- •Введение
- •1 Характеристика основных стадий технологического процесса
- •2 Классификация основных процессов
- •В. По способу организации
- •С. По изменению параметров процесса во времени
- •3 Материальный и энергетический балансы процессА
- •4 Интенсивность процесса
- •5 Виброреология дисперсных систем
- •6 Гидромеханические процессы
- •6.1 Внешняя задача гидродинамики
- •Потеря энергии в таких условиях связана в основномс преодолением сопротивления трения.
- •6.2 Осаждение частиц под действием силы тяжести
- •6.3 Смешанная задача гидродинамики
- •6.3.1 Гидродинамика слоя зернистого материала
- •6.4 Процессы образования неоднородных систем
- •6.4.1 Общая характеристика неоднородных систем
- •6.4.2 Методы получения неоднородных систем
- •6.5 Течение неньютоновских жидкостей
- •6.5.1 Основные понятия реологии
- •6.5.2 Идеальные законы реологии
- •6.5.3 Моделирование реологических свойств
- •6.6 Гидродинамика неньютоновских жидкостей
- •6.7 Вязкость жидких дисперсных систем
- •7 Методы формования
- •7.1 Формование литьем
- •7.2 Пластическое формование (экструзия)
- •7.3 Прессование
- •7.4 Виброформование
- •7.4.1 Основы виброреологии
- •7.4.2 Виброуплотнение
- •8.1 Измельчение в промышленности строительных материалов
- •8.1.1 Закономерности процесса измельчения
- •8.1.2 Кинетика измельчения
- •8.1.3 Влияние среды на процесс измельчения
- •8.1.4 Методы измельчения в технологии строительных материалов
- •8.2 Дробление материалов
- •8.3 Помол материалов
- •8.4 Классификация материалов
- •8.4.1 Механическая классификация
- •8.4.2 Способы выражения зернового состава материалов
- •8.4.3 Условия прохождения зерна через сито
- •8.4.4 Способы грохочения
- •8.4.5 Принципы подбора зернового состава материалов
- •8.5 Выбор дробильно-помольного оборудования
- •9 Перемешивание материалов
- •10 Тепловые и массобменные процессы
- •10.1 Общие сведения о тепловых процессах
- •10.2 Классификация тепловых процессов
- •10.3 Движущая сила тепловых процессов
- •10.4 Теплообмен при изменении агрегатного состояния
- •10.4.1 Теплообмен при конденсации паров
- •10.4.2 Теплообмен при растворении вещества
- •10.5 Внешний и внутренний теплообмен
- •10.5.1 Внешний теплообмен
- •10.5.2 Внутренний теплообмен
- •10.6 Массообменные процессы
- •10.6.1 Основные закономерности массообмена
- •10.6.2 Уравнение массопередачи
- •10.6.3 Массоперенос в капиллярно-пористых телах
- •10.6.4 Внутренний и внешний массообмен
- •10.7 Классификация теплообменных аппаратов
10.6.4 Внутренний и внешний массообмен
Как уже указывалось, в промышленности строительных материалов основным массообменным процессом является сушка.
Исследуя процессы внутреннего влагопереноса, А.В.Лыков предложил уравнение массопроводности:
, (10.27)
где m – коэффициент влагопроводности; - градиент потенциала массопереноса.
Коэффициент влагопроводности m идентичен коэффициенту массопроводности K.
В дальнейшем было показано, что влага в материале движется за счет градиентов влагосодержания u, температуры t и давленияP.
Следовательно, плотность общего потока влаги qm есть сумма плотностей потоков влаги, движущейся в материале за счет этих градиентов, т.е.:
(10.28)
Первый член данного уравнения qmu представляет собой плотность потока влаги, движущейся в материале за счет градиента влагосодержания:
, (10.29)
где u = сm - градиент влагосодержания; cm – удельная влагоемкость материала (аналог удельной теплоемкости); am – коэффициент потенциалопроводности.
(10.30)
Коэффициент потенциалопроводности характеризует скорость выравнивания влагосодержания в материале.
Второй член qmt – плотность потока влаги, движущейся в материале за счет градиента температуры:
, (10.31)
где - коэффициент термовлагопроводности (термоградиентный коэффициент).
Третий член qmp выражает плотность движущегося в материале потока влаги за счет градиента давления:
, (10.32)
где ap = amp0 – коэффициент массопроницаемости; p – бароградиентный коэффициент.
При низких температурах, когда влага движется в материале в виде жидкости, коэффициент массопроницаемости характеризует влагопроницаемость материала под действием избыточного давления. При высоких температурах, когда влага в материале движется в виде пара (молярный перенос), ap характеризует паропроницаемость материала.
Таким образом, плотность общего потока влаги в материале:
(10.33)
Уравнение внешнего влагопереноса (влагоотдача от поверхности материала в окружающую среду):
, (10.34)
где m – коэффициент влагоотдачи; P”п – парциальное давление пара у поверхности материала; P’п – парциальное давление пара в окружающей среде.
Значение коэффициента влагоотдачи может быть определено по следующему эмпирическому соотношению:
, (10.35)
где w – скорость движения теплоносителя.
10.7 Классификация теплообменных аппаратов
Теплообменным аппаратом называют устройство, предназначенное для передачи тепла от одной среды к другой.
По принципу действия теплообменные аппараты разделяют на смесительные и рекуперативные.
В смесительных аппаратах теплоотдача осуществляется при непосредственном соприкосновении теплоносителя и материала.
В рекуперативных аппаратах тепло от теплоносителя к материалу передается через разделяющую их стенку.
Большинство тепловых аппаратов, применяемых в технологии строительных материалов, по принципу действия можно отнести к смесительным аппаратам.
При тепловой обработке строительных материалов важным условием получения продукта с заданными свойствами является поддержание в тепловой установке требуемого теплового режима.
Тепловым режимом называют основные параметры, при которых происходит тепловая обработка материалов и изделий. К этим параметрам относятся: температура, длительность тепловой обработки, влажность среды в установке, давление среды, состав среды и скорость ее движения.
Основными показателями работы тепловой установки являются:
удельный расход теплоты
(10.36)
где Q – часовой расход теплоты; G – часовая производительность установки в единицах продукции.
КПД установки
(10.37)
где Qполезн – полезно затраченное тепло; Qзатр – теплота полностью затраченная в тепловой установке.
Удельный съем продукции с 1 м2 (1 м3) установки
(10.38)
где A – площадь рабочего сечения тепловой установки; V – рабочий объем тепловой установки.
Список литературы
1 Баталин, Б.С. Процессы и аппараты технологии строительных изделий. – Пермь: ПГТУ, 2001
2 Ерёмин, Н. Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов. - М.: Высшая школа, 1986
3 Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973
4 Перегудов, В. В., Роговой М. И. Тепловы процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. - М.: Стройиздат, 1983
5 Ресурсосберегающие технологии керамики силикатов и бетонов. Структурообразование и тепловая обработка / А. В. Нехорошев и др. - М.: Стройиздат, 1991
6 Гаркави, М. С., Иванова, Н. В. Лабораторный практикум по курсу «Технология строительных изделий и конструкций». - Магнитогорск, 1994
7 Гаркави, М.С., Зубулина, Н.И. Процессы и аппараты технологии строительных изделий: Методические указания к изучению дисциплины и выполнению курсового проекта для студентов заочного обучения специальности 290600 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций». Магнитогорск: МГТУ, 2001
8 Шмитько, Е.И. Процессы и аппараты технологии строительных материалов и изделий: Уч. пособие / Е.И. Шмитько. – СПб.: Проспект Науки, 2010. – 736 с.