Химийн технологийн стандарт процессыг гүйцэтгэх суурилуулалтыг төлөвлөхдөө тооцоолох зарчим, шаардлагатай тоног төхөөрөмжийг сонгохдоо химийн процессыг нэн тэргүүнд анхаарч үздэг.

Химийн технологийн үндсэн процесс ба аппаратууд

Химийн үйлдвэрлэлийн талаархи бүх лавлагаа мэдээлэл, ерөнхий мэдээллийг Ю.И.

Гарын авлагад дараахь зүйлийг тайлбарласан болно.

• дулааны солилцоо, масс дамжуулах төхөөрөмжийн тооцооны талаар;
• ууршуулах, шулуутгах, шингээх байгууламжийн ашиглалтын тухай;
• химийн төхөөрөмжийн үндсэн эд анги, эд ангиудын механик тооцоолол дээр;
• гидравлик тооцооны тухай.

Уг нийтлэлд мембран тусгаарлах нэгжийн үйл ажиллагааны зарчим, талстжилтын талаарх мэдээллийг багтаасан болно.

Химийн процесс, технологийн төрлүүд

Эхлэх материалыг химийн аргаар боловсруулж эцсийн бүтээгдэхүүн, завсрын бодис үйлдвэрлэхэд янз бүрийн техник, тоног төхөөрөмж ашигладаг. Ихэнх үйл ажиллагаа нь зарим бодисыг шилжүүлэхэд суурилдаг.

Ирээдүйн зорилго, үйл ажиллагаанаас хамааран дараахь төрлийн процессуудыг ялгадаг.

• гидромеханикууд нь шингэн ба хийн нэг төрлийн бус хольцыг механикаар салгах, тэдгээрийг хатуу хэсгүүдээс цэвэрлэх, жишээлбэл, центрифугт тунадас, тунадасжуулахад ашигладаг;
• дулаан дамжуулах (ууршилт, конденсац, халаалт, хөргөлт) дээр суурилсан дулааны;
• массын дамжуулалт нь импульс ба дулааны хосолсон дамжуулалт (шингээх, шингээх) бүхий бодисыг шилжүүлэхэд хамаарна;
• химийн болон биохимийн найрлага, шинж чанар нь өөр өөр (ионы урвал, гликолиз, исгэх) үед үүсдэг.

Технологийн процессыг дараахь байдлаар хуваана.

• үе үе;
• тасралтгүй;
• хосолсон.

Эхлэх материалын мөчлөгт тавигддаг тул үе үе үйл явц тасралтгүй явагддаггүй. Түүхий эдийг ачих, бүтээгдэхүүнийг буулгах нь тасралтгүй үйл явцыг тодорхойлдог. Хосолсон процессууд нь хоёр төрлийн үйл ажиллагаа эсвэл хэд хэдэн тусдаа үе шатуудаас бүрддэг.

Химийн үйлдвэрлэлд автоматжуулалтыг ашиглан бүрэн механикжсан, удирддаг тасралтгүй үйл явцыг ашиглахад онцгой анхаарал хандуулдаг. Тасралтгүй үйл явц нь багц процессоос илүү практик байдаг. Тасралтгүй үйл ажиллагааны явцад үйл ажиллагааны байнгын урсгалын улмаас санхүү, нөөц, хөдөлмөрийн зардал буурдаг.

Химийн технологийн эрчим хүч, нөөц хэмнэх үйл явц

Үйлдвэрлэлийн элементүүдийг болгоомжтой, үр ашигтай ашиглах цогц арга хэмжээ нь эрчим хүч, нөөцийн хэмнэлтийг бүрдүүлдэг бөгөөд үүнд янз бүрийн аргыг ашиглах замаар хүрдэг.

• хөрөнгийн зарцуулалт, бэлэн бүтээгдэхүүний хэрэглээг бууруулах;
• бүтээмжийн өсөлт;
• бүтээгдэхүүний чанарыг нэмэгдүүлэх.

Нөөц хэмнэх арга хэмжээ нь технологийн хэрэгцээнд түлш, бусад түүхий эд, эд анги, түлш, агаар, ус болон бусад эх үүсвэрийг хамгийн бага зарцуулсан эцсийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.

Нөөц хэмнэх технологид дараахь зүйлс орно.

