თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნდა http://www.allbest.ru/

პროცესები და აპარატურა ქიმიური ტექნოლოგია

1. კურსის ,,ქიმიური ტექნოლოგიების პროცესები და აპარატურა“ საგანი და მიზნები.

1.1 PACT კურსის მიზნები

1.2 ქიმიური ტექნოლოგიის ძირითადი პროცესების კლასიფიკაცია

2. ქიმიური ტექნოლოგიური პროცესების თეორიული საფუძვლები

2.1 მეცნიერების ძირითადი კანონები პროცესებისა და აპარატების შესახებ

2.2 გადაცემის ფენომენები

3. თერმოდინამიკური წონასწორობის კანონები

4. იმპულსის გადაცემა

მთავარი ლიტერატურა

1. კურსის ,,ქიმიური ტექნოლოგიების პროცესები და აპარატურა“ საგანი და მიზნები.

პროცესები გაგებულია, როგორც ბუნებრივი და ტექნოლოგიური ნივთიერებების მდგომარეობის ცვლილება, რომელიც ხდება გარკვეულ პირობებში. პროცესები შეიძლება დაიყოს ბუნებრივად (ეს მოიცავს წყლის აორთქლებას რეზერვუარების ზედაპირებიდან, დედამიწის ზედაპირის გათბობა-გაცივებას და ა.შ.), რომელთა შესწავლა ფიზიკის, ქიმიის, მექანიკის და ა.შ. ნატურალური მეცნიერებადა წარმოებაში ან ტექნოლოგიურში, რომლის შესწავლა არის ტექნოლოგიის საგანი და ამოცანა (ანუ ხელოვნება, უნარი, უნარი).

ტექნიკა არის მეცნიერება, რომელიც განსაზღვრავს საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების (ფიზიკა, ქიმია...) კანონების პრაქტიკული გამოყენების პირობებს, ე.ი. წარმოების პროცესში განხორციელებული ნივთიერების მდგომარეობის, თვისებების, შემადგენლობის, ნედლეულის ფორმის, მასალის ან ნახევარფაბრიკატის დამუშავების, დამზადების, შეცვლის მეთოდების ერთობლიობა. წარმოების ტექნოლოგია მოიცავს მთელ რიგ მსგავს ფიზიკურ და ფიზიკურ-ქიმიურ პროცესებს, რომლებიც ხასიათდება ზოგადი კანონებით. ეს პროცესები სხვადასხვა ინდუსტრიაში ხორციელდება ოპერაციული პრინციპის მსგავსი მოწყობილობებით. ქიმიური მრეწველობის სხვადასხვა დარგისთვის საერთო პროცესებსა და აპარატებს უწოდებენ ქიმიური ტექნოლოგიის ძირითად პროცესებსა და აპარატებს.

PACT დისციპლინა შედგება ორი ნაწილისგან:

· ქიმიური ტექნოლოგიის თეორიული საფუძვლები;

· ქიმიური ტექნოლოგიის სტანდარტული პროცესები და აპარატები.

პირველი ნაწილი ასახავს ტიპიური პროცესების ზოგად თეორიულ პრინციპებს; თეორიული და გამოყენებითი პრობლემების გადაჭრის მიდგომის მეთოდოლოგიის საფუძვლები; ძირითადი პროცესების მექანიზმის ანალიზი და მათი წარმოშობის ზოგადი შაბლონების იდენტიფიცირება; ჩამოყალიბებულია პროცესებისა და აპარატების ფიზიკურ-მათემატიკური მოდელირებისა და გამოთვლის განზოგადებული მეთოდები. ტექნოლოგიური ქიმიური აპარატურა თერმოდინამიკური

მეორე ნაწილი შედგება სამი ძირითადი ნაწილისგან:

· ჰიდრომექანიკური პროცესები და მოწყობილობები;

· თერმული პროცესები და მოწყობილობები;

· მასის გადაცემის პროცესები და აპარატურა.

ეს სექციები იძლევა თეორიულ დასაბუთებას თითოეული ტიპიური ტექნოლოგიური პროცესისთვის, განიხილება მოწყობილობების ძირითადი დიზაინი და მათი გაანგარიშების მეთოდოლოგია.

1.1 PACT კურსის მიზნები

1. კონკრეტულ აღჭურვილობაზე ქიმიური ტექნოლოგიური პროცესების განხორციელების ოპტიმალური ტექნოლოგიური რეჟიმის განსაზღვრა.

2. ტექნოლოგიური პროცესის განხორციელების მოწყობილობების კონსტრუქციის გაანგარიშება და დიზაინი.

1.2 ქიმიური ტექნოლოგიის ძირითადი პროცესების კლასიფიკაცია

კანონებიდან გამომდინარე, რომლებიც განსაზღვრავენ პროცესების სიჩქარეს, ისინი იყოფა ხუთ ჯგუფად:

ჰიდროდინამიკური პროცესები, რომელთა სიჩქარე განისაზღვრება ჰიდრომექანიკის კანონებით (სითხეების მოძრაობა, აირების შეკუმშვა და მოძრაობა, თხევადი და აირის ჰეტეროგენული სისტემების განცალკევება - დასახლება, ფილტრაცია, ცენტრიფუგაცია და სხვ.).

თერმული პროცესები, რომელთა სიჩქარე განისაზღვრება სითბოს გადაცემის კანონებით (გათბობა, გაგრილება, ორთქლის კონდენსაცია, აორთქლება).

