1. Классификация процессов и аппаратов
По своей природе основные процессы и аппараты химической технологии разделяются на 5 групп:
1. Гидромеханические процессы.
Скорость гидромеханических процессов определяется закономерностями гидромеханики, т. е. наука о движении жидкостей и газов.
Процессы: а) осаждение твёрдых частиц в жидкой либо газовой среде под действием силы тяжести, или силы электрического поля; б) фильтрация жидкой или газовой среды через слой зернистого материала под действием разности давления; в) перемешивание в жидкой среде; г) псевдоожижение твердого зернистого материала.
2. Тепловые процессы.
Скорость тепловых процессов определяется законами теплопередачи. К этой группе относятся процессы: а) нагревание, б) выпаривание, в) охлаждение, г) конденсация.
3. Массообменные процессы.
Скорость массообменных процессов зависит от скорости перехода вещества из одной фазы в другую, т.е. определяется законами массопередачи.
Процессы: а)абсорбция, б) ректификация, в) сушка, г) экстракция, д) сублимация.
4. Химические процессы.
Скорость химических процессов определяется закономерностями химической кинетики.
5. Механические процессы.
Скорость механических процессов определяется законами механики твердого тела.
Процессы: а) измельчение твердого материала; б) классификация; в) смешение сыпучих материалов.
2. Движущая сила гидродинамических, тепловых и массообменных процессов.
1. Для движения потока жидкости или газа (для гидромеханических процессов)
где, V – объём жидкости или газа
f – площадь поперечного сечения аппарата
- время
- разность давлений
(движущая сила)
- сопротивление
процессу перемещения
- коэффициент
скорости
2. Для тепловых процессов.
где, Q – количество теплоты , которое переходит от более нагретого к менее нагретому
F – поверхность теплопередачи
- время
- разность температур
(движущая сила)
- сопротивление
процессу теплопередачи
- коэффициент
скорости
3. Для массообменных процессов.
М – масса вещества, которая переходит из одной фазы в другую
- разность
концентраций
3. Свойства газов и жидкостей
Жидкость – это физическое тело, которое легко изменение свою форму под действием приложенных сил В гидравлике различают капельные и газообразные жидкости.
Капельные жидкости характеризуются малой сжижаемостью и небольшим изменением объёма при изменении температуры. Имеют плотность 1000 кг/м3
Газообразные жидкости (газы и пары) существенно изменяют свой объём при воздействии давления и температуры. Плотность равна 1кг/м3
1. Плотность – количество жидкости находящееся в единице объёма.
кг/м3
- относительная
плотность жидкости – отношение плотности
данного вещества к плотности
дистиллированной воды при 4 град.
Для того, чтобы пересчитать плотность газов и паров при рабочих условиях необходимо использовать формулу Менделеева – Клайперона
2.Вязкость – свойство жидкостей оказывать сопротивление собственному перемещению.
Динамическая
вязкость
= Па*с
Кинетическая
вязкость
= м2/с
Между ними существует
взаимосвязь через плотность
4. Гидростатика
Изучает равновесие жидкостей, находящихся в состоянии относительного покоя, при котором при движении жидкости частицы этой жидкости не перемещаются друг относительно друга.
5. Основное уравнение гидростатики
- пьезометрический
напор характеризует удельную потенциальную
энергию жидкости, т.е. энергию которая
приходится на единицу веса жидкости
6. Геометрический напор
Z – геометрический напор характеризует удельную потенциальную энергию положения данной точки над выбранной плоскостью сравнения
7. Статический напор
Сумма указанных энергий называется статическим напором (4 + 6)
8. Гидродинамика
Это часть гидравлики, которая изучает движение газа и жидкости.
Перемещение жидкостей связано с движущей силой процесса, которой является разность давлений Чем больше разность давлений в различных точках трубопровода, тем с большей скоростью движется жидкость; для того чтобы создать движущую силу процесса перемещения жидкости и газа применяют специальные машины .Жидкости – насосы, газы – вентиляторы.