• хаалттай усан хангамжийн систем;
• хоёрдогч нөөцийг ашиглах;
• хог хаягдлыг дахин боловсруулах.

Нөөц хэмнэх технологи нь материалын хэрэглээг хэмнэж, үйлдвэрлэлийн хортой хүчин зүйлийн байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулдаг.

Химийн технологийн процесс, аппаратын зураг төсөл, тооцоо

Химийн төхөөрөмжийн тооцоо, дизайныг дараах дарааллаар гүйцэтгэнэ.

• анхны өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийж, үйл явцын чиглэлийг тодорхойлсон;
• материалын балансыг бүрдүүлж, материалын урсгалын тоон утгыг тодорхойлно. Материалын баланс гэдэг нь нэг тоног төхөөрөмж дэх элементүүдийн массын урсгалын урсгал ба гадагш урсгалыг тодорхойлох явдал юм;
• Дулааны баланс дээр үндэслэн урвал дахь дулааны зарцуулалт эсвэл хөргөлтийн зарцуулалтыг тодорхойлно. Дулааны баланс нь тоног төхөөрөмж дэх дулааны урсгалын орох ба гарах урсгалын тэгш байдлыг илэрхийлдэг;
• үйл явцын хөдөлгөгч хүчийг тэнцвэрийн хуульд үндэслэн тодорхойлно;
• хурдны коэффициент K-ийг тооцоолсон бөгөөд энэ нь харгалзах үйл ажиллагааны эсэргүүцэлтэй урвуу хамааралтай;
• аппаратын хэмжээг үндсэн кинетик хуулийн дагуу тооцно. Энэ хэмжээ нь ихэвчлэн төхөөрөмжийн гадаргуутай тохирдог. Тооцоолсон утгыг үндэслэн тусгай каталог эсвэл нормыг ашиглан загварчлагдсан тоног төхөөрөмжийн хамгийн ойрын стандарт стандарт хэмжээг сонгоно.

Химийн процессын судалгааны бүлгүүдтэй компаниуд

Химийн процессын судалгааны бүлэгтэй компаниуд нь химийн мэргэжилтнүүдийн олон бүрэлдэхүүнтэй томоохон байгууллага юм. Ийм байгууллагуудын нэг нь бүтээгдэхүүн боловсруулдаг, бүх төрлийн судалгааны үйл ажиллагааг дэмжих техникийн бодлого явуулдаг, мөн газрын тос боловсруулах, дамжуулах хоолой, биотехнологи, химийн чиглэлээр үйл явцыг иж бүрэн оновчтой болгодог Модкон Системс юм.

Миррико компаниудын группын эрдэм шинжилгээ, инженерийн төвийн лабораторийн цогцолбор нь янз бүрийн зориулалтаар шинэ төрлийн бүтээгдэхүүн, технологи боловсруулдаг судалгаа, туршилтын лабораториудыг агуулдаг.

SRC GC "Mirrico" нь дараахь салбарын судалгааны лабораториуд (SRL) багтдаг.

• "Өрөмдлөг, үйлдвэрлэлийн урвалж" судалгааны лаборатори;
• “Олборлолт” хэлтсийн эрдэм шинжилгээний лаборатори;
• Газрын тос, хий боловсруулах, газрын тосны химийн “Үйл явц” эрдэм шинжилгээний лаборатори;
• "Өрөмдлөгийн шингэн ба технологи" судалгааны лаборатори;
• NIL "Ус".

Химийн аппарат үйлдвэрлэгчид

Нефть химийн салбарт химийн хувиргалтыг хэрэгжүүлэхийн тулд химийн реактор, аппарат шаардлагатай. Химийн реактор нь гурван ханатай, янз бүрийн халаалтын аргаар даралттай эсвэл вакуумтай, өндөр болон бага хурдтай холигчтой төхөөрөмж юм. Халаалтын температур, түүнийг хянах хэрэгцээнд үндэслэн хөргөлтийн бодисыг сонгоно.