მასის გადაცემის პროცესები, რომელთა სიჩქარე განისაზღვრება ერთი ფაზიდან მეორეში მასის გადატანის კანონებით ფაზური ინტერფეისის (შთანთქმის, რექტიფიკაციის, ექსტრაქციის და ა.შ.).

ქიმიური პროცესები. ქიმიური პროცესების სიჩქარე განისაზღვრება ქიმიური კინეტიკის კანონებით.

მექანიკური პროცესები აღწერილია მყარი მექანიკის კანონებით და მოიცავს დაფქვას, ტრანსპორტირებას, დახარისხებას (კლასიფიკაცია ზომის მიხედვით) და მყარი ნივთიერებების შერევას.

ყველა პროცესი ორგანიზაციის მეთოდის მიხედვით იყოფა პერიოდულ, უწყვეტ და კომბინირებულად. პერიოდული პროცესები მიმდინარეობს ერთ აპარატში, მაგრამ სხვადასხვა დროს. უწყვეტი პროცესები ერთდროულად ხდება, მაგრამ გამოყოფილია სივრცეში.

ქიმიური ტექნოლოგიური პროცესები შეიძლება იყოს სტაციონარული (სტაბილური) და არასტაციონარული (არასტაბილური).

თუ პროცესის პარამეტრები (ტემპერატურა, წნევა და ა.შ.) იცვლება აპარატში სივრცითი კოორდინატების ცვლილებით, აპარატის თითოეულ წერტილში (სივრცეში) დროში მუდმივი რჩება - სტაბილური პროცესი. თუ პროცესის პარამეტრები არის კოორდინატების ფუნქციები და იცვლება დროის თითოეულ მომენტში - არასტაბილური პროცესი.

კომბინირებული პროცესი არის ან უწყვეტი პროცესი, რომლის ცალკეული ეტაპები ტარდება პერიოდულად, ან სერიული პროცესი, რომლის ერთი ან რამდენიმე ეტაპი ხორციელდება განუწყვეტლივ.

ქიმიური ტექნოლოგიური პროცესების უმეტესობა მოიცავს რამდენიმე თანმიმდევრულ ეტაპს. ჩვეულებრივ, ერთი ეტაპი უფრო ნელა მიმდინარეობს, ვიდრე სხვები, რაც ზღუდავს მთელი პროცესის სიჩქარეს. პროცესის საერთო სიჩქარის გასაზრდელად აუცილებელია გავლენა მოახდინოს, უპირველეს ყოვლისა, სიჩქარის შეზღუდვის სტადიაზე. თუ პროცესის ეტაპები პარალელურად მიმდინარეობს, მაშინ აუცილებელია გავლენა მოახდინოს ყველაზე პროდუქტიულ სტადიაზე, რადგან ის შეზღუდულია. პროცესის შემზღუდავი ეტაპის ცოდნა საშუალებას გვაძლევს გავამარტივოთ პროცესის აღწერა და გავააქტიუროთ პროცესი.

2. ქიმიური ტექნოლოგიური პროცესების თეორიული საფუძვლები

2.1 მეცნიერების ძირითადი კანონები პროცესებისა და აპარატების შესახებ

ქიმიური ტექნოლოგიის პროცესებისა და აპარატების მეცნიერების თეორიული საფუძველი არის ბუნების შემდეგი ძირითადი კანონები:

მასის, იმპულსის და ენერგიის (ნივთიერების) შენარჩუნების კანონები, რომლის მიხედვითაც ნივთიერების ჩამოსვლა უდრის მის მოხმარებას. კონსერვაციის კანონები იღებენ ბალანსის განტოლებებს, რომელთა შედგენა ქიმიური ტექნოლოგიური პროცესების ანალიზისა და გამოთვლის მნიშვნელოვანი ნაწილია.

მასის, იმპულსის და ენერგიის გადაცემის კანონები განსაზღვრავს ნებისმიერი ნივთიერების ნაკადის სიმკვრივეს. გადაცემის კანონები შესაძლებელს ხდის განისაზღვროს მიმდინარე პროცესების ინტენსივობა და, საბოლოო ჯამში, გამოყენებული მოწყობილობების შესრულება.

თერმოდინამიკური წონასწორობის კანონები განსაზღვრავს პირობებს, რომლითაც სრულდება ნებისმიერი ნივთიერების გადაცემა. სისტემის მდგომარეობას, რომელშიც არ არის ნივთიერების გადაცემის შეუქცევადი პროცესი, ეწოდება წონასწორობა. წონასწორობის პირობების ცოდნა საშუალებას იძლევა განისაზღვროს გადაცემის პროცესის მიმართულება, პროცესის ნაკადის საზღვრები და პროცესის მამოძრავებელი ძალის სიდიდე.

2.2 გადაცემის ფენომენები

ქიმიური ტექნოლოგიის ნებისმიერი პროცესი გამოწვეულია ერთი ან რამდენიმე სახის ნივთიერების გადაცემით: მასა, იმპულსი, ენერგია. განვიხილავთ ნივთიერების გადაცემის მექანიზმებს, პირობებს, რომლებშიც ხდება გადაცემა, ასევე გადაცემის განტოლებებს თითოეული ტიპის ნივთიერებისთვის.

გადაცემის მექანიზმები

არსებობს ნივთიერების გადაცემის სამი მექანიზმი: მოლეკულური, კონვექციური და ტურბულენტური. ენერგიის გადაცემა ასევე შეიძლება მოხდეს რადიაციის საშუალებით.

