1.3 Механические процессы

Классификация механических процессов. Измельчение твердых материалов раздавливанием, раскалыванием, истиранием, ударом. Физико-механические основы измельчения. Уравнение Ребиндера, гипотезы Кика-Кирпичева и Реттингера. Классификация машин для измельчения. Расчет угла захвата и предельного размера куска валками мельницы. Расчет частоты вращения барабана шаровой мельницы. Методы классификации дисперсных материалов по величине зерна и по физико-механическим свойствам. Типы аппаратов для проведения процессов классификации. Методы обработки пищевых материалов давлением (прессование, отжим, формование, гранулирование). Смешивание сыпучих материалов и аппараты для осуществления процессов.

1.4 Тепловые процессы

1.4.1 Общие сведения о тепловых процессах

Основные понятия и определения. Классификация тепловых процессов. Виды теплообмена. Движущая сила процессов теплообмена. Закон Фурье и дифференциальное уравнение Фурье для установившегося и неустановившегося режимов движения жидкости.

Закон Ньютона. Дифференциальное уравнение Фурье-Кирхгофа. Тепловой пограничный слой. Дифференциальное уравнение установившегося конвективного переноса тепла. Критерии теплового подобия. Критериальные уравнения конвективного теплообмена. Метод интенсификации конвективного теплообмена.

Коэффициенты конвективной теплоотдачи: при свободной конвекции; при ламинарном и турбулентном течениях; при пленочном течении жидкостей; в аппаратах с мешалками, в дисперсных системах с твердой фазой.

Теплоотдача при изменении агрегатного состояния: при кипении и испарении жидкостей, конденсации паров.

Основное уравнение теплопередачи. Интенсификация процесса теплопередачи, средняя разность температур при прямотоке и противотоке. Выбор направления движения теплоносителей, их сравнительная оценка.

1.4.2 Нагрев и охлаждение

Уравнение теплового баланса. Классификация теплообменных аппаратов. Рекуперативные теплообменники, их классификация и сравнительная оценка. Теплообменные аппараты емкостного типа, трубчатые, тонкослойные, их сравнительная оценка, способы интенсификации теплообмена. Методы инженерного расчета теплообменников.

Контактные теплообменные аппараты. Физика протекающих процессов, уравнение теплового и материального балансов. Греющие и охлаждающие агенты: пар, вода, их сравнительная оценка. Нагрев глухим паром и горячей водой.

1.4.3 Выпаривание

Назначение, движущая сила и способы ведения процесса выпаривания. Выпаривание при атмосферном давлении и под вакуумом. Недостатки и преимущества. Простое выпаривание. Материальный и тепловой баланс. Удельный расход пара. Полезная разность температур, температурные депрессии. Методы повышения экономичности процесса выпаривания. Выпаривание с компрессированием сокового пара. Многокорпусное выпаривание. Выбор числа корпусов. Основные схемы многокорпусных выпарных установок (МВУ), их характеристики. Материальный и тепловой баланс МВУ. Полезная разность температур и ее распределение по корпусам.

Классификация выпарных аппаратов. Аппараты циркуляционного типа, их сравнительная оценка, способы увеличения скорости циркуляции. Пленочные аппараты, их характеристика. Гидродинамика и теплообмен свободно стекающей пленки. Роторные пленочные аппараты, гидродинамика пленочного потока, методика расчета.

Конденсация паров, типы конденсаторов и их характеристика. Конденсаторы смешения, конструкция, принципы работы, рабочий процесс в конденсаторе. Уравнения материального и теплового балансов конденсаторов смешения. Методика их расчета.