Kapag nagdidisenyo ng mga pag-install para sa pagsasagawa ng mga tipikal na proseso ng teknolohiyang kemikal, pagpili ng prinsipyo ng pagkalkula at mga kinakailangang kagamitan, ang mga proseso ng kemikal ay pangunahing kahalagahan.

Mga pangunahing proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal

Ang lahat ng data ng sanggunian at pangkalahatang impormasyon tungkol sa paggawa ng kemikal ay nakapaloob sa manwal ng disenyo na na-edit ni Yu. I. Dytnersky "Mga pangunahing proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal".

Ang sabi ng gabay:

• tungkol sa mga kalkulasyon ng heat-exchange at mass-exchange device;
• sa gawain ng evaporator, distillation at adsorption plants;
• sa mekanikal na mga kalkulasyon ng mga pangunahing bahagi at bahagi ng mga kemikal na aparato;
• tungkol sa haydroliko kalkulasyon.

Ang publikasyon ay naglalaman ng mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga yunit ng paghihiwalay ng lamad at data sa pagkikristal.

Mga uri ng proseso at teknolohiya ng kemikal

Para sa paggawa ng mga natapos na produkto at mga intermediate na sangkap gamit ang pagproseso ng kemikal ng pinagmulang materyal, iba't ibang mga pamamaraan at aparato ang ginagamit. Ang batayan ng karamihan sa mga operasyon ay ang paglipat ng isang sangkap.

Batay sa layunin at operasyon sa hinaharap, ang mga sumusunod na uri ng mga proseso ay nakikilala:

• hydromechanical ay ginagamit para sa mekanikal na paghihiwalay ng mga heterogenous mixtures ng mga likido at gas, ang kanilang paglilinis mula sa solid particle, halimbawa, sedimentation at sedimentation sa isang centrifuge;
• thermal, na batay sa paglipat ng init (pagsingaw, paghalay, pagpainit, paglamig);
• Ang paglipat ng masa ay binubuo sa paglipat ng bagay na may pinagsamang paglipat ng momentum at init (pagsipsip, adsorption);
• ang kemikal at biochemical ay nangyayari kapag nag-iiba-iba ang kemikal na nilalaman at mga katangian (ionic reactions, glycolysis, fermentation).

Ang mga teknolohikal na proseso ayon sa tagal ay nahahati sa:

• pana-panahon;
• tuloy-tuloy;
• pinagsama-sama.

Ang mga pana-panahong proseso ay nagpapatuloy nang hindi pare-pareho, dahil mayroong isang paikot na pagtula ng mga panimulang materyales. Ang magkasanib na pag-load ng mga hilaw na materyales at pagbabawas ng mga produkto ay nagpapakilala sa isang tuluy-tuloy na proseso. Ang mga pinagsamang proseso ay binubuo ng dalawang uri ng mga operasyon o ilang magkakahiwalay na yugto nang magkasama.

Sa paggawa ng kemikal, binibigyang diin ang paggamit ng tuluy-tuloy na mga proseso na ganap na mekanisado at kinokontrol ng automation. Ang mga tuluy-tuloy na proseso ay mas praktikal kaysa sa mga batch na operasyon. Sa patuloy na proseso, dahil sa patuloy na daloy ng mga operasyon, nababawasan ang mga gastos sa pananalapi, mapagkukunan at paggawa.

Mga proseso ng pagtitipid ng enerhiya at mapagkukunan sa teknolohiyang kemikal

Ang isang hanay ng mga hakbang para sa maingat at mahusay na paggamit ng mga elemento ng produksyon ay enerhiya at pag-save ng mapagkukunan, na nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang mga pamamaraan:

• pagbabawas ng intensity ng kapital at pagkonsumo ng mga natapos na produkto;
• paglago ng produktibo;
• pagtaas ng kalidad ng produkto.

Ginagawang posible ng mga hakbang sa pagtitipid ng mapagkukunan upang matiyak ang paggawa ng mga natapos na produkto na may pinakamababang paggamit ng gasolina at iba pang mga feedstock, mga bahagi, gasolina, hangin, tubig at iba pang mga mapagkukunan para sa mga teknolohikal na pangangailangan.

Kasama sa mga teknolohiya sa pag-save ng mapagkukunan ang:

• saradong sistema ng supply ng tubig;
• paggamit ng pangalawang mapagkukunan;
• pag-recycle ng basura.

Ang mga teknolohiyang nagtitipid ng mapagkukunan ay nakakatipid sa paggamit ng mga materyales at binabawasan ang epekto ng mga nakakapinsalang salik ng produksyon sa kapaligiran.

Disenyo at pagkalkula ng mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal

Ang pagkalkula ng mga kagamitan sa kemikal at disenyo ay isinasagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

• ang paunang data ay nasuri, ang direksyon ng daloy ng proseso ay ipinahayag;
• ang isang materyal na balanse ay iginuhit at ang dami ng mga halaga ng mga daloy ng materyal ay tinutukoy. Ang balanse ng materyal ay ang pagkakakilanlan ng pagdating at pagkonsumo ng mga daloy ng masa ng mga elemento sa isang kagamitan;
• batay sa balanse ng init, tukuyin ang pagkonsumo ng init sa reaksyon o ang rate ng daloy ng mga carrier ng init. Ang balanse ng init ay kumakatawan sa pagkakapantay-pantay ng papasok at papalabas na init na daloy sa kagamitan;
• ang puwersang nagtutulak ng proseso ay tinutukoy batay sa batas ng ekwilibriyo;
• ang koepisyent ng bilis K ay kinakalkula, na inversely proporsyonal sa paglaban ng kaukulang operasyon;
• ang laki ng apparatus ay kinakalkula ayon sa pangunahing kinetic regularity. Ang laki na ito ay kadalasang tumutukoy sa ibabaw ng device. Ayon sa kinakalkula na halaga, gamit ang mga espesyal na katalogo o normal, ang pinakamalapit na karaniwang sukat ng dinisenyo na kagamitan ay pinili.

Mga kumpanyang may mga grupo ng pananaliksik sa proseso ng kemikal

Ang mga kumpanyang may mga grupo ng pananaliksik sa proseso ng kemikal ay malalaking organisasyon na may malaking kawani ng mga eksperto sa kemikal. Ang isa sa naturang organisasyon ay ang Modcon Systems, na gumagawa ng mga produkto, nagpapanatili ng teknikal na patakaran upang suportahan ang lahat ng uri ng mga aktibidad sa pananaliksik, at nagsasagawa rin ng pinagsama-samang pag-optimize ng proseso sa larangan ng pagdadalisay ng langis, pipelines, biotechnology at chemistry.

Kasama sa laboratoryo complex ng sentrong pang-agham at inhinyero ng Mirrico Group of Companies ang mga laboratoryo ng pananaliksik at pagsubok na bumuo ng mga bagong uri ng produkto at teknolohiya para sa iba't ibang layunin.

Kasama sa SRC GC "Mirrico" ang mga sumusunod na laboratoryo ng pananaliksik sa industriya (SRL):

• Research Laboratory "Reagents para sa pagbabarena at produksyon";
• Research Laboratory ng Mining Division;
• Research Laboratory ng Oil and Gas Processing at Petrochemistry "Mga Proseso";
• Laboratory ng Pananaliksik "Mga Fluid sa Pagbabarena at Teknolohiya";
• NIL "Tubig".