მოლეკულური მექანიზმი.ნივთიერების გადაცემის მოლეკულური მექანიზმი განისაზღვრება მოლეკულების ან სხვა მიკროსკოპული ნაწილაკების თერმული მოძრაობით (იონები ელექტროლიტებში და კრისტალებში, ელექტრონები მეტალებში).

კონვექციური მექანიზმი.ნივთიერების გადაცემის კონვექციური მექანიზმი განისაზღვრება მთლიანი გარემოს მაკროსკოპული მოცულობების მოძრაობით. ფიზიკური სიდიდის მნიშვნელობების ერთობლიობას, რომელიც ცალსახად არის განსაზღვრული სივრცის რომელიმე ნაწილის თითოეულ წერტილში, ეწოდება ამ სიდიდის ველს (სიმკვრივის ველი, კონცენტრაცია, წნევა, სიჩქარე, ტემპერატურა და ა.შ.).

საშუალების მაკროსკოპული მოცულობების მოძრაობა იწვევს მასის გადაცემას თან, იმპულსი თანდა ენერგია sEერთეული მოცულობა ( თან -ერთეული მოცულობის სიმკვრივე ან მასა, cW- ერთეულის მოცულობის იმპულსი, თანე- ერთეული მოცულობის ენერგია).

კონვექციური მოძრაობის გამომწვევი მიზეზებიდან გამომდინარე გამოირჩევა თავისუფალი და იძულებითი კონვექცია. ნივთიერების გადატანა თავისუფალი კონვექციის პირობებში განპირობებულია სიმკვრივის სხვაობით გარემოს მოცულობის სხვადასხვა წერტილში ამ წერტილებში ტემპერატურის განსხვავების გამო. იძულებითი კონვექცია ხდება მაშინ, როდესაც გარემოს მთელი მოცულობა იძულებულია გადაადგილდეს (მაგალითად, ტუმბოს საშუალებით ან შემრევით შერევის შემთხვევაში).

ტურბულენტური მექანიზმი. ტურბულენტური სატრანსპორტო მექანიზმი იკავებს შუალედურ ადგილს მოლეკულურ და კონვექციურ მექანიზმებს შორის სივრცითი-დროებითი მასშტაბის თვალსაზრისით. ტურბულენტური მოძრაობა ხდება მხოლოდ კონვექციური მოძრაობის გარკვეულ პირობებში: საკმარისი მანძილი ფაზის ინტერფეისიდან და სიჩქარის ველის ჰეტეროგენულობა.

საშუალო (გაზის ან სითხის) მოძრაობის დაბალი სიჩქარით ფაზის საზღვრებთან შედარებით, მისი ფენები მოძრაობენ რეგულარულად, ერთმანეთის პარალელურად. ამ მოძრაობას ე.წ ლამინარული. თუ სიჩქარის არაერთგვაროვნება და მანძილი ფაზის საზღვრიდან აღემატება გარკვეულ მნიშვნელობას, ირღვევა მოძრაობის სტაბილურობა. ვითარდება საშუალო ცალკეული მოცულობების (მორევების) არარეგულარული ქაოტური მოძრაობა. ამ მოძრაობას ე.წ ტურბულენტური.

მოძრაობის რეჟიმების პირველი კვლევები 1883 წელს ჩაატარა ინგლისელმა ფიზიკოსმა ო. რეინოლდსმა, რომელიც შეისწავლა წყლის მოძრაობა მილში. ლამინირებული მოძრაობით, თხელი შეფერილი ნაკადი არ ერწყმოდა მოძრავი სითხის ძირითად მასას და ჰქონდა სწორი ტრაექტორია. ნაკადის სიჩქარის ან მილის დიამეტრის მატებასთან ერთად, ნაკადმა შეიძინა ტალღის მსგავსი მოძრაობა, რაც მიუთითებს დარღვევების წარმოქმნაზე. ზემოაღნიშნული პარამეტრების შემდგომი ზრდით, ნაკადი აირია სითხის დიდ ნაწილთან და ფერადი ინდიკატორი გაირეცხა მილის მთელ კვეთაზე.

აქ გამოყენებულია ტურბულენტობის მასშტაბის კონცეფცია, რომელიც განსაზღვრავს მორევების ზომას. მაგალითად, მოლეკულებისგან განსხვავებით, მორევები არ არის სტაბილური, აშკარად შეზღუდულია კოსმოსურ წარმონაქმნებში. ისინი წარმოიქმნება, იშლება პატარა მორევებად და კვდება ენერგიის სითბოში გადასვლისას (ენერგიის გაფრქვევა). ამიტომ, ტურბულენტობის მასშტაბი არის საშუალო სტატისტიკური მნიშვნელობა. ტურბულენტური მოძრაობის აღწერის სხვადასხვა მიდგომა შესაძლებელია.

ერთი მიდგომა მოიცავს ფიზიკური რაოდენობების (სიჩქარეები, კონცენტრაციები, ტემპერატურა) მნიშვნელობების დროებით საშუალოდ გაანგარიშებას იმ ინტერვალებით, რომლებიც მნიშვნელოვნად აღემატება ფართომასშტაბიანი მორევების პულსაციის დამახასიათებელ პერიოდებს.