YuVS үйлдвэр нь тоног төхөөрөмжийн урвалын түвшин, эд ангиудын физик байдал, шаардлагатай дулааны горим, даралт, эзэлхүүн, үйл явцын шинж чанарт үндэслэн янз бүрийн загвар бүхий реакторуудыг боловсруулах, үйлдвэрлэх чиглэлээр ажилладаг. Дулаан болон массын шилжүүлгийн процессыг хурдасгахын тулд реакторууд холилдох нэмэлт элементүүдээр тоноглогдсон байдаг. Аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг нэмэгдүүлсэн тул үйлдвэрлэсэн тоног төхөөрөмжийн чанарт хатуу хяналт тавьдаг. Механик хүч чадал, боловсруулсан түүхий эд материалын идэмхий нөлөөнд тэсвэртэй байдал, холбогдох физик шинж чанарууд нь химийн реакторуудад тавигдах шаардлага юм.

Өөр нэг компани болох "СибМашПолимер" ХХК нь химийн реакторуудыг зохион бүтээж, үйлдвэрлэдэг бөгөөд үйлдвэрлэсэн төхөөрөмжийн өндөр чанарыг баталгаажуулдаг. Тус компани нь төхөөрөмжүүдийн рентген шинжилгээгээр тоноглогдсон лабораторид бүтээгдэхүүнээ туршиж үздэг.

"Химстройпроект" аж үйлдвэрийн нэгдэл нь Гаалийн холбооны "Илүү даралтын дор ажилладаг тоног төхөөрөмжийн аюулгүй байдлын тухай" (TR CU 032/2013) техникийн зохицуулалтын шалгуурын дагуу эрчим хүч хэмнэдэг дулаан солилцуур үйлдвэрлэдэг.

Сайн бүтээлээ мэдлэгийн санд оруулах нь амархан. Доорх маягтыг ашиглана уу

Мэдлэгийн баазыг суралцаж, ажилдаа ашигладаг оюутнууд, аспирантууд, залуу эрдэмтэд танд маш их талархах болно.

Нийтэлсэн http://www.allbest.ru/

Химийн технологийн процесс ба аппаратууд

1. "Химийн технологийн процесс ба аппарат" хичээлийн сэдэв, зорилго

1.1 PACT хичээлийн зорилго

1.2 Химийн технологийн үндсэн процессуудын ангилал

2. Химийн технологийн процессын онолын үндэс

2.1 Процесс, аппарат хэрэгслийн тухай шинжлэх ухааны үндсэн хуулиуд

2.2 Дамжуулах үзэгдлүүд

3. Термодинамикийн тэнцвэрийн хуулиуд

4. Момент дамжуулах

Үндсэн уран зохиол

1. "Химийн технологийн процесс ба аппарат" хичээлийн сэдэв, зорилго

Үйл явц гэдэг нь тодорхой нөхцөлд тохиолддог байгалийн болон технологийн бодисын төлөв байдлын өөрчлөлтийг ойлгодог. Процессыг байгалийн үйл явц болгон хувааж болно (үүнд усан сангуудын гадаргуугаас усыг ууршуулах, дэлхийн гадаргууг халаах, хөргөх гэх мэт орно), тэдгээрийн судалгаа нь физик, хими, механик болон бусад байгалийн шинжлэх ухааны сэдэв, даалгавар юм. шинжлэх ухаан, шинжлэх ухаан нь технологийн сэдэв, зорилтыг бүрдүүлдэг үйлдвэрлэлийн эсвэл технологийн процессууд (жишээлбэл, урлаг, ур чадвар, ур чадвар).

Технологи бол байгалийн шинжлэх ухааны (физик, хими...) хуулиудыг практикт хэрэгжүүлэх нөхцөлийг тодорхойлдог шинжлэх ухаан юм. Үйлдвэрлэлийн явцад явуулж буй бодисын төлөв байдал, шинж чанар, найрлага, түүхий эд, материал, хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүнийг боловсруулах, үйлдвэрлэх, өөрчлөх аргуудын цогц. Үйлдвэрлэлийн технологи нь ерөнхий хууль тогтоомжоор тодорхойлогддог ижил төстэй физик, физик-химийн процессуудыг агуулдаг. Төрөл бүрийн салбар дахь эдгээр процессуудыг үйл ажиллагааны зарчимтай ижил төстэй төхөөрөмжүүдэд гүйцэтгэдэг. Химийн үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарт нийтлэг байдаг процесс, аппаратуудыг химийн технологийн үндсэн процесс, аппаратууд гэж нэрлэдэг.

