Материалдық баланс. Зат сақталу заңына байланысты үрдіске түсетін
зат мөлшері, үрдістен шығатын зат мөлшері мен үрдіс барысында жоғалатын
зат мөлшерінің жинағына тең. Яғни,
Ш
C
Б
G
G
G
. Мұндағы,
материалдық балансты үрдіске қатысатын барлық материалдар үшін де,
немесе, сол материалдардың бір құрастырушысы үшін де, жазуға болады.
Мерзімді үрдістерде материалдық баланс бір операцияға (кг), ал үздіксіз
үрдістерде уақыт бірлігіне жазылады (кг/с), бұл баланстан қажет болған
шикізат шығынын, немесе, алынатын өнімнің шамасын есептеп табады.
Энергетикалық баланс. Ол энергия сақталу заңына негізделген.
Химиялық–технологиялық үрдістерді жүргізгенде,әртүрлі, энергиялар
жұмсалады, мысалы, механикалық және т.б. Энергетикалық баланстың бір
бөлігі,
жылулық
тепе–теңдік.Яғни,
Б
C
Ш
Q
Q
Q
.
Мұндағы,
б
1
2
3
Q
Q
Q
Q
;
C
4
5
Q
Q
Q
; Q
1
–шикізатпен енетін жылу; Q
2
–
үрдістің жылу эффектісі (егер үрдіс нәтижесінде жылу сіңірілсе теріс таңбалы
болады); Q
3
– сырттан енгізілетін жылу; Q
4
– алынған өнімдермен кететін жылу;
Q
5
– жылу тасымалдағышпен кететін жылу.
Бұл тепе–теңдіктен Q
3
–ті, содан кейін жылутасымалдағыштың
мөлшерін есептейді.
ХТПА–ын зерттеп есептеу үшін материалдық және энергетикалық
баланстардан басқа, үрдістер мен қондырғылардың қарқындылығын білу
керек.
Барлық негізгі үрдістер (гидродинамикалық, жылу, массалмасу
үрдістері) тек белгілі бір қозғаушы күштің арқасында ғана жүруі мүмкін. Бұл
қозғаушы күш гидромеханикалық үрдістер үшін қысымдар айырмасы,
жылуалмасу үрдістерінде температуралар айырмасы, ал массаалмасу
үрдістерінде концентрациялар айырмасы болады. Осыдан жоғарыда
айтқандай гидромеханикалық, жылу, массалмасу және химиялық үрдістердің
кинетикалық заңдылықтарын жалпы біртекті заңдылыққа келтіруге болады,
яғни, үрдістердің өту жылдамдығы қозғаушы күшке тура пропорционал, ал
кедергі келтіруші күшке кері пропорционал болады.
П
KA
, (1)
мұндағы П–үрдіс нәтижесі, яғни П=V
c
, Q, M – V
c
–аққан сұйықтың
көлемі; Q–берілген жылудың мөлшері; М–бір фазадан бір
фазаға өткен заттың мөлшері.
1
K
R
–
үрдістің өту жылдамдығының коэфициенті;
R– кедергі күш;
A=F,V – жұмыстық бет. Мұндағы F–қондырғының ауданы, м
2
;
V–қондырғының көлемі, м
3
;
Δ=ΔP, Δt, ΔC –қозғаушы күш. Мұндағы, ΔP–қысымдар
айырмасы;
Δt–температуралар
айырмасы;
ΔC–концентрациялар
айырмасы;
τ–уақыт.
Мысалы (1,1) теңдеуді гидравликалық үрдістер үшін былай жаза аламыз:
1
1
dV
P
K
P.
Fd
R
Үрдіс нәтижесінің уақыт бірлігіне қатынасы үрдістің жылдамдығы деп
аталады.
Достарыңызбен бөлісу: |