3. თერმოდინამიკური წონასწორობის კანონები

თუ სისტემა წონასწორობის მდგომარეობაშია, მაშინ ნივთიერების გადაცემის მაკროსკოპული გამოვლინებები არ შეინიშნება. მიუხედავად მოლეკულების თერმული მოძრაობისა, რომელთაგან თითოეული გადასცემს მასას, იმპულსს და ენერგიას, არ არსებობს ნივთიერების მაკროსკოპული ნაკადები თითოეული მიმართულებით გადატანის თანაბარი ალბათობის გამო.

წონასწორობა ერთფაზიან სისტემაში, რომელიც არ ექვემდებარება გარე ძალებს, იქმნება, როდესაც მნიშვნელობები მაკროსკოპული სიდიდეების სივრცის თითოეულ წერტილში, რომელიც ახასიათებს სისტემის თვისებებს, თანაბარია: სიჩქარე -

(x,y,z,t) = კონსტ;

ტემპერატურა - T(x,y,z,t) = const;კომპონენტების ქიმიური პოტენციალი

- მ მე(x,y,z,t) = კონსტ.

ცალკე შეიძლება გამოვყოთ ჰიდრომექანიკური, თერმული და კონცენტრაციის წონასწორობის პირობები.

ჰიდრომექანიკური ბალანსი:

თერმული (თერმული) წონასწორობა:

T=const;

კონცენტრაციის წონასწორობა:

მმე=კონსტ,

აქ არის დიფერენციალური ოპერატორი nabla ოპერატორი

გადაცემის პროცესების გამოვლენისა და მასის, იმპულსის და ენერგიის მაკროსკოპული ნაკადების წარმოქმნის პირობა არის სისტემის არათანაბრობა. გადაცემის პროცესების მიმართულებას განსაზღვრავს სისტემის სპონტანური მიდრეკილება წონასწორობის მდგომარეობისკენ, ე.ი. გადაცემის პროცესები იწვევს სისტემის კომპონენტების სიჩქარის, ტემპერატურისა და ქიმიური პოტენციალის გათანაბრებას. ამ რაოდენობების არაერთგვაროვნება აუცილებელი პირობაა გადაცემის პროცესების წარმოქმნისთვის და ე.წ მამოძრავებელი ძალები.

პროცესის განსახორციელებლად აუცილებელია სისტემის წონასწორობის მდგომარეობიდან გამოყვანა, ე.ი. მოახდინოს გავლენა გარედან. ეს შესაძლებელია სისტემისთვის მასის ან ენერგიის მიწოდების ან გარე ძალების მოქმედების გამო. მაგალითად, დაბინძურება ხდება გრავიტაციის ველში, აორთქლება ხდება სითბოს მიწოდებისას და აბსორბცია ხდება მაშინ, როდესაც აბსორბერი შედის სისტემაში.

ტრანსპორტის განტოლებები

ნივთიერების ნაკადი- ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც გადადის დროის ერთეულზე ზედაპირის ერთეულის მეშვეობით.

მასობრივი გადაცემა

კონვექციური მექანიზმი. კონვექციური მექანიზმის გამო მასობრივი ნაკადი დაკავშირებულია კონვექციურ სიჩქარესთან შემდეგი მიმართებით

[კგ/მ 2 წმ] (2)

ხშირად უფრო მოსახერხებელია მატერიის ნაკადის გამოყენება, ვიდრე მასის

[კმოლ/მ 2 წმ] (3)

Აქ მ მე- კომპონენტის მოლური მასა მე[კგ/კმოლ], გ მე- მოლური კონცენტრაცია [კმოლ/მ3].

მოლეკულური მექანიზმი. მასის გადაცემის მოლეკულური მექანიზმის ძირითადი კანონია ფიკის პირველი კანონი, რომელსაც ორკომპონენტიანი სისტემისთვის აქვს ფორმა:

, ნ=2 (4)

სად დ იჯ- ორობითი (ორმხრივი) დიფუზიის კოეფიციენტი ( დ იჯ= დ ჯი) .

ტურბულენტური მექანიზმი. ტურბულენტური მასის გადაცემა შეიძლება ჩაითვალოს მოლეკულური გადაცემის ანალოგიით, მორევების ქაოტური მოძრაობის შედეგად. შემოღებულია ტურბულენტური დიფუზიის კოეფიციენტი დ თ, დამოკიდებულია როგორც გარემოს თვისებებზე, ასევე სიჩქარის არაერთგვაროვნებაზე და ინტერფაზური ზედაპირიდან დაშორებაზე.

. (5)

ტურბულენტური და მოლეკულური დიფუზიის კოეფიციენტების თანაფარდობა კედელთან ახლოს აღწევს დ თ/დ მე ~ 10 2 - 10 5 .

ენერგიის გადაცემა

სისტემის ენერგია შეიძლება დაიყოს მიკროსკოპულ და მაკროსკოპულად. მიკროსკოპული, რომელიც არის თავად მოლეკულების შინაგანი ენერგიის, მათი თერმული მოძრაობისა და ურთიერთქმედების საზომი, ეწოდება სისტემის შიდა ენერგია ( უ). მაკროსკოპული ენერგია შედგება კინეტიკური ენერგიისგან ( ე კ), გამოწვეული გარემოს კონვექციური მოძრაობით და სისტემის პოტენციური ენერგიით გარე ძალების ველში ( ე პ). ამრიგად, სისტემის მთლიანი ენერგია ერთეულ მასაზე შეიძლება იყოს წარმოდგენილი

E" = U" + E" კ+ E" პ[ჯ/კგ] (6)

პირველი მიუთითებს ენერგიას მასის ერთეულზე.

