Вопрос 1: Классификация основных процессов химической технологии.

Классификация может быть проведена на основе различных признаков:

А) В зависимости от основных законов, определяющих скорость процесса.

1. Гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики. (перемещение жидкости, сжатие, перемещение газов и т.д.);

2. Тепловые процессы, скорость которых определяется законами теплопередачи (нагревание, выпаривание и т.д.);

3. Массообменные, характеризующиеся переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз (адсорбция, кристаллизация и т. д);

4. Химические процессы, которые протекают со скоростью, определяющуюся законами хим. кинетики. Вместе с тем скорость хим. процессов существенно зависит от скорости переноса массы и тепла в системе;

5. Механические процессы, описывающиеся законами механики твердых тел (измельчение, транспортирование и т. д.), применяются для подготовки исходных твердых тел и обработки конечных твердых продуктов;

Б) По способу организации (периодические и непрерывные)

1. Периодические процессы характеризуются единством места протекания его отдельных стадий и неустановившимся состоянием во времени (все параметры изменяются в ходе процесса). Все стадии процесса осуществляются в одном аппарате в разное время (произв-во малого масштаба, частая смена ассортимента выпускаемой продукции);

2. Непрерывные процессы характеризуются единством времени протекания всех стадий, непрерывная загрузка исход. материалов и выгрузка конеч. продуктов. Все стадии протекают одновременно в разных точках аппарата (-ов). (многотоннажное произв-во). Непрерывные процессы осуществляются в открытых системах;

В) Комбинированные процессы.

1. Непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически;

2. Периодические процессы, одна или несколько стадий которого проводятся непрерывно;

Вопрос 2:

Общие принципы расчета и анализа процессов и аппаратов.

Связаны с решением след. задач:

1. Определение условий предельного или равновесного состояния системы (направление процесса и его движущая сила);

2. Вычисление расходов исход. материалов и кол-во получаемых продуктов, а также кол-во потребляемой энергии и расхода теплоносителей;

3. Определение оптимальных режимов работы и соответствующей им рабочей поверх-ти или рабочего объема аппаратов;

4. Вычисление основных размеров аппарата;

Материальный и энергетический балансы.

Материальный. По закону сохранения массы, масса поступающих веществ должна быть равна массе веществ, полученных в результате проведения процесса (без учета потерь): ∑G_Н = ∑G_К. С учетом потерь: ∑G_Н = ∑G_К + ∑G_П

Мат. баланс составляют для процесса в целом или для одной стадии.

Энергетический. Кол-во энергии, введенной в процесс, равно кол-ву выделенной энергии. В результате возможно изменение агрегатного состояния веществ.

Частью энерг. баланса является тепловой баланс: ∑Q_Н = ∑Q_К + ∑Q_П (∑Q_{Н –} вводимое тепло). , (Q_Р – тепловой эффект процесса). В энерг. балансе учитывается приход и расход всех видов энергии. (по этим данным находят расход энергии на осуществление процесса).

Интенсивность процессов и аппаратов.

Возможность протекания процессов определяется наличием движущей силы, которая: для гидромеханич. процессов определяется Δp; для теплообменных – Δt; для массообменных – Δс. Уравнение любого процесса может быть представлено в общем виде: . Коэффициент К (коэф. скорости процесса) отражает влияние всех факторов, не учтенных величинами, входящими в правую часть уравнения, а также все отклонения реального процесса от этой упрощенной зависимости. Интенсивность – результат процесса (перенос Q, М и др.), отнесенного к единице времени (ῖ) и единице величины А (раб. поверх-ть): .

или так: K = M / AῖΔ. Интенсивность: R = I / K. (R – гидравлич. сопротивление).

Определение основных размеров аппаратов.

Зная объемный расход (Q) и лин. скорость среды (w) можно определить попереч. сечение идеал. аппарата: S = Q/w (S = πD²/4). D =

a = F/V (а – поверх-ть, приходящаяся на ед. объема аппарата).

H = V/S (Н – высота аппарата).

V = Qῖ (V – раб. объем, Q – объемный расход, ῖ - периодичность процесса).