Mga tagagawa ng chemical apparatus

Upang ipatupad ang mga pagbabagong kemikal sa sektor ng petrochemical, kailangan ang mga reaktor at kagamitan ng kemikal. Ang chemical reactor ay isang tatlong-pader na apparatus na nasa ilalim ng pressure o vacuum na may iba't ibang paraan ng pag-init, may mga high-speed at low-speed agitators. Batay sa halaga ng temperatura ng pag-init at ang pangangailangan na kontrolin ito, napili ang coolant.

Ang planta ng YuVS ay nakikibahagi sa pagbuo at paggawa ng mga reaktor ng iba't ibang disenyo, batay sa paglabas ng reaksyon sa kagamitan, ang pisikal na estado ng mga bahagi, ang kinakailangang rehimen ng init, presyon, dami, at ang likas na katangian ng daloy ng proseso. Upang mapabilis ang proseso ng thermal at mass transfer, ang mga reactor ay nilagyan ng mga karagdagang elemento na hinalo. Ang kalidad ng mga ginawang kagamitan ay mahigpit na kinokontrol dahil sa mas mataas na pag-iingat sa kaligtasan. Ang mekanikal na lakas, paglaban sa kinakaing unti-unti na pagkilos ng mga naprosesong hilaw na materyales at ang kaukulang pisikal na katangian ay ang mga kinakailangan para sa mga kemikal na reaktor.

Ang isa pang kumpanya, ang SibMashPolymer LLC, ay nagkalkula at gumagawa ng mga kemikal na reaktor, at nagbibigay din ng mga garantiya para sa mataas na kalidad ng mga ginawang aparato. Ang kumpanya ay nagsasagawa ng mga pagsubok sa mga produkto nito sa isang laboratoryo na nilagyan ng radiographic control ng mga device.

Ang asosasyong pang-industriya na "Khimstroyproekt" ay gumagawa ng enerhiya-nagse-save at init exchangers alinsunod sa mga pamantayan ng Teknikal na Regulasyon ng Customs Union "Sa kaligtasan ng kagamitan na tumatakbo sa ilalim ng labis na presyon" (TR TS 032/2013).

Ang modernong teknolohiya ng kemikal ay nauugnay sa paggiling, pagdurog, transportasyon ng iba't ibang mga materyales. Ang ilan sa kanila ay nagiging isang aerosol form sa panahon ng pagproseso, ang nagresultang alikabok, kasama ang bentilasyon at proseso ng mga gas, ay pumapasok sa kapaligiran. Isaalang-alang ang mga pangunahing kaalaman ng teknolohiyang kemikal na kasalukuyang ginagamit sa produksyon.

Apparatus para sa pag-alis ng alikabok ng mga gas na sangkap

Ang mga particle ng alikabok ay may mataas na kabuuang ibabaw; bilang isang resulta, nagpapakita sila ng mas mataas na aktibidad ng biyolohikal at kemikal. Ang ilang mga sangkap sa aerodispersed form ay may mga bagong katangian, halimbawa, sila ay maaaring kusang sumabog. Mayroong iba't ibang mga kagamitan sa teknolohiyang kemikal na ginagamit upang linisin ang mga gas na sangkap na nabuo sa produksyon mula sa mga particle ng alikabok na may iba't ibang laki at hugis.

Sa kabila ng mga makabuluhang pagkakaiba sa disenyo, ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay batay sa pagkaantala ng weighted phase.

Mga silid sa pagkolekta ng bagyo at alikabok

Pagsusuri ng iba't ibang proseso at device ng teknolohiyang kemikal, tututukan namin ang isang pangkat ng mga device sa pagkolekta ng alikabok, na kinabibilangan ng:

• rotary dust collectors;
• mga bagyo;
• mga bulag na modelo;
• mga silid sa pagkolekta ng alikabok.

Kabilang sa mga pakinabang ng naturang mga aparato, napapansin namin ang pagiging simple ng kanilang disenyo, dahil sa kung saan sila ay ginawa sa mga hindi dalubhasang negosyo.

Bilang isang minus ng naturang mga aparato, napansin ng mga propesyonal ang kakulangan ng kahusayan, ang pangangailangan para sa muling paglilinis. Ang lahat ng mga uri ng mga kolektor ng alikabok ay nagpapatakbo batay sa mga puwersa ng sentripugal, naiiba sa kapangyarihan at bilis ng pagtitiwalag ng mga particle ng alikabok.

Halimbawa, ang klasikal na teknolohiya ng kemikal para sa paggawa ng sulfuric acid ay nagsasangkot ng paggamit ng isang cyclone upang alisin ang mga dumi mula sa furnace gas na nabuo sa panahon ng pag-ihaw ng pyrite. Ang gas, kung saan mayroong mga particle ng cinder (mixed iron oxide), ay pumapasok sa cyclone sa pamamagitan ng isang espesyal na tangential nozzle, pagkatapos ay umiikot sa mga panloob na dingding ng apparatus. Ang akumulasyon at sedimentation ng alikabok ay isinasagawa sa dust-collecting bunker, at ang purified gas ay tumataas at papunta sa susunod na apparatus sa pamamagitan ng central pipe.

Ang teknolohiyang kemikal ay nauugnay sa paggamit ng isang cyclone sa mga kaso kung saan ang mataas na mga kinakailangan ay hindi iniharap para sa nagreresultang gaseous substance.

Mga basang panlinis na makina

Ang wet method sa modernong produksyon ay itinuturing na isa sa mga pinaka-epektibo at simpleng uri ng paglilinis ng mga gas na pang-industriya mula sa iba't ibang mga nasuspinde na mga particle. Ang mga proseso at aparato ng teknolohiyang kemikal na nauugnay sa wet cleaning ng mga gas ay kasalukuyang in demand hindi lamang sa domestic, kundi pati na rin sa dayuhang industriya. Bilang karagdagan sa mga nasuspinde na particle, nakakakuha sila ng mga gas at singaw na sangkap na nagpapababa sa kalidad ng mga produkto.

Mayroong isang dibisyon ng mga naturang apparatus sa nakaimpake na guwang, foam at bubbling, turbulent at centrifugal na uri.

Ang disintegrator ay binubuo ng isang rotor at isang stator na nilagyan ng mga espesyal na guide vanes. Ang likido ay pinapakain sa umiikot na rotor sa pamamagitan ng mga nozzle. Dahil sa daloy ng gas na gumagalaw sa pagitan ng mga singsing ng stator at rotor, ito ay durog sa magkahiwalay na mga patak, bilang isang resulta kung saan ang pakikipag-ugnay ng mga gas na may mga nakulong na particle ng likido ay tumataas. Salamat sa mga puwersa ng sentripugal, ang alikabok ay itinapon sa mga dingding ng aparato, pagkatapos ay tinanggal mula dito, at ang mga purified gas na sangkap ay pumasok sa susunod na aparato o ibinubuga sa kapaligiran.

Mga buhaghag na filter

Kadalasan, ang teknolohiya ng kemikal ay nagsasangkot ng pagsasala ng mga sangkap sa pamamagitan ng mga espesyal na porous na partisyon. Ang pamamaraang ito ay nagsasangkot ng isang mataas na antas ng paglilinis mula sa iba't ibang mga nasuspinde na mga particle, kaya ang mga porous na filter ay hinihiling sa paggawa ng kemikal.

Ang kanilang mga pangunahing kawalan ay ang pangangailangan para sa isang sistematikong pagpapalit ng mga bahagi ng filter, pati na rin ang malalaking sukat ng mga aparato.

