С. По изменению параметров процесса во времени

Определяющими параметрами процессов производства строительных материалов являются температура, скорость потоков, давление и многие др.

В зависимости от изменения этих параметров во времени все процессы подразделяются на установившиеся (стационарные) и неустановившиеся (нестационарные).

С1. Установившиеся процессы – процессы, в которых значения параметров процесса являются постоянными во времени и зависят только от положения в пространстве.

В общем виде это можно представить следующим образом:

, (2)

где П – какой-либо параметр процесса; x, y, z – координата точки, в которой определяется параметр процесса.

С2. Неустановившийся процесс – процесс, параметры которого зависят не только положения в пространстве, но и от времени :

. (3)

3. Материальный и энергетический балансы процессА

В основе материального баланса лежит закон сохранения массы, согласно которому:

масса поступающих в процесс веществ G_н должна быть равна массе веществ, полученных в результате процесса G_к, т.е.

. (4)

В практических условиях неизбежны необратимые потери веществ G_п, и общее выражение для материального баланса процесса имеет вид:

. (5)

Материальный баланс составляют для процесса в целом или для отдельных его стадий. Баланс может быть составлен для всей системы компонентов в целом или по отдельным компонентам.

На основе материального баланса определяют выход продукта – отношение полученного количества продукта к максимально возможному:

. (6)

Иногда определяют условный выход – массу продукта, отнесенную к массе затраченного сырья:

. (7)

Практический расход исходных материалов обычно превышает теоретический вследствие того, что физико-химические превращения протекают не до конца, имеет место потери компонентов и т.д.

Материальный баланс используют для расчета необходимого количества сырья, при этом масса готового продукта задается при проектировании или замеряется на существующем производстве.

Энергетический баланс составляют на основе закона сохранения энергии, согласно которому

количество энергии, введенной в процесс, равно количеству выделившейся энергии, т.е. приход энергии равен ее расходу.

Частью энергетического баланса является тепловой баланс, который в общем виде выражается уравнением:

(8)

При этом подводимое тепло:

, (9)

где Q₁ – тепло, введенное с исходными компонентами;

Q₂ – тепло, подводимое с теплоносителем;

Q₃ – тепловой эффект физико-химического превращения.

На основании теплового баланса находят расход теплоносителя, необходимый для осуществления процесса.

3. Интенсивность процесса

Все основные процессы протекают только под действием движущей силы. Уравнение процесса может быть записано в следующем виде:

, (10)

где М – величина, характеризующая конечный результат процесса;

Х – движущая сила процесса;

А – величина, характеризующая рабочий параметр данного процесса (рабочая поверхность, рабочий объем и т.п.);

k – коэффициент пропорциональности, характеризующий скорость процесса.

Если уравнение (10) записать в виде:

(11)

то коэффициент k можно рассматривать как характеристику интенсивности процесса.

Интенсивность процесса – это результат процесса, отнесенный к единице времени и единице его рабочего параметра.

От интенсивности процесса следует отличать объемную интенсивность аппарата – интенсивность, отнесенную к единице общего объема аппарата, в котором осуществляется процесс. Эта величина до определенной степени может служить мерой совершенства конструкции аппарата.

При оценке конструкции аппарата или режима его работы решающее значение имеют его технико-экономические характеристики. Оптимальным будет такой аппарат (или режим его работы), который обеспечит заданный результат с наименьшими затратами.