PACT сахилга бат нь хоёр хэсгээс бүрдэнэ.

· химийн технологийн онолын үндэс;

· химийн технологийн стандарт процесс ба аппаратууд.

Эхний хэсэг нь ердийн үйл явцын онолын ерөнхий зарчмуудыг тодорхойлсон; онолын болон хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэх арга зүйн үндэс; үндсэн үйл явцын механизмд дүн шинжилгээ хийх, тэдгээрийн үүсэх ерөнхий зүй тогтлыг тодорхойлох; процесс, аппаратын физик-математик загварчлал, тооцооллын ерөнхий аргуудыг томъёолсон болно. технологийн химийн аппарат термодинамик

Хоёр дахь хэсэг нь гурван үндсэн хэсгээс бүрдэнэ.

· гидромеханик процесс ба төхөөрөмж;

· дулааны процесс ба төхөөрөмж;

· масс дамжуулах процесс ба аппарат .

Эдгээр хэсгүүдэд ердийн технологийн процесс бүрийн онолын үндэслэлийг гаргаж, төхөөрөмжийн үндсэн загвар, тэдгээрийг тооцоолох аргачлалын талаар ярилцав.

1.1 PACT хичээлийн зорилго

1. Тодорхой тоног төхөөрөмж дээр химийн технологийн процессыг явуулах технологийн оновчтой горимыг тодорхойлох.

2. Технологийн процессыг явуулах төхөөрөмжийн дизайны тооцоо, зураг төсөл.

1.2 Химийн технологийн үндсэн процессуудын ангилал

Процессын хурдыг тодорхойлдог хуулиас хамааран тэдгээрийг таван бүлэгт хуваадаг.

Гидродинамик процессууд, хурд нь гидромеханикийн хуулиар тодорхойлогддог (шингэний хөдөлгөөн, хийн шахалт, хөдөлгөөн, шингэн ба хийн гетероген системийг салгах - тунгаах, шүүх, центрифуг гэх мэт).

Дулааны процессууд, тэдгээрийн хурд нь дулаан дамжуулах хуулиар (халаалт, хөргөлт, уурын конденсаци, ууршилт) тодорхойлогддог.

Масс дамжуулах үйл явц, хурд нь фазын интерфэйсээр (шингээх, залруулах, олборлох гэх мэт) нэг фазаас нөгөөд шилжих хуулиар тодорхойлогддог.

Химийн процессууд. Химийн процессын хурдыг химийн кинетикийн хуулиар тодорхойлно.

Механик процессыг хатуу механикийн хуулиар тодорхойлсон бөгөөд нунтаглах, тээвэрлэх, ангилах (хэмжээгээр нь ангилах), хатуу бодисыг холих зэрэг орно.

Зохион байгуулалтын аргын дагуу бүх үйл явцыг үе үе, тасралтгүй, хосолсон гэж хуваадаг. Тогтмол үйл явц нь нэг аппаратанд явагддаг, гэхдээ өөр өөр цаг үед. Тасралтгүй процессууд нэгэн зэрэг явагддаг боловч орон зайд тусгаарлагдсан байдаг.

Химийн технологийн процессууд нь суурин (тогтвортой) ба хөдөлгөөнгүй (тогтворгүй) байж болно.

Аппарат дахь орон зайн координатыг өөрчлөхөд процессын параметрүүд (температур, даралт гэх мэт) өөрчлөгдвөл төхөөрөмжийн цэг (орон зай) бүрт цаг хугацааны хувьд тогтмол хэвээр байвал тогтвортой төлөвийн процесс. Хэрэв процессын параметрүүд нь координатын функцууд бөгөөд цаг хугацааны цэг бүрт өөрчлөгддөг бол тогтворгүй үйл явц.

Хосолсон процесс нь бие даасан үе шатууд нь үе үе явагддаг тасралтгүй үйл явц, эсвэл нэг буюу хэд хэдэн үе шат тасралтгүй явагддаг багц процесс юм.