Ang mga pang-industriyang filter ay nahahati sa butil-butil at mga klase ng tela. Ang mga ito ay dinisenyo para sa paglilinis ng mga pang-industriya na gas na sangkap na may mataas na konsentrasyon ng dispersed phase. Upang magsagawa ng pana-panahong pag-alis ng mga naipon na mga particle, ang mga espesyal na regenerating device ay naka-install sa apparatus.

Mga tampok ng pagdadalisay ng langis

Ang mga teknolohiyang pinong kemikal na nauugnay sa paglilinis ng mga pinong produkto mula sa mga mekanikal na dumi at mataas na kahalumigmigan ay tiyak na nakabatay sa mga proseso ng pagsasala.

Kabilang sa mga proseso at device na kasalukuyang ginagamit sa industriya ng petrochemical, mayroong pagsasala sa pamamagitan ng mga partisyon ng coalescing, ultrasound. Sa tulong ng mga centrifugal separator, coalescent filter, settling system, ang isang paunang yugto ng paglilinis ay isinasagawa.

Upang maisagawa ang kumplikadong paglilinis ng mga produktong petrolyo, ang mga porous na komposisyon ng polimer ay kasalukuyang ginagamit bilang

Napatunayan nila ang kanilang pagiging epektibo, lakas, pagiging maaasahan, kaya lalong ginagamit ang mga ito sa pangkalahatang teknolohiya ng kemikal.

Mga de-koryenteng filter

Ang teknolohiya para sa paggawa ng sulfuric acid ay kinabibilangan ng paggamit ng partikular na kagamitang ito. Ang kahusayan sa paglilinis sa mga ito ay mula 90 hanggang 99.9 porsyento. Ang mga electrostatic precipitator ay may kakayahang makuha ang likido at solidong mga particle ng iba't ibang laki, ang mga aparato ay nagpapatakbo sa hanay ng temperatura na 400-5000 degrees Celsius.

Dahil sa kanilang mababang gastos sa pagpapatakbo, ang mga aparatong ito ay naging malawakang ginagamit sa modernong paggawa ng kemikal. Kabilang sa mga pangunahing disadvantages ng naturang kagamitan, itinatampok namin ang mga makabuluhang paunang gastos para sa kanilang pagtatayo, pati na rin ang pangangailangan na maglaan ng malaking espasyo para sa pag-install.

Mula sa isang pang-ekonomiyang punto ng view, ipinapayong gamitin ang mga ito kapag naglilinis ng mga makabuluhang volume, kung hindi, ang paggamit ng mga electrostatic precipitator ay magiging isang magastos na gawain.

contact device

Kasama sa teknolohiya ng kemikal at kemikal ang paggamit ng iba't ibang kagamitan at kagamitan. Ang nasabing imbensyon bilang isang contact apparatus ay inilaan para sa pagpapatupad ng mga proseso ng catalytic. Ang isang halimbawa ay ang reaksyon ng oksihenasyon ng sulfur oxide (4) sa sulfur dioxide, na isa sa mga yugto sa teknolohikal na produksyon ng sulfuric acid.

Salamat sa radial-spiral na taon, ang gas ay dumadaan sa isang layer na may isang katalista na matatagpuan sa mga espesyal na partisyon. Salamat sa contact apparatus, ang kahusayan ng catalytic oxidation ay makabuluhang nadagdagan, at ang pagpapanatili ng aparato ay pinasimple.

Ang isang espesyal na naaalis na basket na may proteksiyon na layer ng katalista ay nagpapahintulot sa pagpapalit nito nang walang anumang mga problema.

Kiln

Ang apparatus na ito ay ginagamit sa paggawa ng sulfuric acid mula sa isang kemikal na reaksyon sa temperatura na 700 °C. Salamat sa prinsipyo ng countercurrent, na kinabibilangan ng supply ng air oxygen at iron pyrite sa magkasalungat na direksyon, nabuo ang isang tinatawag na fluidized bed. Ang ilalim na linya ay ang mga particle ng mineral ay pantay na ipinamamahagi sa dami ng oxygen, na ginagarantiyahan ang isang mataas na kalidad na pagpasa ng proseso ng oksihenasyon.

Matapos makumpleto ang proseso ng oksihenasyon, ang nagresultang "calcine" (iron oxide) ay pumapasok sa isang espesyal na hopper, kung saan ito ay pana-panahong inalis. Ang nagreresultang furnace gas (sulfur oxide 4) ay ipinadala para sa pag-alis ng alikabok, pagkatapos ay tuyo.

Ang mga modernong tapahan na ginagamit sa paggawa ng kemikal ay maaaring makabuluhang bawasan ang pagkawala ng mga produkto ng reaksyon, habang sa parehong oras ay pinapataas ang kalidad ng nagresultang gas ng pugon.

Upang pabilisin ang proseso ng pyrite oxidation sa tapahan, sa paggawa ng sulfuric acid, ang feedstock ay pre-durog.

Mga hurno ng baras

Ang mga naturang reactor ay kinabibilangan ng mga blast furnace, na bumubuo sa batayan ng ferrous metalurgy. Ang halo ay pumapasok sa hurno, mga contact na may oxygen na ibinibigay sa pamamagitan ng mga espesyal na butas, at pagkatapos ay ang nagresultang cast iron ay pinalamig.

Ang iba't ibang mga pagbabago ng naturang mga apparatus ay natagpuan ang kanilang aplikasyon sa pagproseso ng hindi lamang bakal, kundi pati na rin ang mga tansong ores, at pagproseso ng mga compound ng calcium.

Konklusyon

Mahirap isipin ang isang ganap na buhay ng isang modernong tao nang walang paggamit ng isang produkto ng paggawa ng kemikal. Ang industriya ng kemikal, sa turn, ay hindi maaaring ganap na gumana nang walang paggamit ng mga awtomatiko at mekanikal na teknolohiya, ang paggamit ng mga espesyal na kagamitan. Sa kasalukuyan, ang paggawa ng kemikal ay isang kumplikadong hanay ng mga kagamitan at makina na idinisenyo para sa mga prosesong kemikal-pisikal at kemikal, mga awtomatikong kagamitan para sa packaging at transportasyon ng mga natapos na produkto.

Kabilang sa mga pangunahing makina at apparatus na hinihiling sa naturang produksyon, may mga nagbibigay-daan sa pagtaas ng gumaganang ibabaw ng proseso, pagsasagawa ng mataas na kalidad na pagsasala, buong pagpapalitan ng init, pagtaas ng ani ng mga produkto ng reaksyon, at pagbabawas ng mga gastos sa enerhiya.

Paunang Salita.

Ang disiplina na "Processes and Apparatuses of Chemical Technology" (PACT) ay isa sa mga pangunahing pangkalahatang disiplina sa engineering. Ito ang pangwakas sa pangkalahatang pagsasanay sa engineering ng mag-aaral at pangunahing sa espesyal na pagsasanay.

Ang teknolohiya para sa paggawa ng iba't ibang kemikal na produkto at materyales ay kinabibilangan ng ilang magkakatulad na prosesong pisikal at physico-kemikal na nailalarawan ng mga karaniwang pattern. Ang mga prosesong ito sa iba't ibang industriya ay isinasagawa sa mga apparatus na katulad sa prinsipyo ng operasyon. Ang mga proseso at apparatus na karaniwan sa iba't ibang sangay ng industriya ng kemikal ay tinatawag na mga pangunahing proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal.

