Аппараттар мен процестер пәні Процестер мен аппараттар ғылымының пайда болуы және дамуы
жүктеу/скачать 378,76 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Есептеу формуларына және теңдеулеріне енетін шамалардың өлшем бірліктерін қарастыру.
|
Аппараттар мен процестер пәні 1. Процестер мен аппараттар ғылымының пайда болуы және дамуы. Химиялық технологияның әр түрлі саласындағы жалпы процестер мен аппараттар негізгі процестер мен аппараттар деп аталады. Негізгі аппараттарға тарелка тәрізді және насадкалы колонналар, ректификация процестерінде ғана кең қолданбайды, газдық және булы қоспалардан сұйық сорғышпен компоненттерін ажыратып алу үшін (абсорбция процестері), газдарды шаңнан тазартуда және т.б. Насостар және компрессорлар, фильтрлер және центрифугалар, жылу алмастырғыштар және кептіргіштер де негізгі аппараттар және машиналар саңына жатады, химиялық өндірістің көбісінің типті құрал-жабдықтарын құрайды. «Процестер және аппараттар» курсында негізгі процестердің теориясы, тетіктердің принциптері және осы процестерді өткізгенде қолданатын машиналар және аппараттарды есептеу әдістері зерттеледі. Оқулықта қарастырылған процестер мен аппараттар химия, металлургия, фармацевтика, құрылыс материалдары мен силикаттар, тері, тамақ, тоқыма т.б. өнеркәсіп салаларында пайдаланылады. Сонымен, «Процестер және аппаратар» курсы инженерлік пән болып саналады да, химиялық технологиясының теориялық негіздерінің маңызды бөлімін құрайды. Негізгі процестердің жіктелуі Химиялық технологиядағы негізгі процестердің жіктелуі әр түрлі белгілер бойынша өткізіледі. Процестердің жылдамдығын анықтайтын негізгі заңдардан тәуелді процестер келесі түрлерге бөлінеді: Гидромеханикалық процестер, олардың жылдамдығы сұйық және газдардың қозғалуы туралы ғылым – гидродинамика заңдарымен анықталады. Бұл процестерге сұйықтардың алмасуы, газдардың сығылуы және алмасуы, сұйық және газдық біртекті емес жүйелердің ауырлық күштер өрісіндегі бөлінуі (тұндыру), ортадан тепкіш күштердің өрісінде бөлу (центрифугирлеу), кеуекті қабаттан өткенде қысымдардың айырмашылық әсерінен бөлу (фильтрлеу) және сұйықтарды араластыру жатады. Жылу процестері, жылудың таралу әдістері туралы ғылым – жылу беру заңдарымен анықталатын жылдамдықпен өтетін процестер. Бұл процестерге жылыту, суыту, булау және булардың конденсациясы жатады. Жылу процестеріне қоршаған ортаға қарағанда төмен температураға дейін суыту процестерін де жатқызуға болады, бірақ көптеген арнайы ерекшеліктеріне байланысты бұл процестер суытуышы процестердің жеке тобына біріктірілген. Масса алмасу (диффузионды) процестері, фазалардың бөліну бетінде бір фазадан екінші фазаға бастапқы қоспаның бір немесе бірнеше компоненттерінің ауысуымен сипатталады. Өте баяу және де әдетте масса алмасу процестерінде лимиттеуші саты болып таралатын заттың молекулалық диффузиясы табылады. Масса алмасу заңдарымен сипатталатын бұл процестер тобына абсорбция, айдау (дистилляция және ректификация), ертінділерден экстракциялау, еріту және кеуекті қатты денелерден экстракциялау, кристаллдау, адсорбция және кептіру жатады. Химиялық (реакциялық) процестер, химиялық кинетиканың заңдарымен анықталатын жылдамдықпен өтетін процестер. Бірақ химиялық реакциялармен бірге масса және энергияның ауысуы жүріп отырады, сондықтан химиялық процестердің жылдамдығы гидродинамикалық жағдайлардан да тәуелді. 5.Механикалық процестер, қатты денелердің механикасы заңдарымен анықталады. Бұл процестер негізінен бастапқы қатты материалдарды дайындау және соңғы қатты өнімдерді өңдеу үшін, сонымен бірге кесекті және ұнтақ материалдарды тасымалдауда қолданылады. Механикалық процестерге ұсақтау, тасымалдау, іріктеу (жіктеу) және қатты заттарды араластыру жатады. Механикалық процестердің ерекше тобына химиялық өнімдерді бұйымдарға өңдеу – пресстеу, құю, экструзия т.