力式溫控器適用於製冷器具(如電冰箱冰櫃等)和制熱器等場合。
電子式溫控器,電子式溫度控制器(電阻式)是採用電阻感溫的方法來測量的,一般採用白金絲、銅絲、鎢絲以及熱敏電阻等作為測溫電阻,這些電阻各有其優確點。一般家用空調大都使用熱敏電阻式。
溫度控制系統的組成
溫度控制系統由測量裝置、被控對象、調節器和執行機構等部分構成。
測量裝置是溫度控制系統的重要部件,包括溫度感測器和相應的輔助部分,如放大、變換電路等。測量裝置的精度直接影響溫度控制系統的精度,因此在高精度溫度控制系統中必須採用高精度的溫度測量裝置。溫度控制系統的執行機構大多採用可控熱交換器。
被控對象是一個裝置或一個過程,它的溫度是被控制量。測量裝置對被控溫度進行測量,並將測量值與給定值比較,若存在偏差便由調節器對偏差信號進行處理,再輸送給執行機構來增加或減少供給被控對象的熱量,使被控溫度調節到整定值。
根據調節器送來的校正後的偏差信號,調節流入熱交換器的熱載體(液體或氣體)的流量,來改變供給(或吸收)被控對象的熱量,以達到調節溫度的目的。在一些簡單的溫度控制系統中,也常採用電加熱器作為執行機構,對被控對象直接加熱。通過調節電壓(或電流)的大小可改變供出的熱量。
不同的應用部門對溫度控制系統品質有不同的要求,並選用不同類型的調節器。如果精度要求不高,可採用兩位調節器,一般情況下多採用PID調節器。高精度溫度控制系統則常採用串級控制。串級控制系統由主迴路和副迴路兩個迴路構成,具有控制精度高、抗干擾能力強、響應快、動態偏差小等優點,常用於干擾強,且溫度要求精確的生產過程,如化工生產中反應器的溫度控制。
嚴格說,多數溫度控制系統中被控對象在進行熱交換時的溫度變化過程,既是一個時間過程,也是沿空間的一個傳播過程,需要用偏微分方程來描述各點溫度變化的規律。因此溫度控制系統本質上是一個分布參數系統。分布參數系統的分析和設計理論還很不成熟,而且往往過於復雜而難於在工程實際問題中應用。解決的途徑有二:一是把溫度控制系統作為時滯系統來考慮。時滯較大時採用時滯補償調節,以保證系統的穩定性。具有時滯是多數溫度控制系統的特點之一。另一途徑是採用分散控制方式,把分布參數的被控過程在空間上分段化,每一段過程可作為集中參數系統來控制,構成空間上分布的多站控制系統。採用分散控制常可獲得較好的控制精度。
⑵ 分子蒸餾技術及其在中葯生產中的應用
分子蒸餾技術,作為對高沸點、熱敏性物料進行有效分離的手段,自上世紀30年代出現以來,得到了世界各國的重視。至上世紀60年代,為適應濃縮魚肝油中維生素A的需要,分子蒸餾技術得到了規模化的工業應用。當時,日、英、美、德、俄羅斯相繼設計製造了多套蒸餾裝置,用於濃縮天然維生素A,但由於各種原因,應用面太窄,導致發展速度緩慢。此後,隨著人們對項新的液-液分離技術的逐漸重視,對分離裝置不斷改進、完善,不斷探索、擴展新的應用領域,特別是自上世紀80年代末以來,隨著人們對天然物質的青睞,回歸自然潮流的興起,推動了分子蒸餾技術的迅猛發展。
一、原理
傳統意義上的蒸餾是將液體加熱後,根據其中不同成分的沸點不同,來進行分離提純的一種技術。但分子蒸餾的原理與此完全不同,它的核心概念是分子運動自由程,因此在遠低於液體沸點的情況下即可進行,更適用於高沸點和熱敏性物質的分離。
那麼什麼是分子運動自由程呢?在這里,我們首先需要了解幾概念。
1.分子碰撞:眾所周知,分子與分子之間存在著相互作用力。當兩個分子離得較遠時,分子之間的作用力表現為吸引力;但當兩分子接近到一定程度後,分子之間的作用力就會變為排斥力,且這種排斥力隨其接近程度的增加而迅速增加。當兩分子接近到一定程度,排斥力的作用就會使兩分子分開,這種由接近而至排拍態蔽斥分離的過程就是分子的碰撞過程。
2.氣體分子運動自由程:由於分子間作用力的存在,因此分子總是處於不停的運動變化中,從排斥到吸引,甚至碰撞,它們之間的距離也在不停地變化著。而所謂的氣體分子平均自由程,就是指氣體分子在兩次連續碰撞之間所走路程的平均值。襲州