Ang disiplina ng PAH ay binubuo ng dalawang bahagi:

· teoretikal na batayan ng teknolohiyang kemikal;

· karaniwang mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal;

Ang unang bahagi ay binabalangkas ang pangkalahatang teoretikal na mga pattern ng mga tipikal na proseso; mga batayan ng pamamaraan ng diskarte sa paglutas ng teoretikal at inilapat na mga problema; pagsusuri ng mekanismo ng mga pangunahing proseso at pagkakakilanlan ng mga pangkalahatang pattern ng kanilang kurso; ang mga pangkalahatang pamamaraan ng pisikal at matematikal na pagmomodelo at pagkalkula ng mga proseso at kagamitan ay nabuo.

Ang pangalawang bahagi ay binubuo ng tatlong pangunahing mga seksyon, ang nilalaman nito ay nagpapakita ng mga inilapat na isyu sa engineering ng mga batayan ng teknolohiyang kemikal:

· hydromechanical na mga proseso at aparato;

mga thermal na proseso at aparato;

Mga proseso at device ng mass transfer.

Sa mga seksyong ito, ang mga teoretikal na substantiation ng bawat tipikal na teknolohikal na proseso ay ibinibigay, ang mga pangunahing disenyo ng mga apparatus at ang paraan ng kanilang pagkalkula ay isinasaalang-alang. Ang mga lektura, laboratoryo at praktikal na mga klase, disenyo ng kurso, independiyenteng gawain ng mga mag-aaral at pangkalahatang kasanayan sa paggawa ng inhinyero ay nagbibigay ng pagkuha ng kaalaman, kasanayan at kakayahan na kinakailangan kapwa para sa karagdagang edukasyon at para sa trabaho sa produksyon.

Panimula.

1.1 Mga paksa at layunin ng kurso.

Ang teknolohiya (techne-art, craftsmanship) ay isang hanay ng mga pamamaraan ng pagproseso, pagmamanupaktura, pagbabago ng estado, mga katangian, anyo ng mga hilaw na materyales, materyal o semi-tapos na mga produkto sa proseso ng produksyon.

Ang pag-aaral ng mga teknolohikal na proseso ang paksa kurso. Ang teknolohiya, bilang isang agham, ay tumutukoy sa mga kondisyon para sa praktikal na aplikasyon ng mga batas ng natural na agham (physics, chemistry, mechanics, atbp.) para sa pinaka mahusay na pagpapatupad ng iba't ibang mga teknolohikal na proseso. Ang teknolohiya ay direktang nauugnay sa produksyon, at ang produksyon ay patuloy na nasa kalagayan ng pagbabago at pag-unlad.

Ang pangunahing layunin ng kurso: upang matukoy ang pangkalahatang mga pattern ng mga proseso ng paglilipat at pangangalaga ng iba't ibang mga sangkap; pagbuo ng mga pamamaraan para sa pagkalkula ng mga teknolohikal na proseso at kagamitan para sa kanilang pagpapatupad; pamilyar sa mga disenyo ng mga aparato at makina, ang kanilang mga katangian.

Bilang resulta ng pag-master ng disiplina, dapat malaman ng mga mag-aaral:

1. Teoretikal na pundasyon ng mga proseso ng teknolohiyang kemikal; ang mga batas; naglalarawan sa kanila; ang pisikal na kakanyahan ng mga proseso, mga scheme ng mga pag-install; disenyo ng mga aparato at ang prinsipyo ng kanilang trabaho; pamamaraan para sa pagkalkula ng mga proseso at apparatus, kabilang ang paggamit ng computer.

2. Mga prinsipyo ng pagmomodelo at malakihang paglipat, ang tamang pagpili ng kagamitan para sa pagsasagawa ng mga kaukulang proseso at ang posibilidad ng kanilang pagtindi.

3. Mga makabagong tagumpay ng agham at teknolohiya sa larangan ng teknolohiyang kemikal.

Ang mga kasanayang dapat pag-aralan ng mga mag-aaral:

1. Ilapat nang wasto ang teoretikal na kaalaman sa paglutas ng mga partikular na problema ng matalinong pagpili:

a) ang disenyo ng kagamitan para sa pagsasagawa ng ilang mga proseso;

b) mga parameter ng pagpapatakbo ng mga aparato;

c) mga scheme para sa pagsasagawa ng mga proseso.

2. Malayang magsagawa ng mga kalkulasyon ng mga device.

3. Malayang magtrabaho sa mga pasilidad ng pananaliksik sa laboratoryo, magproseso ng data ng eksperimental, kumuha ng mga empirical na dependency, magsuri ng mga paraan ng pagkalkula.

4. Magdisenyo ng mga karaniwang proseso at device, gumamit ng teknikal na literatura at GOST, punan ang teknikal na dokumentasyon alinsunod sa ESKD.

1.2 Pag-uuri ng mga pangunahing proseso ng teknolohiyang kemikal.

Pinag-aaralan ng modernong teknolohiyang kemikal ang mga proseso ng paggawa ng iba't ibang mga acid, alkalis, salts, mineral fertilizers, mga produkto ng pagproseso ng langis at karbon, mga organikong compound, polymers, atbp. Gayunpaman, sa kabila ng malaking pagkakaiba-iba ng mga produktong kemikal, ang kanilang produksyon ay nauugnay sa isang bilang ng mga katulad na proseso (paglipat ng mga likido at gas, pag-init at paglamig, pagpapatuyo, pakikipag-ugnayan ng kemikal, atbp.). Kaya, depende sa mga batas na tumutukoy sa bilis ng mga proseso, maaari silang pagsamahin sa mga sumusunod na grupo:

1. Mga prosesong hydromechanical, ang bilis nito ay tinutukoy ng mga batas ng hydromechanics. Kabilang dito ang transportasyon ng mga likido at gas, ang paggawa at paghihiwalay ng mga heterogenous system, atbp.

2. Mga thermal na proseso, ang rate ng kung saan ay tinutukoy ng mga batas ng paglipat ng init (paglamig at pag-init ng mga likido at gas, paghalay ng mga singaw, pagkulo ng mga likido, atbp.).

3. Mga proseso ng paglipat ng masa, ang rate ng kung saan ay tinutukoy ng mga batas ng paglipat ng masa mula sa isang yugto patungo sa isa pa sa pamamagitan ng interface ng phase (pagsipsip, adsorption, pagkuha, paglilinis ng mga likido, pagpapatayo, atbp.)

4. Mga prosesong kemikal, ang bilis nito ay tinutukoy ng mga batas ng kinetika ng kemikal.

5. Mga prosesong mekanikal na inilalarawan ng mga batas ng solidong mekanika (paggiling, pag-uuri, paghahalo ng mga solidong materyales, atbp.).

Ang mga nakalistang proseso ay bumubuo ng batayan ng karamihan sa mga industriya ng kemikal at samakatuwid ay tinatawag na pangunahing (tipikal) na mga proseso ng teknolohiyang kemikal.

Pinag-aaralan ng PAKhT ang unang tatlong grupo, ang pang-apat na grupo ay pinag-aaralan ang disiplina ng OHT, ang ikalimang grupo ay ang paksa ng mga espesyal na disiplina ng mga departamento ng profiling.

Depende sa kung ang mga parameter ng proseso (mga rate ng daloy, temperatura, presyon, atbp.) ay nagbabago o hindi nagbabago sa oras, nahahati sila sa nakatigil(itinayo) at hindi nakatigil(hindi mapakali). Kung tukuyin natin ang anumang parameter ng U, pagkatapos:

Nakatigil na proseso U(x,y,z)

Hindi nakatigil na proseso U(x,y,z,t)

proseso ng batch nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaisa ng lugar ng mga indibidwal na yugto nito. Ang proseso ay hindi nakatigil.

