Условия равновесия стационарного процесса.
ЛЕКЦИЯ 1.
Химическая технология – область технологии, которая изучает процессы изменения составов внутренней структуры вещества в ходе химического превращения.
Наука о методах и средствах массовой химической переработки сырья, предметах потребления и средства производства.
Типовые стадии химической технологии:
1. Подготовка сырья;
2. Химико-технологический процесс (ХТП);
3. Выделение целевого продукта;
4. Очистка выбросов.
Все типовые стадии могут быть осуществлены за счет типовых процессов.
1 группа типовых процессов – механические (1);
В результате механических процессов изменяется форма и размеры материалов без изменения химических свойств (дробление, сортировка, классификация);
2 группа типовых процессов – гидромеханические (гидростатика и гидромеханика), (3,4);
Расчет основан на законах гидростатики и гидромеханики. Они включают в себя: перемещение жидкости по трубопроводам и аппаратам, гидро- и пневмотранспорт твердых материалов, разделение неоднородных смесей в системах жидкость/твердое, газ/твердое, жидкость/жидкость.
3 группа типовых процессов – тепловые (1,2,3,4);
Процессы переноса тепла от одной среды к другой нагревание и охлаждение, испарение и конденсация, выпаривание, перегонка.
4 группа типовых процессов – массообменные (2,3,4);
Перенос вещества из одной фазы в другую: абсорбция, десорбция, адсорбция, ректификация, дистилляция, сушка
5 группа типовых процессов– химические (2);
Изменение химических свойств и внутреннего строения вещества.
Теоретические основы ПАХТ.
1.Математическое описание процесса (основано на законах сохранения).
Включает:
· Расчет материального баланса процесса (ЗСМ),
· Составление теплового баланса (ЗСЭ),
· Баланс сил,
· Статика и кинетика процесса.
2.Физико-химические основы
· Основы термодинамики,
· Основы гидродинамики и гидростатики,
· Основы теплопередачи,
· Основы массопередачи.
3. Принципы моделирования:
· Физическое моделирование,
· Математическое моделирование,
· Математическое подобие процесса в маленьком процессе и большом.
4.Теория размерности.
Применение основных физических законов к изучению физических процессов.
I. Материальный баланс (основан на законе сохранения масс)
Хсм – концентрация твердого вещества в смеси [кг/кг],
Хосв - концентрация твердого вещества в осветленной жидкости,
Хос - концентрация твердого вещества в осадке.
Gсм,Gосв,Gос –материальные потоки [кг/с].
1.Общий вид материального баланса:
Gc=Gocв+Gос
2.Баланс по компоненту (по твердому веществу):
GcXc=GосвХосв+GосХос
3. Баланс по жидкости:
Gc(1-Xc)=Gосв(1-Хосв)+Gос(1-Хос)
4.
II. Тепловой баланс.
Кожухотрубчатый теплообменник.
1.Общий тепловой баланс:
Q1+Qп=Q2+Qk+Qпот
Прежде чем составлять тепловой баланс процесса составляют материальный баланс.
Q1=G1C1t1; Qп=DIп; Q2=G2C2t2; Qk=Dkik, где D – количество пара,
I(i) - энтальпия Все физические величины, сопутствующие расчету, могут быть взяты из справочной литературы.
ЛЕКЦИЯ 2.
Условия равновесия стационарного процесса.
Любой процесс протекает до тех пор, пока не установится равновесие (и в химических, и в физических процессах).
Физическое равновесие: dt=0
t1<t2 t1<t3<t2
dр=0
Условия равновесия характеризуют статику процесса и показывают пределы, до которых может протекать данный процесс.
Отклонения системы от состояния равновесия выражает движущую силу процесса.
Изучение статики необходимо для:
1. Определения предела проведения процесса;
2. Определения движущей силы процесса;
3. Определения направления процесса.
Условия равновесия характеризуются равенством нулю полного дифференциала параметров системы.
Для массообменных процессов dc=0 (концентрация).
Кинетика процесса.
Чем больше отклонение системы от равновесия, тем выше скорость процесса. Скорость процесса не одинакова на различных его стадиях, т.к. постоянно изменяется движущая сила процесса в сторону уменьшения.
Изменение какой-либо величины А, характеризует результат процесса в 1 времени через 1 поверхности.
С другой стороны, скорость процесса пропорциональна движущей силе.
К – коэффициент скорости процесса;
∆ - средняя движущая сила процесса;
R=1/К – коэффициент сопротивления процесса.
1. Скорость гидродинамического процесса:
Кг – коэффициент скорости гидродинамического процесса;
∆р – движущая сила процесса.
2. Тепловой процесс:
Кт – коэффициент теплопередачи.
3. Массообменный процесс:
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|