Контрольные вопросы по теме «Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации»

1. Дайте определение понятию «технологическая машина» химических производств. Приведите примеры таких машин, используемых для проведения тепло-массообменных процессов.

2. Перечислите основные функциональные элементы, входящие в общем случае в состав технологической машины химических производств.

3. Дайте определение понятия «проектирование машины». Перечислите основные этапы проектирования.

Сыпучие материалы, их физико-механические свойства.

Сыпучим материалом называется дисперсная система, состоящая из твердых частиц произвольной формы, находящихся в контакте с соседними частицами. Пространство между частицами заполнено газом (воздухом), а иногда, частично или полностью, жидкостью.

Сыпучий материал как гетерогенная система может находиться в следующих состояниях:

пылевидное – d<0,05мм;

порошкообразное – 0,05мм<d<0,5мм;

мелкозернистое – 0,5мм<d<2мм;

крупнозернистое – 2мм<d<10мм;

кусковое – d<10мм.

В виде сыпучего материала выпускается конечная продукция ряда отраслей: производства удобрений, стройматериалов, пластмасс, красителей, моющих средств, соды и т.д. В других случаях сыпучие материалы являются исходными или промежуточными продуктами в различных технологических процессах.

Сыпучие материалы получают измельчением твердых веществ, выделением из суспензий, кристаллизацией из жидкости или пара в твердое тело, сжиганием газов (сажа и др.), добычей из горных разработок, открытых карьеров и т.д.

Свойства сыпучих материалов.

Характеристика сыпучего материала – его гранулометрический (дисперсный) состав характеризуется представительной пробой, которая соответствует по своим свойствам всей исследуемой массе материала, т.е. является репрезентативной пробой.

Трудность отбора представительной пробы сыпучего материала из исследуемой его массы определяется различными факторами, вносящими погрешности в истинный гранулометрический состав исследуемой массы сыпучего материала. Один из факторов – сегрегация, т.е. перераспределение отдельных частиц материала, находящегося в движении, в зависимости от крупности и плотности. Например, перераспределение частиц при засыпке в конический штабель: более крупные частицы, обладающие большей кинетической энергией при падении, скатываются ниже, чем более мелкие и легкие (см. рис. 1а).

а) б)

Рис 1. Сегрегация частиц сыпучего материала:

а) при ссыпании в конический штабель

б) при транспортировке по наклонному желобу

Явление, аналогичное сегрегации, происходит при транспортировании сыпучего материала по наклонному желобу (рис.1 б), когда более крупные и округлые куски материала быстро перекатываются по дну желоба, а мелкие и плоские частицы медленно перемещаются из-за трения о дно желоба. Сегрегация имеет место при выпуске сыпучего материала из отверстия в бункере, т.к. более тяжелые куски разлетаются в стороны в большей мере, чем более мелкие частицы. Аналогичное явление происходит при транспортировке сыпучих материалов в вагонах, в ковшовых и ленточных конвейерах и в подобных условиях из-за влияния вибраций и динамических воздействий. При этом легкие частицы малых размеров постепенно проваливаются сквозь зазоры между более крупными кусками, что уменьшает однородность сыпучего материала.

Если исследуется небольшая масса материала, то прибегают к тщательному перемешиванию этой массы. При значительных количествах (большом тоннаже) исследуемой массы неподвижного сыпучего материала применяют особые способы отбора представительной пробы: вычерпывание, квартование, квадратование, пробоотборные щупы, комбинированные методы. При взятии проб движущегося сыпучего материала применяются ручные или механические пробоотборники различных типов.