Tuloy-tuloy na proseso nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaisa ng panahon ng kurso ng lahat ng mga yugto nito. Ang proseso ay steady (nakatigil).

Magkita pinagsama-sama mga proseso - ang mga hiwalay na yugto ay patuloy na isinasagawa, hiwalay na pana-panahon.

Gayunpaman, ang kursong PAKhT ay hindi binuo bilang isang presentasyon ng mga indibidwal na grupo na nakalista sa itaas. Ang pangkalahatang teoretikal na pundasyon ng teknolohiyang kemikal ay pinag-aralan nang hiwalay, at pagkatapos ay inilarawan ang mga tipikal na proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal.

1.3 Continuity hypothesis.

Ang isang likidong daluyan ay pinupuno ang isa o isa pang volume nang walang anumang mga libreng puwang, sa tuluy-tuloy na paraan, o ito ay isang tuluy-tuloy na daluyan. Kapag inilalarawan ang naturang media, ipinapalagay na ang mga ito ay binubuo ng mga particle. Bukod dito, ang isang particle ng tuluy-tuloy na daluyan ay hindi nangangahulugan ng anumang di-makatwirang maliit na bahagi ng dami nito, ngunit isang napakaliit na bahagi nito, na naglalaman ng bilyun-bilyong molekula sa loob. Sa pangkalahatang kaso, ang pinakamababang halaga ng paghahati ng macroscopic scale ng spatial Δl o time Δt coordinate ay dapat na sapat na maliit upang mapabayaan ang pagbabago sa macroscopic na pisikal na dami sa loob ng Δl o Δt, at sapat na malaki upang mapabayaan ang pagbabagu-bago ng mga microscopic na dami na nakuha ng pag-average ng mga dami na ito sa paglipas ng panahon Δt o dami ng butil Δl 3 . Ang pagpili ng minimum scale division price ay natutukoy sa pamamagitan ng likas na katangian ng problemang nilulutas.

Ang paggalaw ng mga macroscopic volume ng medium ay humahantong sa paglipat ng masa, momentum at enerhiya.

Ipadala ang iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay simple. Gamitin ang form sa ibaba

Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga mag-aaral, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.

Nai-post sa http://www.allbest.ru/

Mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal

1. Paksa at layunin ng kursong "Mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal"

1.1 Mga layunin ng kursong PAKT

1.2 Pag-uuri ng mga pangunahing proseso ng teknolohiyang kemikal

2. Teoretikal na pundasyon ng mga proseso ng chemical engineering

2.1 Mga pangunahing batas ng agham tungkol sa mga proseso at kagamitan

2.2 Paglipat ng mga penomena

3. Mga batas ng thermodynamic equilibrium

4. Paglipat ng momentum

Pangunahing panitikan

1. Paksa at layunin ng kursong "Mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal"

Ang mga proseso ay nauunawaan bilang mga pagbabago sa estado ng natural at teknolohikal na mga sangkap na nangyayari sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Ang mga proseso ay maaaring nahahati sa natural (kabilang dito ang pagsingaw ng tubig mula sa mga ibabaw ng mga reservoir, pag-init at paglamig ng ibabaw ng lupa, atbp.), ang pag-aaral kung saan ang paksa at gawain ng pisika, kimika, mekanika, at iba pang natural. agham, at produksyon o teknolohikal, ang pag-aaral kung saan ang paksa at gawain ng teknolohiya (i.e. sining, pagkakayari, kakayahan).

Ang teknolohiya ay isang agham na tumutukoy sa mga kondisyon para sa praktikal na aplikasyon ng mga batas ng natural na agham (physics, chemistry ...), i.e. isang hanay ng mga pamamaraan ng pagproseso, pagmamanupaktura, pagbabago ng estado, mga katangian, komposisyon ng isang sangkap, ang anyo ng mga hilaw na materyales, materyal o semi-tapos na mga produkto, na isinasagawa sa proseso ng paggawa ng mga produkto. Kasama sa teknolohiya ng produksyon ang ilang magkakatulad na prosesong pisikal at physico-kemikal na nailalarawan ng mga karaniwang pattern. Ang mga prosesong ito sa iba't ibang industriya ay isinasagawa sa mga apparatus na katulad sa prinsipyo ng operasyon. Ang mga proseso at apparatus na karaniwan sa iba't ibang sangay ng industriya ng kemikal ay tinatawag na mga pangunahing proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal.

Ang disiplina ng PAH ay binubuo ng dalawang bahagi:

· teoretikal na batayan ng teknolohiyang kemikal;

· karaniwang mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal.

Ang unang bahagi ay binabalangkas ang pangkalahatang teoretikal na mga pattern ng mga tipikal na proseso; mga batayan ng pamamaraan ng diskarte sa paglutas ng teoretikal at inilapat na mga problema; pagsusuri ng mekanismo ng mga pangunahing proseso at pagkakakilanlan ng mga pangkalahatang pattern ng kanilang kurso; ang mga pangkalahatang pamamaraan ng pisikal at matematikal na pagmomodelo at pagkalkula ng mga proseso at kagamitan ay nabuo. teknolohikal na kemikal na aparatong thermodynamic

Ang ikalawang bahagi ay binubuo ng tatlong pangunahing mga seksyon:

· hydromechanical na mga proseso at aparato;

mga thermal na proseso at aparato;

Mga proseso at device ng mass transfer.

Sa mga seksyong ito, ang mga teoretikal na substantiation ng bawat tipikal na teknolohikal na proseso ay ibinibigay, ang mga pangunahing disenyo ng mga apparatus at ang paraan ng kanilang pagkalkula ay isinasaalang-alang.

1.1 Mga layunin ng kursong PAKT

1. Pagpapasiya ng pinakamainam na teknolohikal na rehimen para sa pagsasagawa ng mga proseso ng teknolohiyang kemikal sa mga partikular na kagamitan.

2. Pagkalkula at disenyo ng disenyo ng mga device para sa pagsasagawa ng teknolohikal na proseso.

1.2 Pag-uuri ng mga pangunahing proseso ng teknolohiyang kemikal

Depende sa mga batas na tumutukoy sa bilis ng mga proseso, nahahati sila sa limang grupo:

Ang mga proseso ng hydrodynamic, ang bilis ng kung saan ay tinutukoy ng mga batas ng hydromechanics (paggalaw ng mga likido, compression at paggalaw ng mga gas, paghihiwalay ng mga likido at gas heterogenous system - sedimentation, filtration, centrifugation, atbp.).

Ang mga thermal na proseso, ang rate ng kung saan ay tinutukoy ng mga batas ng paglipat ng init (pagpainit, paglamig, paghalay ng singaw, pagsingaw).

Mga proseso ng paglipat ng masa, ang rate ng kung saan ay tinutukoy ng mga batas ng paglipat ng masa mula sa isang yugto patungo sa isa pa sa pamamagitan ng interface ng phase (pagsipsip, pagwawasto, pagkuha, atbp.).

Mga proseso ng kemikal. Ang bilis ng mga proseso ng kemikal ay tinutukoy ng mga batas ng kinetika ng kemikal.

Ang mga mekanikal na proseso ay inilalarawan ng mga batas ng solids mechanics at kinabibilangan ng paggiling, transportasyon, pag-uuri (pag-uuri ayon sa laki) at paghahalo ng mga solido.

