3)Материальный баланс

Материальный баланс составляют на основе закона сохранения массы: масса всех поступающих веществ должна быть равна массе веществ получаемых в результате проведения процесса, т. е. без учета потерь.

Однако в практических условиях неизбежны потери веществ. Потери обозначим .

Материальный баланс составляется для процессов в целом или для отдельных его стадий. Баланс может быть составлен для системы в целом или по одному из входящих в нее компонентов. Например: материальный баланс процесса сушки составляется как по всему влажному материалу поступающему на сушку, так и по одному из его компонентов, т. е. массе абсолютно сухого вещества к массе влаги содержащегося в высушиваемом материале. Баланс составляется либо за единицу времени, либо в расчете на единицу массы исходных или конечных продуктов ( ).

Практический расход исходных материалов обычно превышает теоретический, вследствие того, что химические реакции не протекают до конца, происходят потери реагирующих веществ.

4)Энергетический баланс

Составляется на основе закона сохранения энергии, согласно которому количество энергии введенной в процесс равно количеству выделившийся энергии, т. е. приход энергии равен ее расходу. Проведение химически технологических процессов, обычно связано с затратой различных видов энергии: механической, электрической и др. Эти процессы часто совпадают изменением энтальпии системы вследствие изменения агрегатного состояния веществ. В химических процессах очень большое значение может иметь тепловой эффект протекающих реакций. Частью энергетического явл. тепловой баланс, который в общем виде выражается уравнением: . При этом вводимая теплота определяется , где Q₁ – тепло вводимое с исходным веществом; Q₂ – тепло вводимое извне: Q₃ – тепло вводимое физическими или химическими превращениями.

Отводимое тепло складывается из тепла удаляющегося с конечными продуктами и отводимого теплоносителя.

В энергетическом балансе кроме тепла учитывается приход и расход всех видов энергии. Например: затраченная механическая энергия на перемешивание жидкостей и транспортирование газов. На основании теплового баланса находят расход водяного пара, воды и др. теплоносителей, а по данным энергетического баланса общий расход энергии на осуществление процесса.

5)Кинетические закономерности основных пахт

Для анализов и расчетов процессов химической технологии необходимо кроме данных материального и энергетического балансов знать интенсивность процессов и аппаратов. Основные процессы могут протекать только под действием некоторой движущей силы, которая для гидродинамических процессов определяется разностью давлений; теплообменных – разностью температур; массообменных – разностью концентраций.

В 1-м приближении можно считать, что результат процесса характеризуется, например массой (М), перенесенного вещества или количеством переданного тепла пропорциональна движущей силе (∆), времени (τ), и некоторой величине (А), к которой относится интенсивность процесса. Такой величиной может быть рабочая поверхность, через которую происходит перенос энергии или массы, следственно уравнение любого процесса может быть представлено в общем виде: М=К*∆*τ*А. (1)

Коэффициент пропорциональности К в уравнении, характеризует скорость процесса и представляет собой кинематический коэффициент или коэффициент скорости процесса.

Под интенсивностью процесса понимают результат отнесенный к единице времени и единице величины А, т. е. М/Аτ. Интенсивность процесса всегда пропорциональна движущей силе и обратнопропорциональна сопротивлению, которые явл. величиной обратной кинематическому коэффициенту. Таким образом (2) будет выглядеть: (2).

Из уравнения (1) и (2) находят необходимую рабочую поверхность или рабочий объем аппарата по известным значениям остальных величин входящих в уравнение, или опред. результат процесса при заданной поверхности.