Оптимизация проектирования сборочных процессов

Сборочные работы являются многовариантными как по возможному составу и последовательности операций техпроцесса, так и по составу применяемой оснастки, оборудования, инструмента.

В качестве критериев оптимизации используются: трудоемкость процесса сборки; технологическая себестоимость; цикл сборки (время); затраты на сборочную оснастку.

Последовательность проектирования: выбор схемы базирования сборочной единицы; выбор оптимальной последовательности установки элементов сборочной единицы; выбор состава и последовательности выполнения операций соеди­нения, доводочных работ; выбор состава оснастки, инструмента, оборудования; расчет технико-экономических показателей; выбор оптимального варианта технологического процесса сборки вывод документации.

2. Математические модели гидродинамики.

В химической технологии различают непрерывные и периодические процессы. Непрерывные характеризуются постоянным протоком реакционной среды через аппарат. Периодические – его отсутствием.

Гидродинамика - описывает движение среды (жидкой, газообразной, смесью газовой - жидкой фазы, жидкой - твердой, сыпучей) через аппарат непрерывного типа.

1.Модель гидродинамики идеальной смешение:

1)Аппарат с мешалкой рис. 1. Основные допущения: в любой точке объема, в том числе в точке выхода, концентрация, температура, плотность, вязкость одинаковы. Допущение выполняется тем лучше, чем меньше вязкость среды, чем больше мощность, передаваемая на мешалку, отношение высоты аппарата к диаметру должно быть близко к единице H/D1.

2)Аппарат барботажного типа (пузыри газовой фазы перемешивают поступающую жидкость) рис. 2. Применение: конденсация, химические превращения, массообменные процессы. Вязкость у жидкости должна быть как можно меньше. H/D1.

3)Аппарат псевдоожиженного слоя рис. 3. Достоинства: колоссальная суммарная площадь контакта твердой фазы и газовой (жидкой) фазы. Применение: для сушки зерна, реакция между Т и Г(Ж), Т фаза – катализатор. Предпосылки для выполнения допущения: псевдоожижение газами осуществляется лучше, чем жидкостями, H/D1. Чем меньше частицы твердой фазы тем лучше смешение.

4)Реактор полого типа рис. 4. предназначен для проведения реакции в газовой фазе. Перемешивание осуществляется за счет диффузии газов. H/D1.

Структурная схема ИС:

1. Общее балансовое уравнение:

2. Материальный баланс по сухому веществу

ММ ИС:

Частный случай:

Преимущества модели ИС: простота и отсутствие параметров определяемых экспериментально.

2.Модель идеальное вытеснение. Аппараты: трубчатые реакторы, трубчатые теплообменники.

Основные допущения модели ИВ: Среда движется в поршневом режиме. Перемешивание между слоями в продольном направлении отсутствует; Перемешивание по радиусу отсутствует; L/D>>1;L/D100

Элементарный фрагмент трубы:

Материальный баланс:

ММ ИВ

u –скорость в трубе, F – площадь поперечного сечения; V – объемный расход

Краевые условия: Начальное условие =0, C(0,z)=C₀(z). Если труба пустая C₀(z)=0; Граничное условие z=0 C(,0)=C_вх(). Преимущества модели ИВ: простота и отсутствие параметров определяемых экспериментально.