Ang lahat ng mga proseso ayon sa paraan ng organisasyon ay nahahati sa pana-panahon, tuloy-tuloy at pinagsama. Ang mga pana-panahong proseso ay nagaganap sa parehong kagamitan, ngunit sa iba't ibang oras. Ang mga tuluy-tuloy na proseso ay nagpapatuloy nang sabay-sabay, ngunit pinaghihiwalay sa espasyo.

Ang mga proseso ng teknolohiyang kemikal ay nakatigil (naayos) at hindi nakatigil (hindi nakatigil).

Kung ang mga parameter (temperatura, presyon, atbp.) ng proseso ay nagbabago na may pagbabago sa mga spatial na coordinate sa apparatus, na nananatiling pare-pareho sa oras sa bawat punto (space) ng apparatus - isang tuluy-tuloy na proseso. Kung ang mga parameter ng proseso ay mga function ng mga coordinate at nagbabago sa bawat punto ng oras - isang hindi matatag na proseso.

Ang pinagsamang proseso ay alinman sa isang tuluy-tuloy na proseso, ang mga indibidwal na yugto na kung saan ay isinasagawa sa pana-panahon, o tulad ng isang batch na proseso, isa o higit pang mga yugto na kung saan ay patuloy na isinasagawa.

Karamihan sa mga prosesong kemikal-teknolohiya ay kinabibilangan ng ilang magkakasunod na yugto. Karaniwan ang isa sa mga yugto ay nagpapatuloy nang mas mabagal kaysa sa iba, na nililimitahan ang bilis ng buong proseso. Upang madagdagan ang pangkalahatang bilis ng proseso, kinakailangan upang maimpluwensyahan, una sa lahat, ang yugto ng paglilimita. Kung ang mga yugto ng proseso ay tumatakbo nang magkatulad, kung gayon kinakailangan na maimpluwensyahan ang pinaka-produktibong yugto, dahil ito ay nililimitahan. Ang kaalaman sa yugto ng paglilimita ng proseso ay nagbibigay-daan sa amin na pasimplehin ang paglalarawan ng proseso at paigtingin ang proseso.

2. Teoretikal na pundasyon ng mga proseso ng chemical engineering

2.1 Mga pangunahing batas ng agham tungkol sa mga proseso at kagamitan

Ang teoretikal na pundasyon ng agham ng mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal ay ang mga sumusunod na pangunahing batas ng kalikasan:

Ang mga batas ng konserbasyon ng masa, momentum at enerhiya (substance), ayon sa kung saan ang kita ng isang sangkap ay katumbas ng pagkonsumo nito. Ang mga batas sa pag-iingat ay nasa anyo ng mga equation ng balanse, ang pinagsama-samang kung saan ay isang mahalagang bahagi ng pagsusuri at pagkalkula ng mga kemikal at teknolohikal na proseso.

Tinutukoy ng mga batas ng mass, momentum at energy transfer ang flux density ng anumang substance. Ginagawang posible ng mga batas ng paglilipat na matukoy ang intensity ng mga patuloy na proseso at, sa huli, ang pagiging produktibo ng mga device na ginamit.

Tinutukoy ng mga batas ng thermodynamic equilibrium ang mga kondisyon kung saan magtatapos ang paglipat ng anumang substance. Ang estado ng sistema, kung saan walang hindi maibabalik na proseso ng paglipat ng sangkap, ay tinatawag na equilibrium. Ang kaalaman sa mga kondisyon ng ekwilibriyo ay ginagawang posible upang matukoy ang direksyon ng proseso ng paglipat, ang mga hangganan ng daloy ng proseso, at ang laki ng puwersang nagtutulak ng proseso.

2.2 Paglipat ng mga penomena

Ang anumang proseso ng teknolohiyang kemikal ay kinokondisyon sa pamamagitan ng paglipat ng isa o ilang uri ng sangkap: masa, momentum, enerhiya. Isasaalang-alang namin ang mga mekanismo ng paglipat ng sangkap, ang mga kondisyon kung saan isinasagawa ang paglipat, pati na rin ang mga equation ng paglilipat para sa bawat uri ng sangkap.

Mga mekanismo ng paglipat

Mayroong tatlong mga mekanismo ng paglipat ng sangkap: molekular, convective at magulong. Ang paglipat ng enerhiya ay maaaring isagawa, bilang karagdagan, dahil sa radiation.

Molekular na mekanismo. Ang molecular mechanism ng substance transfer ay dahil sa thermal motion ng molecules o iba pang microscopic particles (ions in electrolytes and crystals, electron in metals).

mekanismo ng convective. Ang convective mechanism ng substance transfer ay dahil sa paggalaw ng macroscopic volume ng medium sa kabuuan. Ang hanay ng mga halaga ng isang pisikal na dami, na natatanging tinukoy sa bawat punto ng isang tiyak na bahagi ng espasyo, ay tinatawag na larangan ng isang naibigay na dami (ang larangan ng density, konsentrasyon, presyon, bilis, temperatura, atbp.).

Ang paggalaw ng macroscopic volume ng medium ay humahantong sa mass transfer kasama, momentum kasama at enerhiya cE dami ng yunit ( may- density o mass ng isang unit volume, cW- momentum ng dami ng yunit, kasamaE ay ang enerhiya ng isang unit volume).

Depende sa mga sanhi ng convective motion, ang libre at sapilitang convection ay nakikilala. Ang paglipat ng isang sangkap sa ilalim ng mga kondisyon ng libreng convection ay dahil sa pagkakaiba sa mga densidad sa iba't ibang mga punto sa dami ng daluyan dahil sa pagkakaiba sa mga temperatura sa mga puntong ito. Ang sapilitang kombeksyon ay nangyayari kapag ang buong volume ng daluyan ay pinilit na ilipat (halimbawa, sa pamamagitan ng isang bomba o kung ito ay hinaluan ng isang stirrer).

Magulong mekanismo. Ang magulong mekanismo ng transportasyon ay sumasakop sa isang intermediate na lugar sa pagitan ng mga molecular at convective na mekanismo sa mga tuntunin ng space-time scale. Ang magulong paggalaw ay nangyayari lamang sa ilalim ng ilang partikular na kondisyon ng convective motion: sapat na distansya mula sa hangganan ng phase at inhomogeneity ng velocity field.

Sa mababang bilis ng paggalaw ng daluyan (gas o likido) na may kaugnayan sa hangganan ng phase, ang mga layer nito ay gumagalaw nang regular, parallel sa bawat isa. Ang ganitong kilusan ay tinatawag laminar. Kung ang inhomogeneity ng bilis at ang distansya mula sa hangganan ng phase ay lumampas sa isang tiyak na halaga, ang katatagan ng paggalaw ay nilabag. Ang isang hindi regular na magulong paggalaw ng mga indibidwal na volume ng daluyan (vortices) ay bubuo. Ang ganitong kilusan ay tinatawag magulong.

Ang mga unang pag-aaral ng motion mode ay isinagawa noong 1883 ng English physicist na si O. Reynolds, na nag-aral ng paggalaw ng tubig sa isang tubo. Sa panahon ng laminar motion, ang isang manipis na tinted stream ay hindi nahalo sa pangunahing masa ng gumagalaw na likido at nagkaroon ng isang rectilinear trajectory. Sa pagtaas ng rate ng daloy o diameter ng tubo, ang patak ay nakakuha ng parang alon na paggalaw, na nagpapahiwatig ng paglitaw ng mga kaguluhan. Sa isang karagdagang pagtaas sa mga parameter sa itaas, ang patak ay halo-halong sa bulk ng likido, at ang kulay na tagapagpahiwatig ay malabo sa buong cross section ng pipe.

