потокам массы, так и по отдельным веществам (компонентам) или видам атомов, например по углероду, водороду и т. п.

Материальный и энергетический балансы, составленные для всего аппарата (процесса), позволяют рассчитать внешние потоки, входящие в данную систему и покидающие ее.

3. Определение внутренних потоков в аппарате

Для расчета размеров аппарата (площади поперечного сече- ния, высоты, размеров внутренних устройств и т. п.) недостаточно знать только внешние потоки материи и энергии (тепла). Для этого необходимо определить материальные и тепловые потоки внутри аппарата, которые могут быть существенно больше внеш- них потоков. Кроме того, внутренние потоки могут значительно изменяться по высоте аппарата (в различных его сечениях) вслед- ствие изменения давления, температуры и теплофизических свойств веществ.

Поясним определение внутренних потоков L и G, например жидкости и пара, применительно к схеме аппарата, приведенного на рис. 1-3. Мысленно разрежем аппарат в интересующем нас

сечении 1—1 и отбросим одну из частей. Так как обе части аппарата связаны внутренними потоками, заменим ими действие отброшен­ной части на оставшуюся (рис. 1-4). Теперь для любого из двух вариантов, представленных на рис. 1-4, можно составить уравнения материального и теплового балансов, аналогичные уравнениям балансов для внешних потоков. Например, для части аппарата

а 5

Рис. 1-4. Схема для определения внутренних потеков: а — вариант первый; б — вар iumt, второй.

выше сечения 1—1 (вариант I) балансы вещества и тепла будут выглядеть следующим образом:

а) материальный баланс

+ G = + L (1,3)

б) тепловой баланс

2Q' + Gf_G = EQ* + I/_L (1,4)

При известных энтальпиях внутренних потоков i_G и i_L из вы­ражений (1,3) и (1,4) находим потоки L и G. Проведя аналогичные расчеты для нескольких сечений аппарата, получим величины по­токов в пределах контактной зоны аппарата, определяющие раз­меры соответствующих его сечений.

Необходимо подчеркнуть, что для выявления изменений вели­чин внутренних потоков по высоте аппарата надо обязательно составлять как материальные, так и тепловые балансы для различ­ных сечений аппарата, поскольку эти изменения величин потоков обусловлены изменением их теплофизических свойств (плотности, теплоемкости, скрытой теплоты испарения) вследствие изменения температур, давлений и составов.

4. Системы единиц

В октябре 1960 г. в Париже на XI Генеральной конференции по мерам и весам была принята и уточнена на последующих ГКМВ универсальная для всех отраслей науки и техники между­

народная система единиц. Сокращенное название новой системы единиц SI (Systeme International (d'Unites). Эта система преду­смотрена стандартом СЭВ (СТ СЭВ 1052—78) «Единицы физиче­ских величин», введенным в действие непосредственно в качестве ГОСТа СССР с 1 января 1980 г.

В качестве основных в СИ приняты следующие семь единиц:

метр (м) — единица длины;

килограмм (кг) — единица массы;

секунда (с) — единица времени;

ампер (А) — единица силы тока;

моль (моль) — единица количества вещества;

Кельвин (К) — единица термодинамической температуры;

Кандела (кд) — единица силы света.

Кроме того, для измерения углов приняты две дополнительные единицы:

радиан (рад) — единица плоского угла; стерадиан (ср) — единица телесного угла. Наряду с единицами СИ допускается применять также следую­щие единицы: массы—тонну; времени—сутки, час, минуту; пло­ского угла — градус, минуту, секунду; объема — литр; темпера­туры — градус Цельсия. Временно допускается применять сле­дующие единицы: частоты вращения — оборот в секунду, оборот в минуту; давления — бар.

Кроме термодинамической температуры, служащей для из­мерения абсолютных температур, существует международная практическая температурная шкала, утвержденная в 1967 г. XIII Генеральной конференцией по мерам и весам. Соотношение температур по международной практической температурной шкале равно

Т =/ + 273,15 + 273 ■ (1,5)

где Т и t — температуры в К и °С, соответственно.

При практических измерениях температур используют гра­дусы Цельсия.

Кратные и дольные единицы СИ. Кроме основных единиц, в практике измерений удобнее применять более крупные (кратные) или более мелкие (дольные) единицы, которые образуют умноже­нием исходных единиц на число 10 в соответствующей степени (табл. 1-2). Приставки рекомендуется выбирать таким образом, чтобы числовые значения величин находились в пределах 0,1— 1000. Приставку для образования кратных или дольных единиц следует добавлять к "наименованию только грамматической основы слова системной единицы; две приставки применять не разре­шается. Например, нельзя употреблять такие термины: мега- километр, мегакилограмм и т. п.

