文档介绍：过程装备与控制工程
毕业设计开题报告题目：牛奶干燥系统（喷雾干燥段设计）一；概述
喷雾干燥的原理
喷雾干燥是将溶液、浆液或悬浮液在热风中喷雾成细小液滴，液滴在下降过程中，水分被迅速汽化而达到干燥目的，从而获得粉末或颗粒状的产品拌易固化，也不能用泵抽送，因而采用高位槽的办法。浓缩的牛奶由高位槽流经过滤器A或B,虑去凝结块和其他杂质，并从干燥器顶部由喷嘴喷下。有鼓风机将一部分空气送至换热器，用蒸汽进行加热，并将与来自鼓风机的另一部分空气混合，经风管送往干燥器，由下而上吹，以便蒸发掉乳液中的水分，使之成为粉状物，并随湿空气一起由底部送出进行分离。生产工艺对干燥后的产品质量要求很高，水分含量不能波动太大，因而需要对干燥的温度进行严格控制。

被控参数与控制参数的选择
1）被控参数的选择
根据生产工艺，水分含量与干燥温度密切相关。考虑到一般情况下的测量水分的仪表精度较低，故选用间接参数，即干燥的温度为被控参数，水分与温度一一对应，将温度控制在一定数值上。
2）控制参数的选择
经过对装置的分析，可知影响干燥器温度的因素有乳液流量/.W，旁路空气流量 E ,和加热蒸汽流量方⑴。选其中任意变量都可作为控制参数，均可构成温度控制系统。但并不是每个变量都是最优的选择，为此我根据调节阀1, 2, 3的位置分别画出了其各自的系统框图，对其进行近一步的分析一边选取最优的方案。
首先对图1-1进行分析可知，乳液直接进入干燥器，控制通道的滞后最小，对被控温度的校正作用最灵敏，而且干扰进入系统的位置远离被控量，所以将乳液流量作为控制参数应该是最佳的控制方案; 但是，由于乳液流量是生产负荷，工艺要求必须稳定，若作为控制参数则很难满足工艺要求。所以，将乳液流量作为控制参数的控制方案应尽可能避免。
对图1-2进行分析可知，旁路空气量与热风量混合，经风管进入干燥器，它与图1-1控制方案相比，控制通道存在一定的纯滞后，对干燥温度校正作用的灵敏度虽然差一些,但可通过缩短传输管道的长度而减小纯滞后时间。
按照图1-3所示的控制方案分析可知，蒸汽需经过换热器的热交换，才能改变空气温度。由于换热器的时间常数较大，而且该方案的控制通道既存在容量滞后又存在纯滞后，因而对干燥温度校正作用的灵敏度最差。
根据以上分析可知，选择旁路空气量作为控制参数的方案比较适宜。

1仪表的选择
根据生产工艺要求，此次设计选用DDZ-III型仪表，具体选择如下:
1）测温元件及变送器的选择
因被控温度在600C以下，热电阻的线性特性要优于热电偶，而且无需进行冷端温度补偿，使用更加方便，故选用热电阻温度计。由于热电阻的三线制接法可利用电桥平衡原理较好地消除导线电阻的影响，所以选用三线制接法。并配用温度变送器。
2）调节阀的选择
根据生产工艺安全的原则，适宜选用气关式调节阀；根据过程特性与控制要求，宜选用对数流量特性的调节阀。
调节阀的尺寸选择
调节阀的尺寸通常用公称直径Dg和阀座直径dg表示，它们的确定是合理应用执行器的前提条件。确定调节阀尺寸的主要依据是流通能力，它定义为调节阀全开、、流体重度为 Ig/cn?时，每小时通过阀门的流体流量（n?或kg）0可见流通能力直接代表了调节阀的容量。由流体力学理论可知，当流体为不可压缩时，通过调节阀的体积流量为：
[2g
Qv =。4）寸"31 2）
式中，a为流量系数，它取决于调节阀的结构形状和流体流动状况, 可从有关手册查阅或由实验确定；A。为调节阀接管截面积；g为重力加速度；下为流体重度。
依据流通能力的定义，则有
C — ckAq』2g
流通能力C与调节阀的结构参数有确定的对应关系。这就是确定调
节阀尺寸的理论依据
可得流通能力与流体重度、阀前后压差和介质流量三者的定量关系,
C = g ： (3-35)
调节阀尺寸的确定过程为根据通过调节阀的最大流量qmax, r流体重度，以及调节阀的前后压差小，求得最大的流通能力。时，然后选取大于Umax的最低级别的C值，即可依据表3-2确定出Dg和dg 的大小。
表3-2调节阀流通能力C与其尺寸的关系
公称直径Dg(皿1)
3/4in
2C
25
32
40
50
65
阀门直径cg(mm)
2
4
5
6
7
S
10
12
15
20
25
32
40
50
65
■流通能力C
单座阀

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050