ენერგია შეიძლება გადაეცეს სითბოს ან სამუშაოს სახით. სითბო არის ენერგიის გადაცემის ფორმა მიკროსკოპულ დონეზე, მუშაობა არის მაკროსკოპულ დონეზე.

კონვექციური მექანიზმი. კონვექციური მექანიზმით გადაცემულ ენერგიის ნაკადს აქვს ფორმა

[J/m2s] = [W/m2] (7)

ეს არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც გადაიცემა მოძრავი მაკროსკოპული მოცულობით დროის ერთეულზე ერთეული ზედაპირის ფართობზე.

მოლეკულური მექანიზმი. მოლეკულური მექანიზმი ახორციელებს ენერგიის გადაცემას მიკროსკოპულ დონეზე, ე.ი. სითბოს სახით. მოლეკულური მექანიზმით გამოწვეული სითბოს ნაკადი მექანიკური და კონცენტრაციის წონასწორობის პირობებში შეიძლება იყოს წარმოდგენილი

, (8)

სად არის მოლეკულური თბოგამტარობის კოეფიციენტი [W/mK].

ეს განტოლება ე.წ ფურიეს კანონი.

ტურბულენტური მექანიზმი. ტურბულენტური ენერგიის გადაცემა შეიძლება ჩაითვალოს მოლეკულური გადაცემის ანალოგიით ტურბულენტური თბოგამტარობის კოეფიციენტის შემოღებით.

თ (9)

ასევე ტურბულენტური დიფუზიის კოეფიციენტი თგანისაზღვრება სისტემის თვისებებითა და მოძრაობის რეჟიმით. მთლიანი ენერგიის ნაკადი ლაბორატორიულ საცნობარო სისტემაში შეიძლება ჩაიწეროს

.

4. იმპულსის გადაცემა

კონვექციური ტრანსპორტი. განვიხილოთ შემთხვევა, როდესაც საშუალო მოძრაობს გარკვეული კონვექციური სიჩქარით ვ xღერძის მიმართულებით X. ამ შემთხვევაში, ერთეული მოცულობის იმპულსი ან იმპულსი ტოლი იქნება ვ x. შემდეგ მოძრაობის რაოდენობა ვ x, გადატანილია კონვექციური მექანიზმის გამო ღერძის მიმართულებით Xდროის ერთეულზე ერთეული ზედაპირის გავლით ტოლი იქნება

= [Pa] (10)

X, გადატანილი დროის ერთეულში ღერძის გასწვრივ ერთეული ზედაპირის მეშვეობით Y,თანაბარი იქნება

(11)

ანალოგიურად, იმპულსის გადაცემა ყველა მიმართულებით იძლევა იმპულსის კონვექციური ნაკადის ტენზორის 9 კომპონენტს,

(12)

(13)

მოლეკულური გადაცემა.ღერძის გასწვრივ მიმართული მოძრაობის რაოდენობა X, (ვ x), ღერძულად პორტატული იდროის ერთეულზე მოლეკულური მექანიზმის გამო ერთეული ზედაპირის გავლით, შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც

(14)

სად მ[Pa s] და [m2/s] არის დინამიური და კინემატიკური მოლეკულური სიბლანტის კოეფიციენტები, შესაბამისად. ეს განტოლება ე.წ ნიუტონის სიბლანტის კანონი. თუ სიბლანტის კოეფიციენტები არ არის დამოკიდებული წარმოებულის მნიშვნელობაზე ვ x/ წ, ე.ი. დამოკიდებულება xyსაწყისი ვ x/ წწრფივი, საშუალო ეწოდება ნიუტონის. თუ ეს პირობა არ არის დაკმაყოფილებული - არანიუტონური. ეს უკანასკნელი მოიცავს პოლიმერებს, პასტებს, სუსპენზიებს და უამრავ სხვა მასალას, რომლებიც გამოიყენება ინდუსტრიაში.

ტურბულენტური ტრანსპორტი.ტურბულენტური მექანიზმის გამო იმპულსის გადაცემა შეიძლება ჩაითვალოს მოლეკულურის ანალოგიით.

(15)

სად მ თდა თ- ტურბულენტური სიბლანტის დინამიური და კინემატიკური კოეფიციენტები, რომლებიც განისაზღვრება გარემოს თვისებებითა და მოძრაობის რეჟიმით თ~ დ თ.

პულსის მთლიანი ნაკადი შეიძლება ჩაიწეროს

(16),

სად არის ბლანტი სტრესის ტენსორი, რომლის ელემენტები მოიცავს როგორც მოლეკულურ, ასევე ტურბულენტურ იმპულსს

(17).

ასე რომ, განიხილება მასის, ენერგიისა და იმპულსის გადაცემის განტოლებები. ამ განტოლებების ანალოგიის დანახვა ადვილია. კონვექციური ნაკადი წარმოადგენს ტრანსპორტირებული ნივთიერების პროდუქტს ერთეული მოცულობით (თან ერთად,ე", თან) კონვექციურ სიჩქარემდე. მოლეკულური ან ტურბულენტური მექანიზმების გამო ნაკადები არის შესაბამისი გადაცემის კოეფიციენტის პროდუქტი (დ, მ, მ თ) პროცესის მამოძრავებელ ძალაზე. ეს ანალოგია საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ ზოგიერთი პროცესის შესწავლის შედეგები სხვების აღსაწერად.

