9. Элементы химического масштабирования.

Масштабирование – перенос закономерностей процесса на большие масштабы. Производится по ступеням: 1.лаборат.установка; 2.малая технич. установка (закон-ти гидродинамики, реакц.кинетика. тепло- и массопередача); 3.пилотная установка (проблема использования побочных продуктов, проблема сырья, системы контроля и управления, прогнозирование техники безопаснсти); 4.полномасштабная промышленная установка. Методы масштабирования: 1.эксперимент; 2.экстраполяция и интерполяция; 3.построение матем. модели; 4.использование методов подобия. Подобными называются такие явления, для которых отношение сходственных и характеризующих их величин постоянны Т. к между подобными величинами существуют постоянные отношения, то опытные данные полученные на моделях с помощью констант подобия могут быть перенесены на более крупные тех. процессы и аппараты. Любой физич закон не зависит от выбора системы измерения и может быть выражен через критерии подобия. Одинаковые значения критериев характеризуют сходные между собой процессы. Две системы явл. подобными , если могут быть описаны однородной линейной функцией у=f(a,b,c), y’=f(a’,b’,c’), y’=ky, к---коэф подобия(масштабный фактор). Виды подобия: 1) геометрическое—выбирают несколько характерных, должна соблюдаться пропорциональность размеров между моделью и готовым аппаратом Daппарат=kDмодель 2)гидродинамическое – должны быть одинаковые св-ва текущей субстанции в модели и реальности (плонтость, теплоемкость. коэф диф-и, вязкость), скорость течения субстанции должны быть одинаковы с учетом хар-ных размеров VaDa=VmDm, VakDm=VmDm, k=Vm/Va=Da/Dm. Если выполняется геометрическое и гидродинамическое подобие, то это физическое подобие 3)диффузионное (подобие массопереноса) 4)тепловое –определяющий параметр дельтаТ, значит зависимость скорости химич реакции r определяется (rD/VделT)m=(rD/VделТ)а 5)химическое (определенные компоненты). гомоген реакция (rD/V)m=(rD/v)a, (rDDk/V)m=(rDDk/V)a, где Dk—диаметр зерна катализатора, 1/V=T среднее время пребывания в реакторе, (rDT)m=(rDT)a, Va/Vm=1/k, Dm/Da=1/k, ra=1/Kквадрат rm---если есть геом подобие то не удается достичь химического, 6) Временное подобие—время за которое совершается тот же этап реакции

11. Аппаратура для перемещения жидкостей и газов.

Перемещение жидкостей осуществляется по трубопроводам: движущая сила определяется разностью давлений. Сверху вниз жидкость перемещается самотоком, а наоборот-с помощью насосов--это гидромашины, которые сообщают жидкости энергию, преодолевающее все сопротивления. Виды: 1)объемные--жидкость вытесняется из замкнутого пространства насоса телами, которые движутся вращательно) 2)лопастные--при вращении в жидкости лопастей возникает центробежная сила (центробежные насосы). 3)струйные--сила возникает за счет движения струи воздуха, пара 4) вихревые --при вращении рабочих колес возникают .вихри 5) Газлифты--образование пены при подаче воздуха 6) сифоны--давление воздуха или ж.Насос состоит из цилиндра и помещенного в него поршня при поступательном движении которого происходит всасывание жидкости в цилиндр и выталкивание ее в трубопровод. Насосы бывают приводные и паровые(соединенный с паровой машиной), по расположению поршня:горизонтальные, вертикальные.При большой высоте подачи может быть потеря напора, их сводят к мin при установке на линиях всасывания и трубопровода воздушного колпака. Воздух в ней обеспечивает равномерное движение жидкостей и нормальную работу насоса. Компрессоры - применяют для перемещения по трубопроводам сжимаемых при охлаждении газов, перемешивания и распыливания жидкостей, увеличения степени превращ исходных в-в. Подразделяют на вакуумные (начальное давление ниже атмосферного, т е < 0,115 МПа), низкого (р2 = 0,115—1 МПа), среднего (1-10 МПа), высокого (10-100 МПа) и сверхвысокого (св 100 МПа) давления. Компрессоры бывают одно- и многоступенчатые, одно- и многосекционные (секция единичная ступень либо группа ступеней, после которой газ отводится в холодильник или направляется потребителю). В зависимости от степени сжатия: копрессоры(р2/р1>3)газодувки(р2/р1=1-3)вентиляторы (р2/р1 примерно1). По принципу сжатия компрессоры 1) Динамические ---непрерывное ускорение потока газа с преобразованием подводимой к нему внеш энергии последовательно в кинетич энергии потока в потенциальную (давление) 2) объемные -- компримирование происходит вследствие периодич уменьшения объема, занимаемого газом. Они по виду рабочего органа делятся на а) поршневых газ сжимается в цилиндре поршнем. б) мембранные -- газ компримируется в результате сжатия при колебаниях мембраны. г) роторные -- уменьшение объема газа осуществляется одним или неск. вращающимися роторами. Пример винтовые при вращении ведущего ротора его зубья входят в зацепление с зубьями на ведомом роторе и вытесняют находящийся в камерах сжатый газ.