Ихэнх химийн технологийн процессууд нь хэд хэдэн дараалсан үе шатуудыг агуулдаг. Ихэвчлэн үе шатуудын аль нэг нь бусдаас илүү удаан үргэлжилдэг бөгөөд энэ нь бүх үйл явцын хурдыг хязгаарладаг. Үйл явцын нийт хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд юуны түрүүнд хурдыг хязгаарлах үе шатанд нөлөөлөх шаардлагатай. Хэрэв үйл явцын үе шатууд зэрэгцээ явагддаг бол энэ нь хязгаарлагдмал тул хамгийн бүтээмжтэй үе шатанд нөлөөлөх шаардлагатай. Үйл явцын хязгаарлах үе шатны талаархи мэдлэг нь үйл явцын тайлбарыг хялбаршуулж, үйл явцыг эрчимжүүлэх боломжийг олгодог.

2. Химийн технологийн процессын онолын үндэс

2.1 Процесс, аппарат хэрэгслийн тухай шинжлэх ухааны үндсэн хуулиуд

Химийн технологийн процесс ба аппаратуудын шинжлэх ухааны онолын үндэс нь дараахь байгалийн үндсэн хуулиуд юм.

Масс, импульс, энерги (бодис) хадгалагдах хуулиуд, тэдгээрийн дагуу бодис ирэх нь түүний хэрэглээтэй тэнцүү байна. Хамгаалалтын хуулиуд нь тэнцвэрийн тэгшитгэлийн хэлбэртэй байдаг бөгөөд тэдгээрийн эмхэтгэл нь химийн технологийн процессын дүн шинжилгээ, тооцооны чухал хэсэг юм.

Масс, импульс, энерги дамжуулах хуулиуд нь аливаа бодисын урсгалын нягтыг тодорхойлдог. Шилжүүлгийн хуулиуд нь явагдаж буй үйл явцын эрч хүч, эцсийн дүндээ ашигласан төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэлийг тодорхойлох боломжийг олгодог.

Термодинамикийн тэнцвэрийн хуулиуд нь аливаа бодисыг шилжүүлэх нөхцөлийг тодорхойлдог. Бодис шилжих эргэлт буцалтгүй үйл явц байхгүй системийн төлөвийг тэнцвэрт байдал гэж нэрлэдэг. Тэнцвэрийн нөхцлийн талаархи мэдлэг нь шилжүүлэх үйл явцын чиглэл, үйл явцын хил хязгаар, үйл явцын хөдөлгөгч хүчний хэмжээг тодорхойлох боломжийг олгодог.

2.2 Дамжуулах үзэгдлүүд

Химийн технологийн аливаа үйл явц нь нэг буюу хэд хэдэн төрлийн бодисыг шилжүүлэх замаар үүсдэг: масс, импульс, энерги. Бид бодисыг шилжүүлэх механизм, дамжуулалт явагдах нөхцөл, түүнчлэн бодисын төрөл бүрийн шилжүүлгийн тэгшитгэлийг авч үзэх болно.

Дамжуулах механизмууд

Бодис дамжуулах гурван механизм байдаг: молекул, конвектив, турбулент. Эрчим хүчний дамжуулалт нь цацрагаар дамждаг.

Молекулын механизм.Бодис дамжуулах молекулын механизм нь молекулууд эсвэл бусад бичил хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог (электролит ба талст дахь ионууд, металл дахь электронууд).

Конвектив механизм.Бодис дамжуулах конвектив механизмыг бүхэлд нь орчны макроскопийн эзлэхүүний хөдөлгөөнөөр тодорхойлно. Сансар огторгуйн зарим хэсгийн цэг бүрт өвөрмөц тодорхойлогдсон физик хэмжигдэхүүний утгын багцыг энэ хэмжигдэхүүний талбар (нягтрал, концентраци, даралт, хурд, температур гэх мэт) гэж нэрлэдэг.

Орчуулагчийн макроскопийн эзлэхүүний хөдөлгөөн нь массыг шилжүүлэхэд хүргэдэг -тай, импульс -тайболон эрчим хүч sEнэгж эзлэхүүн ( -тайнэгж эзэлхүүний нягт эсвэл масс, cW- нэгж эзэлхүүний импульс, -тайЭ- нэгж эзэлхүүний энерги).