მთავარი ლიტერატურა

1. Dytnersky Yu.I. ქიმიური ტექნოლოგიის პროცესები და აპარატურა. M.: Chemistry, 2002. T.1-400 გვ. T.2-368 გვ.

2. კასატკინი ა.გ. ქიმიური ტექნოლოგიის ძირითადი პროცესები და აპარატები. მე-9 გამოცემა. მ.: ხიმია, 1973. 750 გვ.

3. პავლოვი კ.ფ., რომანკოვი პ.გ., ნოსკოვი ა.ა. მაგალითები და ამოცანები კურსისთვის ქიმიური ტექნოლოგიების პროცესები და აპარატურა. ლ.: ქიმია, 1987 წ. 576 გვ.

4. რაზინოვი ა.ი., დიაკონოვი გ.ს. გადაცემის ფენომენები. ყაზანი, KSTU გამომცემლობა, 2002. 136 გვ.

გამოქვეყნებულია Allbest.ru-ზე

მსგავსი დოკუმენტები

ქიმიური ტექნოლოგიის ძირითადი პროცესების ზოგადი კლასიფიკაცია. Ზოგადი ინფორმაციაჰიდრავლიკის შესახებ, იდეალური სითხეების ნაკადი. ეილერის და ბერნულის დიფერენციალური წონასწორობის განტოლებები. ლამინირებული და ტურბულენტური სითხის მოძრაობა. ნაკადის უწყვეტობის განტოლება.

პრეზენტაცია, დამატებულია 29.09.2013წ


ქიმიური ტექნოლოგიისა და ნავთობქიმიის კონცეფცია. ციკლონის მტვრის შემგროვებლები, როგორც ტექნოლოგიური პროცესის დამხმარე ინსტრუმენტი. მუშაობის პრინციპები, ინსტალაციის მახასიათებლების გამოთვლის ფორმულები. მისი მუშაობის დიზაინი და ეფექტურობა, დადებითი და უარყოფითი მხარეები.

პრეზენტაცია, დამატებულია 09/10/2014


ნედლეულის გადამუშავება და პროდუქციის წარმოება, რომელსაც თან ახლავს ნივთიერებების ქიმიური შემადგენლობის ცვლილება. ქიმიური ტექნოლოგიის საგანი და ძირითადი ამოცანები. ნახშირწყალბადების დამუშავება, კოქსის ღუმელის მშენებლობა. ღუმელების დატვირთვა ნახშირის მუხტით.

პრაქტიკის ანგარიში, დამატებულია 01/29/2011


ქიმიური ტექნოლოგიის მექანიკური პროცესების მიმოხილვა: დახარისხება, დაფქვა, წნეხი, დოზირება. პროცესის მახასიათებლები და შერევის მეთოდები. ნარევის სახეები. დანის, ფურცლის, პროპელერის, ტურბინის და სპეციალური მიქსერების სტრუქტურა და გამოყენება.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 01/09/2013


თმაზე პერმის პროცესების მოქმედების სქემა. თმის სტრუქტურაში ცვლილებები პერმის დროს. დამატებითი პრეპარატების ეფექტი პერმის ხარისხის გასაუმჯობესებლად. პერმის პროდუქტების ჯგუფები და მათი მახასიათებლები.

პრეზენტაცია, დამატებულია 03/27/2013


მიზნები და განხორციელების წესი ლაბორატორიული სამუშაო, ექსპერიმენტული მონაცემების დამუშავება და ანგარიშების შედგენა შეკუმშვის ფრეონის ინსტალაციის შესწავლის, ჰიდროდინამიკის და სუსპენზიების გამოყოფის პროცესის, მყარი მასალების დაფქვის, სითბოს გადაცემის პროცესის შესწავლის შესახებ.

სასწავლო სახელმძღვანელო, დამატებულია 12/09/2011


განვითარების შაბლონებისა და ტექნოლოგიების სტანდარტიზაციის საფუძვლების შესწავლა. ქიმიურ, მეტალურგიულ დარგებში, მანქანათმშენებლობასა და მშენებლობაში ტექნოლოგიური პროცესების თავისებურებების გათვალისწინება. წარმოების ინფორმატიზაციის მოწინავე ტექნოლოგიების ანალიზი.

ლექციების კურსი, დამატებულია 17/03/2010


პროცესის მეცნიერების კანონების შესწავლა საკვების წარმოება. მექანიკური, ჰიდრომექანიკური და მასის გადაცემის პროცესების განხილვა მარცვლეულის დამუშავების აღჭურვილობის მუშაობის მაგალითის გამოყენებით, თხევადი პროდუქტების შემრევი და საშრობი საშრობი. ძირითადი პრობლემების გადაჭრა.

ტესტი, დამატებულია 07/05/2014


მომსახურების მიზანი და პროდუქტის დიზაინის წარმოების ანალიზი. შეკრების პროცესის განვითარება. ტექნოლოგიური ბაზების დასაბუთება. ნაწილის წარმოების მარშრუტის ტექნოლოგიური პროცესის წინასწარი შემუშავება. ჭრის პირობების გაანგარიშება.

ნაშრომი, დამატებულია 06/29/2009


ზოგადი ინფორმაცია სითბოს გადამცვლელების შესახებ: მათი დიზაინი, მათში მიმდინარე პროცესების ბუნება. სითბოს გადამცვლელების კლასიფიკაცია დანიშნულების მიხედვით, მატარებლის მოძრაობის ნიმუში, მუშაობის სიხშირე. ძირითადი ზედაპირის მოწყობილობების დიზაინი.

