[理学]制药工程设备第2章.ppt

第2章 制药反应工程基础与设备 （四）串联釜式反应器的计算 假定每个釜均为全混釜，每个釜均进行一级不可逆反应。参考下图，对任意第p釜： 2.1.3.6 串联釜式反应器各釜的最佳反应体积比 此处以两釜串联（单一反应）为例说明釜式反应器各釜的最佳反应体积比。 式（2-70）的物理意义是当矩形ABMC的对角线的斜率等于M点的斜率时，则M点所对应的横坐标xA1即为使Vr最小的最优中间转化率。 对一级不可逆反应： 对于一级反应，选择两个体积相同的釜串联，可使总反应体积最小。若多釜串联，则选择各釜的体积相同，可使总Vr最小。 对于α级反应，为了使总反应体积最小： α1,小釜在前，大釜在后； α=1,各釜体积相等 0α1，大釜在前，小釜在后； α0,单釜操作优于多釜操作，串联已成多此一举。 2.1.3.7搅拌器功率 本节留为同学们自学。关于搅拌器功率计算在化工原理（上册）（陈敏恒，化学工业出版社）第P141-P150亦有过详细的讲解。） 问题：1.影响搅拌器功率的因素有哪些？ 2.量纲分析法的特点？ 3.如何实现全挡板条件？ 4.计算搅拌功率的方法？ 常用设备材料 金属材料、非金属材料 GMP对设备及管路材质要求 ?1）：凡是水、气管路、过滤器、喷嘴等都应采用优质奥氏体不锈钢。 ?2）：选用其它材料必须耐腐蚀、不生锈 材料性能：力学性能、物理性能、化学性能和加工性能 2.1材料性能 力学性能：指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力。强度、硬度、弹性、塑性、韧性等 强度：材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力。分为静强度、冲击强度、疲劳强度(疲劳破坏突然发生，危险性大) 屈服强度σs：材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力。 抗拉强度σb：材料抵抗外力而不致断裂的最大应力。 屈强比：应适当。屈强比过大，安全可靠性低；屈强比过小，材料利用率低。 蠕变、疲劳破坏 折断铁丝 硬度： 固体材料对外界机械作用(如压陷\刻划)的局部抵抗能力。 硬度不是独立的基本性能，而是反映材料弹性\强度\塑性等综合性能指标。一般情况下，硬度高的材料强度高，耐磨性能好，但切削加工性能差。 分子间内能 塑性 材料受力时，能产生显著的变形而不即行断裂的性质。 塑性好才利于加工(弯曲\冲压)，使用中不会发生突然断裂。但塑性过高会导致强度降低。 冲击韧性 抗冲击载荷能力。常以使材料破坏所消耗的功或吸收的能除以试件的截面面积来衡量，冲击韧度αk，单位J/cm。 对于承受波动或冲击载荷或低温下使用的设备必须考虑。 韧性高的材料一般都有较高的塑性指标，塑性高的材料不一定的有较高的韧性。原因是静载下能缓慢塑性变形的材料，动载下不一定能迅速塑性变形。 捶击石头 物理性能—密度、熔点、比热、热导率、线膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量等。 化学性能—材料在所处介质中的化学稳定性，材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用而引起腐蚀。 耐腐蚀性—金属和合金对周围介质，如大气、水气、各种电解质侵蚀的抵抗能力 抗氧化性—高温下钢铁不仅与自由氧发生氧化腐蚀，在钢铁表面形成结构疏松易剥落的氧化皮；还会与水汽、二氧化碳、二氧化硫等气体产生高温氧化与脱碳作用，降低材料的表面硬度和抗疲劳强度。 加工工艺性能—可铸性、可锻性、焊接性、可切削加工性。 可铸性-液态金属流动性、凝固过程中收缩和偏析（合金凝固时化学成分的不均匀析出）倾向。流动性好铸模充满度高，故能浇铸较薄及形状复杂的铸件。熔渣与气体易上浮，收缩小，铸件不易出现缩孔、裂纹、偏析等缺陷。合金钢与高碳钢比低碳钢偏析倾向大，铸后要用热处理消除偏析。灰铸铁和锡青铜铸造性能较好。 可锻性-承受压力加工而变形的能力。塑性好，可锻性好。低碳钢比中碳钢及高碳钢可锻性好；碳钢比合金钢可锻性好。铸铁脆性大，目前尚不能锻压加工。 焊接性-可熔焊的性能，焊接后与母体有相当的强度。低碳钢有优良的焊接性，而铸铁、铝合金等焊接性较差。 可切削加工性-性能好，刀具寿命长，切屑易脱落，切削后表面光洁。灰铸铁、碳钢都有较好的切削性。 2.2黑色金属材料 碳钢与铸铁-“铁碳合金”-95%以上Fe,0.05%-4%C,1%杂质组成的合金。含碳量2%铸铁，0.02-2%间为钢。0.02%为纯铁、与4.3%的铸铁工业应用价值很小。 碳钢与铸铁资源丰富、机械性能好、通过衬里、涂料、电化学保护来防腐，通常应首选。 碳钢-在水中、大气中易生锈，在碱性溶液中生成保护膜，腐蚀性较小；在酸性液中，腐蚀快，在强氧化性酸中，由于产生钝化膜，腐蚀减轻；在中性液中，腐蚀随含氧而定，低氧或静止液，腐蚀轻，高氧或搅拌，腐蚀重，且可能会有孔蚀。而在酸碱中则腐蚀均匀。 分类-按用途、按含碳量、按脱氧方式、按品质