Конвекцийн хөдөлгөөнийг үүсгэдэг шалтгаанаас хамааран чөлөөт ба албадан конвекцийг ялгадаг. Чөлөөт конвекцийн нөхцөлд бодисыг шилжүүлэх нь эдгээр цэгүүдийн температурын ялгаатай байдлаас шалтгаалан орчны эзэлхүүний янз бүрийн цэгүүд дэх нягтын зөрүүтэй холбоотой юм. Албадан конвекц нь орчны бүх эзэлхүүнийг хөдөлгөхөд (жишээлбэл, насосоор эсвэл хутгагчаар холих үед) үүсдэг.

Турбулент механизм. Турбулент тээврийн механизм нь орон зайн цаг хугацааны масштабын хувьд молекул ба конвектив механизмуудын хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг. Турбулент хөдөлгөөн нь зөвхөн конвектив хөдөлгөөний тодорхой нөхцөлд л явагддаг: фазын интерфэйсээс хангалттай зай, хурдны талбайн гетероген байдал.

Фазын хилтэй харьцуулахад орчин (хий эсвэл шингэн) хөдөлгөөний бага хурдтай үед түүний давхаргууд бие биентэйгээ зэрэгцээ тогтмол хөдөлдөг. Энэ хөдөлгөөнийг нэрлэдэг ламинар. Хэрэв хурдны нэг төрлийн бус байдал, фазын хил хүртэлх зай нь тодорхой утгаас хэтэрсэн бол хөдөлгөөний тогтвортой байдал алдагдана. Орчны бие даасан эзэлхүүний жигд бус эмх замбараагүй хөдөлгөөн (хуйралт) үүсдэг. Энэ хөдөлгөөнийг нэрлэдэг үймээн самуунтай.

Хөдөлгөөний горимын талаархи анхны судалгааг 1883 онд английн физикч О.Рейнольдс хийж, хоолой дахь усны хөдөлгөөнийг судалжээ. Ламинар хөдөлгөөнөөр нимгэн өнгөт урсгал нь хөдөлж буй шингэний үндсэн масстай холилдохгүй бөгөөд шулуун замтай байв. Урсгалын хурд буюу хоолойн диаметр нэмэгдэхийн хэрээр урсгал нь долгионтой төстэй хөдөлгөөнийг олж авсан бөгөөд энэ нь эвдрэл үүсч байгааг харуулж байна. Дээрх параметрүүдийг цаашид нэмэгдүүлснээр урсгал нь шингэний дийлэнх хэсэгтэй холилдож, өнгөт индикатор нь хоолойн бүх хөндлөн огтлолыг угаана.

Эргэлтийн хэмжээг тодорхойлдог турбулент масштабын тухай ойлголтыг энд ашигласан. Жишээлбэл, молекулуудаас ялгаатай нь эргүүлэг нь тогтвортой биш, сансрын формацид тодорхой хязгаарлагдмал байдаг. Тэд үүсч, жижиг эргүүлэг болж задарч, энерги нь дулаан болж (энергийн алдагдал) шилжсэнээр үхдэг. Тиймээс үймээн самууны масштаб нь дундаж статистикийн утга юм. Турбулент хөдөлгөөнийг тайлбарлах янз бүрийн арга байж болно.

Нэг арга нь том хэмжээний эргүүлгүүдийн импульсийн шинж чанараас ихээхэн давсан интервалаар физик хэмжигдэхүүнүүдийн утгыг (хурд, концентраци, температур) түр зуурын дундажаас бүрддэг.

3. Термодинамикийн тэнцвэрийн хуулиуд

Хэрэв систем тэнцвэрт байдалд байгаа бол бодисын солилцооны макроскопийн илрэл ажиглагддаггүй. Масс, импульс, энергийг дамжуулдаг молекулуудын дулааны хөдөлгөөнийг үл харгалзан чиглэл бүрт шилжих магадлал ижил байдаг тул бодисын макроскопийн урсгал байдаггүй.

Системийн шинж чанарыг тодорхойлдог макроскоп хэмжигдэхүүний орон зайн цэг бүрийн утгууд тэнцүү байх үед гадны хүчинд хамаарахгүй нэг фазын систем дэх тэнцвэрт байдал тогтоогддог: хурд -

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

температур - T(x,y,z,t) = const;бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн химийн потенциал

- м би(x,y,z,t) = const.

Гидромеханик, дулааны болон концентрацийн тэнцвэрт байдлыг тусад нь ялгаж салгаж болно.