б. процестерін жатқызуға болады. Бұл процестер мен аппараттар синтетикалық материалдарды өндіруде қолданылады және оларды өткізу ерекше, сондықтан арнайы курстарда қарастырылады. Химиялық технологияда негізгі процестер ұйымдастыруы бойынша периодты және үздіксіз болып бөлінеді. Периодтық процестер берілген уақытта аппараттарға бастапқы материалдар салынатын; оларды өндегеннен кейін аппараттардан пайда болған заттар шығарылатын апараттарда өтеді. Аппараттан заттар шығарылғаннан кейін және қайтадан салғаннан кейін процесс қайталанады. Сонымен, периодтық процестің сипаттамасы оның барлық сатылары бір жерде, бірақ әртүрлі уақытта өтеді. Үздіксіз процестер ағынды аппараттарда жүзеге асырылады. Бастапқы материалдардың аппаратқа толтырылуы және соңғы өнімнің аппараттан алынуы бір мезгілде және үздіксіз өтеді. Сонымен, үздіксіз процестің сипаттамасы оның барлық кезеңдері бір мезгілде, бірақ кеңістікте бөлінген, яғни бір аппараттың әртүрлі бөліктерінде немесе бір құрылғыны құрайтын әртүрлі аппараттарда өтеді. Сонымен бірге аралас процестер де белгілі. Оларға жеке кезеңдері периодты өтетін үздіксіз процестер немесе бір не бірнеше кезеңдері үздіксіз өтетін периодты процестер жатады. Идеалды ығыстыру аппараттарында барлық бөлшектер берілген бағытта жылжиды, олар алдыда және артта жылжып келе жатқан бөлшектермен ағынның толығымен ығыстырады. Барлық бөлшектер мұндай аппараттың барлық көлемінде бір текті таралған және қатты поршеннің қозғалысы кезінде әрекет өтеді. Идеалды ығыстыру аппараттарында барлық бөлшектердің келу уақыты бірдей. Идеалды араласу аппараттарында түскен бөлшектер бірден аппараттың ішіндегі бөлшектермен араласып кетеді, яғни аппарат көлемінде бір келкі таралады. Нәтижесінде көлемнің барлық нүктелерінде процесті сипаттайтын параметр мәндері тез арада теңеледі. Идеалды араласу аппараттарында бөлшектердің келу уақыты біркелкі емес. Нақты (реалды) үздіксіз әрекет етуші аппараттар аралық типті аппараттарға жатады. Бұларда бөлшектердің келу уақытының таралуы әлдеқайда идеалды араласу аппараттарына қарағанда біркелкі, бірақ идеалды ығыстыру аппараттарындағыдай ешқашан теңеспейді. Процестер сонымен бірге уақыт аралығындағы олардың параметрлерінің (жылдамдық, температура, концентрация және т.б.) өзгеруінен тәуелді де жіктелуі мүмкін. Осы белгілерге байланысты процестер тұрақты (стационарлы) және тұрақтыланбаған (стационарлы емес немесе өтпелі) болып бөлінеді. Құрылған процестерде процесті сипаттайтын әрбір параметрдің мәні уақыттан тәуелді тұрақты, ал құрылмағанда ауыспалы, яғни әрбір нүктенің кеңістіктегі орын функциясы ғана емес, уақыт функциясы да болып табылады. Құрылмаған процестердің сипаттамаларын сараптау автоматты реттеу мақсатында басым қызығушылық тудырады. Химиялық технологияда құрылмаған болып кеңінен таралмаған периодты процестер табылады. Үздіксіз процестер үшін жұмыс режимін өзгертуде және құрылғыны іске қосуда уақыттан тәуелді параметрлердің өзгерісі ескерілуі қажет, бірақ бұл кезең қысқа болғандықтан, есепетеулерде оларды ескермейді. 2. Есептеу формуларына және теңдеулеріне енетін шамалардың өлшем бірліктерін қарастыру. Процестер мен аппараттардың анализі мен есептеуіндегі жалпы принциптер. Процестер мен аппараттар есептеулері әдетте келесі негізгі мақсаттарға ие: жүйенің шекті немесе тепе-теңдік жағдайдағы шарттарды анықтау; бастапқы материалдардың шығыны мен алынатын өнімнің мөлшерін, сонымен бірге қажетті энергия (жылу) мөлшерін және жылу тасымалдағыштардың шығынын есептеу; жұмыстың оптималды режимін және оларға сәйкес келетін аппараттардың жұмыс көлемін анықтау; аппараттардың негізгі өлшемдерін есептеу. жүктеу/скачать 378,76 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|