Dito ginagamit ang konsepto ng sukat ng kaguluhan, na tumutukoy sa laki ng mga eddies. Hindi tulad ng, halimbawa, mga molekula, ang mga vortices ay hindi matatag na mga pormasyon na malinaw na limitado sa espasyo. Ipinanganak sila, nahati sa mas maliliit na vortex, at nabubulok sa paglipat ng enerhiya sa init (pagwawaldas ng enerhiya). Samakatuwid, ang sukat ng kaguluhan ay isang average na istatistikal na halaga. Mayroong iba't ibang mga diskarte sa paglalarawan ng magulong paggalaw.

Ang isa sa mga diskarte ay binubuo sa temporal na pag-average ng mga halaga ng mga pisikal na dami (bilis, konsentrasyon, temperatura) sa mga agwat na makabuluhang lumampas sa mga katangian ng mga panahon ng pagbabagu-bago kahit na ng mga malalaking eddies.

3. Mga batas ng thermodynamic equilibrium

Kung ang sistema ay nasa isang estado ng balanse, kung gayon walang mga macroscopic na pagpapakita ng paglipat ng sangkap na sinusunod. Sa kabila ng thermal motion ng mga molekula, na ang bawat isa ay naglilipat ng masa, momentum at enerhiya, walang mga macroscopic na daloy ng substance dahil sa equiprobability ng paglipat sa bawat direksyon.

Ang balanse sa isang single-phase system, hindi napapailalim sa mga panlabas na puwersa, ay itinatag na may pagkakapantay-pantay ng mga halaga sa bawat punto sa espasyo ng mga macroscopic na dami na nagpapakilala sa mga katangian ng system: bilis -

(x,y,z,t) = const;

temperatura - T(x,y,z,t) = const; mga potensyal na kemikal ng mga bahagi

- m i(x,y,z,t) = const.

Posibleng makilala nang hiwalay ang mga kondisyon ng hydromechanical, thermal at concentration equilibrium.

Hydromechanical na balanse:

Thermal (thermal) equilibrium:

T=const;

Balanse ng konsentrasyon:

mi= const,

Narito ang differential operator operator nabla

Ang kondisyon para sa pagpapakita ng mga proseso ng paglipat at ang paglitaw ng mga macroscopic na daloy ng masa, momentum at enerhiya ay ang nonequilibrium ng system. Ang direksyon ng mga proseso ng paglilipat ay tinutukoy ng kusang pagnanais ng sistema sa isang estado ng balanse, i.e. Ang mga proseso ng paglilipat ay humahantong sa pagkakapantay-pantay ng bilis, temperatura at mga potensyal na kemikal ng mga bahagi ng system. Ang mga inhomogeneities ng mga dami na ito ay mga kinakailangang kondisyon para sa daloy ng mga proseso ng paglilipat at tinatawag ang mga ito mga puwersang nagtutulak.

Upang maisakatuparan ang proseso, kinakailangan na ilabas ang sistema sa ekwilibriyo, i.e. impluwensya mula sa labas. Ito ay posible dahil sa supply ng masa o enerhiya sa sistema o ang pagkilos ng mga panlabas na pwersa. Halimbawa, ang pag-aayos ay nangyayari sa larangan ng grabidad, ang pagsingaw ay nangyayari kapag ang init ay ibinibigay, at ang pagsipsip ay nangyayari kapag ang isang absorber ay ipinakilala sa system.

Mga equation ng transportasyon

Daloy ng sangkap- ang dami ng substance na inililipat sa bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang yunit ng ibabaw.

Paglipat ng masa

mekanismo ng convective. Ang daloy ng masa dahil sa convective mechanism ay nauugnay sa convective velocity ng sumusunod na kaugnayan

[kg/m 2 s] (2)

Kadalasan ay mas maginhawang gamitin ang daloy ng bagay kaysa masa

[kmol/m 2 s] (3)

dito m i- molar mass ng bahagi i[kg/kmol], c i- konsentrasyon ng molar [kmol / m 3].

Molekular na mekanismo. Ang pangunahing batas ng molecular mechanism ng mass transfer ay ang unang batas ni Fick, na para sa isang two-component system ay may anyo:

, n=2 (4)

saan D ij- koepisyent ng binary (mutual) diffusion ( D ij= D ji) .

Magulong mekanismo. Ang magulong paglipat ng masa ay maaaring isaalang-alang sa pamamagitan ng pagkakatulad sa paglipat ng molekular bilang resulta ng magulong paggalaw ng mga vortices. Ang koepisyent ng magulong pagsasabog ay ipinakilala D t, na nakasalalay sa parehong mga katangian ng daluyan, at sa inhomogeneity ng bilis, at ang distansya mula sa interfacial na ibabaw.

. (5)

Ang ratio ng mga coefficient ng magulong at molecular diffusion sa malapit na pader na rehiyon ay umaabot D t/D i ~ 10 2 - 10 5 .

Paglipat ng enerhiya

Ang enerhiya ng system ay maaaring hatiin: mikroskopiko at makroskopiko. Ang mikroskopiko, na isang sukatan ng panloob na enerhiya ng mga molekula mismo, ang kanilang thermal motion at pakikipag-ugnayan, ay tinatawag na panloob na enerhiya ng system ( U). Ang macroscopic energy ay ang kabuuan ng kinetic energy ( E k), dahil sa convective motion ng medium, at ang potensyal na enerhiya ng system sa larangan ng panlabas na pwersa ( E P). Kaya, ang kabuuang enerhiya ng sistema sa bawat yunit ng masa ay maaaring kinakatawan bilang

E" = U" + E" k+ E" P[J/kg] (6)

Ang prime ay nangangahulugan na ang enerhiya ay bawat yunit ng masa.

Ang enerhiya ay maaaring ilipat sa anyo ng init o trabaho. Ang init ay isang anyo ng paglipat ng enerhiya sa antas ng mikroskopiko, ang trabaho ay nasa antas ng macroscopic.

mekanismo ng convective. Ang pagkilos ng enerhiya na dala ng convective mechanism ay may anyo

[J/m2s] = [W/m2] (7)

Ito ang dami ng enerhiya na inililipat ng isang gumagalaw na macroscopic volume bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang yunit ng ibabaw.

Molekular na mekanismo. Ang mekanismo ng molekular ay nagsasagawa ng paglipat ng enerhiya sa antas ng mikroskopiko, i.e. sa anyo ng init. Ang heat flux dahil sa molekular na mekanismo sa ilalim ng mga kondisyon ng mekanikal at konsentrasyon ng balanse ay maaaring ilarawan bilang

, (8)

saan ang koepisyent ng molecular thermal conductivity [W/mK].

Ang equation na ito ay tinatawag Fourier na batas.

Magulong mekanismo. Ang magulong paglipat ng enerhiya ay maaaring isaalang-alang sa pamamagitan ng pagkakatulad sa paglipat ng molecular energy sa pamamagitan ng pagpapakilala ng magulong thermal conductivity coefficient

t (9)

Tulad ng magulong diffusion coefficient t ay matutukoy ng mga katangian ng system at ang mode ng paggalaw. Ang kabuuang daloy ng enerhiya sa frame ng sanggunian ng laboratoryo ay maaaring isulat

.