Гидромеханик тэнцвэр:

Дулааны (дулааны) тэнцвэр:

T=const;

Төвлөрлийн тэнцвэр:

мби=const,

Энд дифференциал оператор nabla оператор байна

Шилжүүлэх үйл явцын илрэл, масс, импульс, энергийн макроскопийн урсгал үүсэх нөхцөл нь системийн тэнцвэргүй байдал юм. Дамжуулах үйл явцын чиглэл нь системийн тэнцвэрт байдалд хүрэх аяндаа хүслээр тодорхойлогддог, өөрөөр хэлбэл. дамжуулах үйл явц нь системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хурд, температур, химийн потенциалыг тэнцвэржүүлэхэд хүргэдэг. Эдгээр хэмжигдэхүүний жигд бус байдал нь шилжүүлгийн процесс үүсэхэд зайлшгүй шаардлагатай нөхцөл бөгөөд үүнийг нэрлэдэг хөдөлгөгч хүч.

Процессыг явуулахын тулд системийг тэнцвэрийн төлөвөөс зайлуулах шаардлагатай, өөрөөр хэлбэл. гаднаас нөлөө үзүүлэх. Энэ нь системд масс эсвэл энерги нийлүүлэх эсвэл гадны хүчний үйл ажиллагааны улмаас боломжтой юм. Жишээлбэл, таталцлын талбарт тунгаах, дулаан өгөх үед ууршилт, шингээгчийг системд оруулах үед шингээлт үүсдэг.

Тээврийн тэгшитгэл

Бодисын урсгал- гадаргуугийн нэгжээр дамжуулан нэгж хугацаанд шилжсэн бодисын хэмжээ.

Масс шилжүүлэг

Конвектив механизм. Конвекцийн механизмаас үүсэх массын урсгал нь конвекцийн хурдтай дараах хамаарлаар холбогдоно

[кг/м 2 с] (2)

Ихэнхдээ массаас илүү материйн урсгалыг ашиглах нь илүү тохиромжтой байдаг

[кмоль/м 2 с] (3)

Энд м би- бүрэлдэхүүн хэсгийн молийн масс би[кг/кмоль], в би- молийн концентраци [кмоль/м3].

Молекулын механизм. Масс дамжуулах молекулын механизмын үндсэн хууль нь Фикийн анхны хууль бөгөөд хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системийн хувьд дараахь хэлбэртэй байна.

, n=2 (4)

Хаана Д ij- хоёртын (харилцан) тархалтын коэффициент ( Д ij= Д жи) .

Турбулент механизм. Турбулент массын шилжилтийг эргүүлгүүдийн эмх замбараагүй хөдөлгөөний үр дагавар гэж молекулын дамжуулалттай адилтган үзэж болно. Турбулент тархалтын коэффициентийг нэвтрүүлсэн Д Т, орчны шинж чанар болон хурдны нэг төрлийн бус байдал ба фазын гадаргуугаас хол зайнаас хамаарна.

. (5)

Ойролцоох хананы бүсэд турбулент ба молекулын диффузийн коэффициентүүдийн харьцаа хүрдэг. Д Т/Д би ~ 10 2 - 10 5 .

Эрчим хүчний дамжуулалт

Системийн энергийг микроскоп ба макроскоп гэж хувааж болно. Молекулуудын дотоод энерги, тэдгээрийн дулааны хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлийн хэмжүүр болох микроскопыг системийн дотоод энерги гэж нэрлэдэг ( У). Макроскопийн энерги нь кинетик энергиэс бүрдэнэ. Э к), орчны конвектив хөдөлгөөн, системийн боломжит энерги нь гадны хүчний талбарт үүсдэг. Э n). Тиймээс нэгж массын системийн нийт энергийг илэрхийлж болно

E" = U" + E" к+ E" n[Ж/кг] (6)

Анхдагч нь нэгж массын энергийг илэрхийлнэ.

Эрчим хүчийг дулаан эсвэл ажлын хэлбэрээр шилжүүлж болно. Дулаан нь микроскопийн түвшинд энерги дамжуулах хэлбэр бөгөөд ажил нь макроскопийн түвшинд байдаг.