Производные единицы. Кроме основных применяют также про­изводные единицы для измерения производных величин: пло-

Приставка	Обозначение	Множитель, на который умножают основную единицу	Приставка	Обозначение	Множитель, на который умножают основную единицу
Тера	т	1012	Санти	С
Гига	г	ю9	Милли	м -	Ю-3 »
Мега	м	106	Микро	мк	10"°
Кило	к	103	Нано	н	ИО"9
Гекто	г	102	Пико	п	и 10-12
Дека	Да	101 i	Фемто	ф	Ю-15,
Деци	Д	Ю-1	Атто	а	10"18

щади, объема, скорости, ускорения, плотности, работы (энергии) и т. д. ^

Единица площади — квадратный метр (м²); » объема — кубический метр (м³); » скорости — метр в секунду (м/с); » ускорения — метр на секунду в квадрате (м/с²); » плотности — масса тела в единице его объема (кг/м³);

удельный вес — вес единицы объема тела (Н/м³).

Механические единицы. Единица силы называется ньютон (Н)— сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с² в направле­нии действия силы.

Из второго закона Ньютона 1 Н = 1 кг-1 м/с² = 1 кг м/с². Единица работы (энергии) — джоуль (Дж) — работа, производи­мая силой 1 Н при перемещении точки ее приложения на расстоя­ние 1 м в направлении действия силы

1 Дж = 1 Н-1 м = 1 Нм •

Единица мощности — ватт (Вт) соответствует работе в 1 Дж, выполненной за 1 секунду

1Вт = Ь^=1 Дж/с

За единицу давления принято давление, оказываемое си­лой 1 Н по нормали к поверхности площадью 1 м². Эта единица называется паскаль (Па): 1 Н/м² = 1 Па. Во многих технологи­ческих расчетах эта единица оказалась слишком малой и поэтому применяют более крупные единицы с приставками кила и мега.

Единица динамической вязкости — паскаль-секунда — это динамическая вязкость среды, касательное напряжение в которой при ламинарном течении слоев с разностью скоростей 1 м/с, на­

ходящихся на расстоянии [1 м по нормали к направлению ско- рости

, 1 кг-1 м/сМ с , _#/ .

1 Пас — = 1 кг/(мс)

Следует иметь в виду, что единица динамической вязкости достаточно крупная и поэтому рекомендуется использовать доль- ные единицы, например с приставкой милли.

Единица кинематической вязкости — квадратный метр в се- кунду — кинематическая вязкость среды с плотностью 1 кг/м³, имеющей динамическую вязкость 1 Па-с

1 _М2_/С _ 1 Па-с ₌ 1 кг/(мс) 1 кс/м³ 1 кг/м³

Тепловые единицы. Единицей измерения тепла, как и любого другого вида энергии, в СИ является джоуль (Дж).

Единица энтальпии — тепловой энергии в единице массы ве- щества — джоуль на килограмм (Дж/кг) или килоджоуль на кило- грамм (кДж/кг).

Единица теплопроводности — ватт на метр К [Вт/(м-К)Ь Единица коэффициента теплопередачи (теплоотдачи) — ватт на квадратный метр К [Вт/(м²-К)].

Ниже приведены некоторые соотношения между единицами других систем и СИ: единицы длины

1 см = 10"² м; 1 мм = 10"³ м; 1 мкм = 10~⁶ м; 1 А = КГ¹⁰ м единицы площади

1 см² = 10"⁴ м²; 1 мм² = 10-е м²

единицы объема

1 см³ = 10~⁶ м³; 1 л = 10~³ м³ = 1 дм³ единицы массы

1 г = Ю^-3 кг; 1 т = 10³ кг; 1 т. е. м = 1 кгс-с²/м « 9,81 кг единицы частоты

1 Гц = 1 период/с единицы линейной скорости

1 км/ч « 0,278 м/с; 1 м/мин ^ 0,0167 м/с единицы частоты вращения

jt

1 об/мин = -зд- рад/с « 0,105 рад/с

единицы плотности

1 г/см³ = 10³ кг/м³; 1 г/мл = Ю³ кг/м³; 1 кг/л «10³ кг/м³ единицы механической силы

1 дин = 10-5 Н; 1 кгс « 9,81 Н