弄清了這兩個概念,什麼是分子蒸餾這個問題就可以迎刃而解了。分子蒸餾就是在高真空狀態下,使蒸發面(加熱面)和冷凝面的間距小於或等於輕組分物料的蒸氣分子的平均自由程,即使蒸發面逸閉消出的分子可以毫無阻礙地奔射並凝集到冷凝面上。
具體一點講,根據分子運動理論,液體混合物的分子受熱後運動會加劇,當分子獲得足夠能量時,就會從液面逸出而成為氣相分子。隨著液面上方氣相分子的增加,有一部分氣體就會返回液體。在外界條件保持恆定的情況下,最終會達到分子運動的動態平衡,從宏觀上看,液體系統達到了平衡。
在一定溫度下,壓力越低,氣體分子的平均自由程越大。但由於不同分子的分子量不同,導致輕分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小。此時若在離液面小於輕分子的平均自由程而大於重分子的平均自由程處設置一捕集器,使得輕分子不斷被捕集,從而破壞了輕分子的動態平衡而使混合液中的輕分子不斷逸出,而重分子因達不到捕集器很快趨於動態平衡,不再從混合液中逸出,這樣,便達到了混合物分離的目的。
分子蒸餾裝置就是通過降低蒸發空間的壓力(10-2~10-4mmHg),使冷凝表面靠近蒸發表面,當其間的垂直距離小於輕氣體分子的平均自由程而大於重分子的平均自由程時,從蒸發表面氣化的輕氣體分子,就可以不與其他分子碰撞,直接到達冷凝表面而冷凝。
下面是分子蒸餾的四個步驟。
1.分子從液相主體向蒸發面擴散;
2.分子從蒸發面(加熱面)上自由蒸發;
3.分子從蒸發面向冷凝面飛射,在飛射過程中,可能與殘存的空氣分子碰撞,也可能相互碰撞。但只要有合適的真空度,使蒸發分子的平均自由程大於或等於兩面(蒸發面與冷凝面)之間的距離即可,過高提高真空度毫無意義;
4.分子在冷凝面上冷凝,冷凝面形狀合理且光滑,從而完成對該物質分子的分離提取。
二、分子蒸餾的特點
1.分子蒸餾的操作溫度遠低於物料的沸點:分子蒸餾過程中,混合物的分離是由於不同種類的分子逸出液面的平均自由程不同來實現的,並不需要沸騰,所以分子蒸餾是在遠低於沸點的溫度下進行操作的。這點與常規蒸餾有本質的區別。
2.蒸餾壓強低:分子蒸餾能在很低的壓強下進行操作,一般為10-1Pa數量級。
3.受熱時間短:分子蒸餾裝置要求受加熱的液面與冷凝面間的距離小於或等於輕分子的平均自由程,使由液面逸出的輕分子,幾乎未經碰撞就到達冷凝面,所以受熱時間很短。與真空蒸餾相比,在真空蒸餾條件下需受熱1小時分離的物質,分子蒸餾僅需十幾秒。
三、分子蒸餾在中葯提取過程中的優勢
1.由於分子蒸餾真空度高,操作溫度低和受熱時間短,能較好地保護中葯有效成分,尤其對於高沸點和熱敏性及易氧化物料的分離,有常規方法不可比擬的優點。
2.能效地去除液體中的低分子物質,如:有機溶劑、臭味等,並有利於脫色,因此能有效改善中葯成品的色澤,保持終產品的純天然、無污染。
3. 分離能力強,可分離出常規蒸餾不易分開的物質,且分離後有效成分高度富集,可提高葯物質量。
分子蒸餾技術已被列入《當前國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術目錄(2000年修訂)》,並在現代中葯產業中得到了逐步的推廣和應用,且與超臨界流體萃取技術相提並論。
⑶ 求實驗室減壓蒸餾裝置圖
實驗室減壓蒸餾裝置圖如下圖所示:
實驗原理
1.減壓蒸餾適用對象
在常壓蒸餾時回未達沸點即已答受熱分解、氧化或聚合的物質
2、減壓下的沸點
(1)通常液體的沸點是指其表面的蒸氣壓等於外界大氣壓時的溫度;
(2)液體沸騰時溫度是與外界的壓力相關的,即外界壓力降低沸點也降低;
(3)利用外界壓力和液體沸點之間的關系,將液體置於一可減壓的裝置中,隨體系壓力的減小,液體沸騰的溫度即可降低,這種在較低壓力下進行蒸餾的操作被稱為減壓蒸餾。
注意事項
