Классификация процессов по изменению параметров во времени:
установившиеся (стационарные) процессы для которых значения каждого из параметров, характеризующих процесс, постоянны во времени (t, p, c);
б) неустановившиеся (нестационарные), параметры которых изменяются во времени. К ним относятся:
Периодические процессы.
Непрерывные в период пуска (представляют интерес для автоматического регулирования).
В курсе ПАХТ изучаются, в основном, стационарные процессы.
Изменение физической величины (например, температуры) в общем случае может быть:
Локальным, т.е. в данной точке во времени за время dτ:
.Конвективным, т.е. при переходе от одной точки пространства к другой на расстоянии dx:
Производная физической величины по времени, учитывающая одновременно локальное изменение по времени и конвективное в пространстве, называется полной (субстанциональной) производной:
Для установившегося процесса физическая величина в данной точке не меняется во времени:
Для неустановившегося процесса:
Классификация по способу организации процессы разделяются на:
а) периодические,
б) непрерывные.
В периодическом процессе отдельные его стадии осуществляются в одном месте, но в разное время.
В непрерывном процессе отдельные его стадии осуществляются одновременно, но в разных местах, то есть в проточных аппаратах.
Примеры:
Нагревание
Химические реакции
Охлаждение
Непрерывные процессы обладают рядом достоинств:
а) повышение производительности оборудования (так как отсутствуют вспомогательные операции загрузка, выгрузка)
б) устойчивость режимов работы, что обеспечивает более высокое качество получаемого продукта,
в) возможность автоматического регулирования и полной механизации процессов,
г) более полное использование тепла и возможность его рекуперации,
д) специализация аппаратуры для отдельных стадий.
Непрерывные процессы чаще используют в многотоннажных производствах с малым ассортиментом продукции
Периодические процессы применяются преимущественно в малотоннажных производствах с разнообразным ассортиментом выпускаемой продукции.
Непрерывные процессы отличаются от периодических по распределению времени пребывания материала в аппарате.
в периодических – все частицы находятся в аппарате одинаковое время;
б) в непрерывные – время пребываниязависит от структуры движения потоков в аппарате.
По структуре потоков непрерывно действующие аппараты подразделяются на два идеальных типа (идеализированные теоретические модели):
Полного смешения.
Полного вытеснения.
В аппаратах полного (идеального) смешения поступающие частицы мгновенно полностью перемешиваются с находящимися в аппарате частицами, то есть равномерно распределяются в объеме. Мгновенно выравниваются значения всех параметров, характеризующих процесс.
Время пребывания всех частиц в аппарате неодинаково.
В аппаратах полного (идеального) вытеснения все частицы движутся параллельно друг к другу с одинаковыми скоростями, не обгоняя основную массу потока и не отставая от неё – «поршневое» движение.
Время пребывания всех частиц в аппарате одинаково.
Примеры:
Газ, поступающий в длинную трубу, заполненную катализатором.
Аппарат с интенсивно работающей мешалкой для маловязких жидкостей.
Реальные аппараты относятся к промежуточному типу.
Пример: нагревание жидкости конденсирующимся насыщенным паром.
Наибольшая величина движущей силы в аппаратах ИВ, наименьшая – ИС. Реальные аппараты занимают промежуточное положение. В аппаратах ИВ движущая сила изменяется плавно и непрерывно по всей длине аппарата. В аппаратах ИС движущая сила постоянна по всей длине аппарата.