ქიმიური ტექნოლოგიის ძირითადი პროცესებისა და აპარატების კლასიფიკაცია

დამოკიდებულია ნიმუშებიდან ნაკადის დამახასიათებელი ქიმიური ტექნოლოგიური პროცესები ხუთ ძირითად ჯგუფად იყოფა.

1. მექანიკური პროცესები , რომლის სიჩქარეც დაკავშირებულია მყარი მდგომარეობის ფიზიკის კანონებთან. ესენია: მყარი ნაყარი მასალების დაფქვა, კლასიფიკაცია, დოზირება და შერევა.

2. ჰიდრომექანიკური პროცესები , რომლის დინების სიჩქარე განისაზღვრება ჰიდრომექანიკის კანონებით. ესენია: აირების შეკუმშვა და მოძრაობა, სითხეების, მყარი მასალების მოძრაობა, დალექვა, ფილტრაცია, თხევად ფაზაში შერევა, თხევადიზაცია და ა.შ.

3. თერმული პროცესები , რომლის დინების სიჩქარე განისაზღვრება სითბოს გადაცემის კანონებით. ეს მოიცავს შემდეგ პროცესებს: გათბობა, აორთქლება, გაგრილება (ბუნებრივი და ხელოვნური), კონდენსაცია და დუღილი.

4. მასის გადაცემის (დიფუზიის) პროცესები , რომლის ინტენსივობა განისაზღვრება ნივთიერების ერთი ფაზიდან მეორეში გადასვლის სიჩქარით, ე.ი. მასობრივი გადაცემის კანონები. დიფუზიური პროცესები მოიცავს: შეწოვას, რექტიფიკაციას, ექსტრაქციას, კრისტალიზაციას, ადსორბციას, გაშრობას და ა.შ.

5. ქიმიური პროცესები დაკავშირებულია ნივთიერებების ტრანსფორმაციასთან და მათი ქიმიური თვისებების ცვლილებებთან. ამ პროცესების სიჩქარე განისაზღვრება ქიმიური კინეტიკის კანონებით.

პროცესების ჩამოთვლილი დაყოფის მიხედვით, ქიმიური აპარატები კლასიფიცირდება შემდეგნაირად:

– სახეხი და კლასიფიკაციის მანქანები;

– ჰიდრომექანიკური, თერმული, მასის გადამცემი მოწყობილობები;

- ქიმიური გარდაქმნების განხორციელების მოწყობილობა - რეაქტორები.

მიერ ორგანიზაციული და ტექნიკური სტრუქტურა პროცესები იყოფა პერიოდულ და უწყვეტად.

IN პერიოდული პროცესი ცალკეული ეტაპები (ოპერაციები) ტარდება ერთ ადგილას (მოწყობილობა, მანქანა), მაგრამ სხვადასხვა დროს (ნახ. 1.1). IN უწყვეტი პროცესი (ნახ. 1.2) ცალკეული ეტაპები ტარდება ერთდროულად, მაგრამ სხვადასხვა ადგილას (მოწყობილობები ან მანქანები).

უწყვეტ პროცესებს მნიშვნელოვანი უპირატესობები აქვს პერიოდულ პროცესებთან მიმართებაში, მათ შორის, თითოეული ეტაპისთვის აღჭურვილობის სპეციალიზაციის შესაძლებლობა, პროდუქტის ხარისხის გაუმჯობესება, პროცესის სტაბილიზაცია დროთა განმავლობაში, რეგულირების სიმარტივე, ავტომატიზაციის შესაძლებლობები და ა.შ.

რომელიმე ჩამოთვლილ მოწყობილობაში პროცესების განხორციელებისას იცვლება დამუშავებული მასალების პარამეტრები. პროცესის დამახასიათებელი პარამეტრებია წნევა, ტემპერატურა, კონცენტრაცია, სიმკვრივე, დინების სიჩქარე, ენთალპია და ა.შ.

ნაკადების მოძრაობის ბუნებიდან და მოწყობილობაში შემავალი ნივთიერებების პარამეტრების ცვლილებებიდან გამომდინარე, ყველა მოწყობილობა შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად: მოწყობილობები. იდეალური (სავსე )შერევა , მოწყობილობები იდეალური (სავსე )რეპრესიები და მოწყობილობები შუალედური ტიპი .

ყველაზე მოსახერხებელია სხვადასხვა სტრუქტურის ნაკადების მახასიათებლების დემონსტრირება სხვადასხვა დიზაინის უწყვეტი სითბოს გადამცვლელების მაგალითის გამოყენებით. სურათი 1.3a გვიჩვენებს სითბოს გადამცვლელის დიაგრამას, რომელიც მუშაობს იდეალური გადაადგილების პრინციპით. ვარაუდობენ, რომ ამ აპარატში არის ნაკადის "დგუშის" ნაკადი შერევის გარეშე. ერთ-ერთი გამაგრილებლის ტემპერატურა იცვლება აპარატის სიგრძის გასწვრივ საწყისი ტემპერატურიდან საბოლოო ტემპერატურამდე, იმის გამო, რომ აპარატში გამავალი სითხის შემდგომი მოცულობები არ ერევა წინამორბედებს, მთლიანად ანაცვლებს მათ. მეორე გამაგრილებლის ტემპერატურა ითვლება მუდმივი (კონდენსირებული ორთქლი).