4. Paglipat ng momentum

convective na transportasyon. Isaalang-alang ang kaso kapag ang daluyan ay gumagalaw na may ilang convective velocity W x sa direksyon ng axis X. Sa kasong ito, ang momentum o momentum ng volume ng unit ay magiging katumbas ng W x. Tapos ang dami ng galaw W x, inilipat dahil sa convective mechanism sa direksyon ng axis X bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang yunit ng ibabaw ay magiging katumbas ng

= [Pa] (10)

X, inilipat sa bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang unit surface sa kahabaan ng axis Y, ay magiging katumbas ng

(11)

Katulad nito, ang paglipat ng momentum sa lahat ng direksyon ay nagbibigay ng 9 na bahagi ng convective momentum flux tensor,

(12)

(13)

Molecular transfer. Dami ng paggalaw na nakadirekta sa kahabaan ng axis X, (W x), inilipat kasama ang axis Y bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang unit surface dahil sa molekular na mekanismo, ay maaaring kinakatawan bilang

(14)

saan m Ang [Pa s] at [m2/s] ay ang mga coefficient ng dynamic at kinematic molecular viscosity, ayon sa pagkakabanggit. Ang equation na ito ay tinatawag Ang batas ng lagkit ni Newton. Kung ang mga koepisyent ng lagkit ay hindi nakadepende sa halaga ng derivative W x/ y, ibig sabihin. pagkagumon xy mula sa W x/ y linear, ang daluyan ay tinatawag na Newtonian. Kung ang kundisyong ito ay hindi natutugunan - hindi Newtonian. Kasama sa huli ang mga polymer, pastes, suspension, at ilang iba pang materyales na ginagamit sa industriya.

magulong transportasyon. Ang paglipat ng momentum dahil sa magulong mekanismo ay maaaring isaalang-alang sa pamamagitan ng pagkakatulad sa molekular.

(15)

saan m t at t- mga dynamic at kinematic coefficient ng magulong lagkit, na tinutukoy ng mga katangian ng daluyan at mode ng paggalaw t~ D t.

Maaaring isulat ang kabuuang momentum flux

(16),

nasaan ang viscous stress tensor na ang mga elemento ay kinabibilangan ng parehong molecular at turbulent momentum transfer

(17).

Kaya, ang mga equation ng paglipat ng masa, enerhiya at momentum ay isinasaalang-alang. Madaling i-verify ang pagkakatulad ng mga equation na ito. Ang convective flow ay kumakatawan sa produkto ng inilipat na substance sa isang unit volume (kasama ang,E", kasama ang) sa convective speed. Ang mga daloy dahil sa mga molecular o turbulent na mekanismo ay produkto ng kaukulang transport coefficient (D, m, m t) sa puwersang nagtutulak ng proseso. Ginagawang posible ng pagkakatulad na ito na gamitin ang mga resulta ng pag-aaral ng ilang proseso upang ilarawan ang iba.

Pangunahing panitikan

1. Dytnersky Yu.I. Mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal. Moscow: Chemistry, 2002. Tomo 1-400 p. T.2-368 p.

2. Kasatkin A.G. Mga pangunahing proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal. ika-9 na ed. Moscow: Chemistry, 1973. 750 p.

3. Pavlov K.F., Romankov P.G., Noskov A.A. Mga halimbawa at gawain sa kurso ng mga proseso at kagamitan ng teknolohiyang kemikal. L.: Chemistry, 1987. 576 p.

4. Razinov A.I., Dyakonov G.S. paglilipat ng phenomena. Kazan, publishing house ng KSTU, 2002. 136 p.

Naka-host sa Allbest.ru

Mga Katulad na Dokumento

Pangkalahatang pag-uuri ng mga pangunahing proseso ng teknolohiyang kemikal. Pangkalahatang impormasyon tungkol sa haydrolika, ang daloy ng mga ideal na likido. Differential equilibrium equation ng Euler at Bernoulli. Laminar at magulong paggalaw ng likido. Equation ng pagpapatuloy ng daloy.

pagtatanghal, idinagdag noong 09/29/2013


Ang konsepto ng teknolohiyang kemikal at petrochemistry. Ang mga cyclone dust collectors bilang isang tool para sa pagtiyak ng teknolohikal na proseso. Mga prinsipyo ng operasyon, mga formula para sa pagkalkula ng mga katangian ng pag-install. Ang disenyo at pagiging epektibo ng trabaho nito, mga pakinabang at disadvantages.

pagtatanghal, idinagdag noong 09/10/2014


Pagproseso ng mga hilaw na materyales at pagkuha ng mga produkto na sinamahan ng pagbabago sa kemikal na komposisyon ng mga sangkap. Paksa at pangunahing gawain ng teknolohiyang kemikal. Pagproseso ng mga hydrocarbon, pag-install ng coke oven. Naglo-load ng mga hurno na may singil sa karbon.

ulat ng pagsasanay, idinagdag noong 01/29/2011


Pagsusuri ng mga mekanikal na proseso sa teknolohiyang kemikal: pag-uuri, paggiling, pagpindot, dosing. Mga tampok ng proseso at pamamaraan ng paghahalo. Mga uri ng halo. Ang istraktura at paggamit ng paddle, sheet, propeller, turbine, mga espesyal na mixer.

term paper, idinagdag noong 01/09/2013


Scheme ng pagkilos ng mga proseso ng perm sa buhok. Pagbabago ng istraktura ng buhok sa panahon ng isang perm. Ang epekto ng mga karagdagang paghahanda upang mapabuti ang kalidad ng isang perm. Mga pangkat ng mga produkto para sa perm at ang kanilang mga katangian.

pagtatanghal, idinagdag noong 03/27/2013


Mga layunin at pamamaraan para sa pagsasagawa ng gawaing laboratoryo, pagproseso ng pang-eksperimentong data at pag-compile ng mga ulat sa pag-aaral ng isang compression freon installation, hydrodynamics at ang proseso ng paghihiwalay ng mga suspensyon, paggiling ng mga solidong materyales, pag-aaral ng proseso ng paglipat ng init.

manual, idinagdag noong 12/09/2011


Ang pag-aaral ng mga pattern ng pag-unlad at ang mga pangunahing kaalaman sa standardisasyon ng teknolohiya. Isinasaalang-alang ang mga tampok ng mga teknolohikal na proseso sa kemikal, metalurhiko na mga patlang, mechanical engineering at konstruksiyon. Pagsusuri ng mga progresibong teknolohiya ng impormasyon sa produksyon.

kurso ng mga lektura, idinagdag noong 03/17/2010


Ang pag-aaral ng mga batas ng agham tungkol sa mga proseso ng paggawa ng pagkain. Isinasaalang-alang ang mga proseso ng mekanikal, hydromechanical at mass transfer sa halimbawa ng pagpapatakbo ng kagamitan para sa pagproseso ng butil, isang panghalo para sa mga produktong likido at pagpapatuyo sa mga dryer. Paglutas ng mga pangunahing problema.

pagsubok, idinagdag noong 07/05/2014


Layunin ng serbisyo at pagsusuri ng kakayahang makagawa ng disenyo ng produkto. Pag-unlad ng proseso ng pagpupulong. Pagpapatibay ng mga teknolohikal na base. Paunang pag-unlad ng isang teknolohikal na proseso ng ruta para sa paggawa ng isang bahagi. Pagkalkula ng mga mode ng pagputol.

thesis, idinagdag noong 06/29/2009


Pangkalahatang impormasyon tungkol sa mga heat exchanger: ang kanilang disenyo, ang likas na katangian ng mga prosesong nagaganap sa kanila. Pag-uuri ng mga heat exchangers ayon sa kanilang layunin, ang pamamaraan ng paggalaw ng mga carrier, ang dalas ng pagkilos. Mga disenyo ng pangunahing apparatus sa ibabaw.