1.真空油泵的好壞決定於其機械結構和真空泵油的質量,如果是蒸餾揮發性較大的有機溶劑,其蒸氣被油吸收後,會增加油的蒸氣壓,影響泵的抽真空效果;如果是酸性的蒸氣,還會腐蝕泵的機件;
另外,由於水蒸氣凝結後會與油形成濃稠的乳濁液,破壞了油泵的正常工作。因此,在真空油泵的使用中,應安裝必要的保護裝置。
2.測壓計的作用是指示減壓蒸餾系統內部的壓力,通常採用水銀測壓計,一般可分為封閉式和開口式兩種。使用時必須注意勿使水或臟物侵入測壓計內。水銀柱中也不得有小氣泡存在。否則,將影響測定壓力的准確性。
⑷ 詳細介紹多效蒸餾器的工作原理及操作使用方法
太陽能海抄水蒸餾器 主題詞或關鍵詞: 太陽能 能源科學 蒸餾器 內容第二次世界大戰中,美國國防部製造了許多軍用海水淡化急救裝置,供飛行員和船員落水後取水用,這種裝置實際上是一種簡易的太陽能蒸餾容器。
對於微小的壓力降就會引起蒸汽的流動。在1mbar下運行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離,基於這個原理製作的蒸餾器稱為短程蒸餾器。短程蒸餾器(分子蒸餾)有一個內置冷凝器在加熱面的對面,並使操作壓力降到0.001mbar。
⑸ 釀酒設備的設計原理及圖紙
釀酒設備的設計原理:
釀酒這個操作的過程稱之為蒸餾。白酒釀造採用固態發酵,加入一定數量的稻殼、高粱皮、谷糠等作為疏鬆劑。
原料和疏鬆劑經蒸煮冷卻後,拌入糖化用的曲子或酵母,放在窖內或缸內發酵,發酵後再拌入原料和疏鬆劑,進行蒸餾。蒸餾出酒,並對新料起到蒸煮作用。
酒糟丟掉一部分再次配料、發酵、蒸餾和蒸煮,如此循環往復,蒸餾出的酒在酒窖中陳釀,裝瓶前再進行勾兌。
釀酒設備的設計圖紙:
(5)分子蒸餾設備系統圖擴展閱讀
生產原理:
在釀酒過程中,澱粉吸水膨脹,加熱糊化,形成結構疏鬆的澱粉,在澱粉酶的作用下分解為低分子的單糖。單糖在脫羧酶、脫氫酶的催化下分解,逐漸分解形成二氧化碳和酒精。以澱粉為原料釀酒,需經過兩個主要過程,一是澱粉糖化過程,二是酒精發酵過程。
1、澱粉的糖化澱粉在催化劑澱粉酶的作用下水解為單糖。澱粉酶來源於酒麴中的微生物反應過程。
2、酒精發酵澱粉在澱粉酶作用下轉化為葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下轉化為酒精,酒化酶是由酵母菌分泌出來的。多數酒麴中也含酵母菌(除麩曲)。
這個反應式是法國化學家蓋·呂薩克在1810年首先提出來的。後來科學家們又研究測得每1009葡萄糖理論上可以產生51.149的酒精(實際的產量比理論上低)。
1857年,法國另一名化學家路易斯·帕斯特(LouisPasteur)發現酒精發酵是在沒有氧氣的條件下進行的。為此,他作出了「發酵是沒有空氣的生命活動」的著名論斷。
釀造酒是最自然的造酒方式,主要釀酒原料是穀物和水果,其最大特點是原汁原味,酒精含量低,屬於低度酒,對人體的刺激性小。
例如用穀物釀造的啤酒一般酒精含量為3%~8%,果類的葡萄酒酒精含量為8%~14%。釀造酒中含有豐富的營養成分,適量飲用有益於身體健康。
⑹ 分子蒸餾設備的基本簡介
分子蒸餾亦稱短程蒸餾,它是一項較新的尚未廣泛應用於工業化生產的液回-液分離技術,其應用能解決答大量常規蒸餾技術所不能解決的問題。
一套完整的分子蒸餾設備主要包括:分子蒸發器、脫氣系統、進料系統、加熱系統、冷卻真空系統和控制系統。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發器,其種類主要有3種:(1)降膜式:為早期形式,結構簡單,但由於液膜厚,效率差,當今世界各國很少採用;(2)刮膜式:形成的液膜薄,分離效率高,但較降膜式結構復雜;(3)離心式:離心力成膜,膜薄,蒸發效率高,但結構復雜,真空密封較難,設備的製造成本高。為提高分離效率,往往需要採用多級串聯使用而實現不同物質的多級分離。