მოწყობილობაში სრულყოფილი შერევა სითხის შემდგომი და წინა მოცულობები იდეალურად არის შერეული, აპარატში სითხის ტემპერატურა მუდმივია და საბოლოო ტემპერატურის ტოლია (ნახ. 1.3, ბ).

რეალურ მოწყობილობებში არ არის უზრუნველყოფილი არც იდეალური შერევის და არც იდეალური გადაადგილების პირობები. პრაქტიკაში, ამ სქემებთან მხოლოდ საკმაოდ მჭიდრო დაახლოების მიღწევაა შესაძლებელი, ასე რომ რეალური მოწყობილობებია შუალედური ტიპის მოწყობილობები (ნახ. 1.3, გ).

ბრინჯი. 1.1. აპარატურა პერიოდული პროცესის ჩასატარებლად:

1 – ნედლეული; 2 – მზა პროდუქტი 3 – ორთქლი 5 – გამაგრილებელი წყალი;

ბრინჯი. 1.2. უწყვეტი პროცესის განხორციელების აპარატი:

1– თბოგამცვლელი-გამათბობელი; 2 – აპარატი ამრევით; 3 – სითბოს გადამცვლელი-მაცივარი; I – ნედლეული; II – მზა პროდუქტი;
V - გამაგრილებელი წყალი

ბრინჯი. 1.3. ტემპერატურის ცვლილება მოწყობილობებში სითხის გაცხელებისას სხვადასხვა სახის: ა – სრული გადაადგილება; ბ – სრული შერევა; გ – შუალედური ტიპი

Მამოძრავებელი ძალათხევადი გათბობის პროცესის განხილვა აპარატის ნებისმიერი ელემენტისთვის არის განსხვავება გამათბობელი ორთქლისა და გაცხელებული სითხის ტემპერატურას შორის.

პროცესების მსვლელობის განსხვავება თითოეულ აპარატში განსაკუთრებით ნათელი ხდება, თუ გავითვალისწინებთ, თუ როგორ იცვლება პროცესის მამოძრავებელი ძალა თითოეულ ტიპის აპარატში. გრაფიკების შედარებიდან გამომდინარეობს, რომ მაქსიმალური მამოძრავებელი ძალა ვლინდება სრული გადაადგილების მოწყობილობებში, მინიმალური კი სრულ შერევის მოწყობილობებში.

უნდა აღინიშნოს, რომ მუდმივად მოქმედი იდეალური შერევის აპარატში პროცესების მამოძრავებელი ძალა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს აპარატის სამუშაო მოცულობის რამდენიმე მონაკვეთად დაყოფით.

თუ იდეალური შერევის აპარატის მოცულობა დაყოფილია n აპარატად და პროცესი განხორციელდება მათში, მაშინ გაიზრდება მამოძრავებელი ძალა (ნახ. 1.4).

იდეალური შერევის აპარატებში სექციების რაოდენობის გაზრდით, მამოძრავებელი ძალის მნიშვნელობა უახლოვდება მის მნიშვნელობას იდეალური გადაადგილების აპარატებში, ხოლო სექციების დიდი რაოდენობით (დაახლოებით 8-12), მამოძრავებელი ძალები ორივე ტიპის აპარატებში ხდება. დაახლოებით იგივე.

ბრინჯი. 1.4. პროცესის მამოძრავებელი ძალის შეცვლა დაყოფის დროს

Წინასიტყვაობა
შესავალი
1. ქიმიური ტექნოლოგიის საგანი და კურსის მიზნები
2. პროცესების კლასიფიკაცია
3. მატერიალური და ენერგიის გამოთვლები
მატერიალური ბალანსის ზოგადი ცნებები. გასვლა. Შესრულება. ინტენსივობა წარმოების პროცესები. ენერგეტიკული ბალანსი. სიმძლავრე და კოეფიციენტი სასარგებლო მოქმედება.
4. ფიზიკური სიდიდეების განზომილება
ნაწილი პირველი. ჰიდროდინამიკური პროცესები
თავი პირველი. ჰიდრავლიკის საფუძვლები
ა. ჰიდროსტატიკა საინჟინრო გრაფიკა აღწერითი გეომეტრია სიცოცხლის უსაფრთხოების საფუძვლები სამრეწველო პრაქტიკა ფიზიკური აღზრდა (ფიზიკური აღზრდა) ფსიქოლოგია და პედაგოგიკა პოლიტიკური მეცნიერება სოციოლოგია კონდიცირება და ვენტილაცია სტრუქტურული მექანიკა და სიმტკიცე თერმოდინამიკა ფიზიკა ფილოსოფია ზოგადი ქიმიური ტექნოლოგია პროცესები და ქიმიის ზემოქმედების აპარატი გარემოს შეფასება სამრეწველო ეკოლოგია გარემოსდაცვითი აუდიტი და გარემოს მენეჯმენტი გარემოს მონიტორინგი ეკოლოგია ეკონომიკა და სამრეწველო გარემოს მენეჯმენტის პროგნოზირება ენერგიის დაზოგვა და რესურსების კონსერვაცია ბუღალტერია შიდა დაგეგმვა და კონტროლი ზოგადი დაგეგმვა მარკეტინგი მენეჯმენტი ორგანიზაცია და წარმოების დაგეგმვა ეკონომიკა და საწარმოს ორგანიზაცია ელექტროტექნიკა იურიდიული მეცნიერება ბიზნეს სამართალი გარემოსდაცვითი სამართალი ინგლისური ენა ფრანგული ენა