Конвектив механизм. Конвектив механизмаар дамжуулсан энергийн урсгал нь хэлбэртэй байна

[Ж/м2с] = [Вт/м2] (7)

Энэ нь хөдөлгөөнт макроскоп эзлэхүүний нэгж гадаргуугийн талбайгаар нэгж хугацаанд дамжуулж буй энергийн хэмжээ юм.

Молекулын механизм. Молекулын механизм нь микроскопийн түвшинд эрчим хүчний дамжуулалтыг гүйцэтгэдэг, өөрөөр хэлбэл. дулаан хэлбэрээр. Механик ба концентрацийн тэнцвэрт байдлын нөхцөлд молекулын механизмаас үүдэлтэй дулааны урсгалыг дүрсэлж болно

, (8)

молекулын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр [Вт/мК] хаана байна.

Энэ тэгшитгэл гэж нэрлэдэг Фурьегийн хууль.

Турбулент механизм. Турбулент дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг оруулах замаар турбулент энергийн дамжуулалтыг молекулын дамжуулалттай адилтган авч үзэж болно.

Т (9)

Түүнчлэн турбулент тархалтын коэффициент Тсистемийн шинж чанар, хөдөлгөөний горимоор тодорхойлогдоно. Лабораторийн ажлын хүрээнд нийт эрчим хүчний урсгалыг бичиж болно

.

4. Момент дамжуулах

Конвектив тээвэрлэлт. Орчуулагч нь тодорхой конвектив хурдаар хөдөлдөг тохиолдлыг авч үзье В xтэнхлэгийн чиглэлд X. Энэ тохиолдолд нэгж эзэлхүүний импульс буюу импульс нь тэнцүү байх болно В x. Дараа нь хөдөлгөөний хэмжээ В x, тэнхлэгийн чиглэлд конвектив механизмын улмаас шилжүүлсэн Xнэгж гадаргуугаар дамжин өнгөрөх нэгж хугацаанд тэнцүү байх болно

= [Па] (10)

X, тэнхлэгийн дагуу нэгж гадаргуугаар нэгж хугацаанд шилжүүлсэн Y,тэнцүү байх болно

(11)

Үүний нэгэн адил бүх чиглэлд импульсийн дамжуулалт нь конвектив импульсийн урсгалын тензорын 9 бүрэлдэхүүн хэсгийг өгдөг.

(12)

(13)

Молекулын шилжүүлэг.Тэнхлэгийн дагуу чиглэсэн хөдөлгөөний хэмжээ X, (В x), тэнхлэгийн дагуу зөөврийн Юмолекул механизмын улмаас нэгж гадаргуугаар дамжуулан нэгж хугацаанд, гэж төлөөлж болно

(14)

Хаана м[Па с] ба [м2/с] нь динамик ба кинематик молекулын зуурамтгай байдлын коэффициент юм. Энэ тэгшитгэл гэж нэрлэдэг Ньютоны зуурамтгай байдлын хууль. Хэрэв зуурамтгай байдлын коэффициентүүд нь деривативын утгаас хамаарахгүй бол В x/ y, өөрөөр хэлбэл донтолт xy-аас В x/ yшугаман, орчинг Ньютон гэж нэрлэдэг. Хэрэв энэ нөхцөл хангагдаагүй бол Ньютон биш. Сүүлд нь полимер, оо, суспенз болон үйлдвэрлэлд ашигладаг бусад олон материалууд орно.

Турбулент тээвэрлэлт.Үймээн самуунтай механизмаас үүдэлтэй импульсийн шилжүүлгийг молекултай адилтган авч үзэж болно.

(15)

Хаана м ТТэгээд Т- орчны шинж чанар, хөдөлгөөний горимоор тодорхойлогддог турбулент зуурамтгай байдлын динамик ба кинематик коэффициентүүд Т~Д Т.

Нийт импульсийн урсгалыг бичиж болно

(16),

Элементүүд нь молекул ба турбулент импульсийн дамжуулалтыг багтаасан наалдамхай стресс тензор хаана байна

(17).

Тиймээс масс, энерги, импульс шилжүүлэх тэгшитгэлийг авч үзнэ. Эдгээр тэгшитгэлийн аналогийг харахад хялбар байдаг. Конвектив урсгал нь нэгж эзэлхүүн дэх тээвэрлэсэн бодисын бүтээгдэхүүнийг илэрхийлнэ (хамт,Э", Хамт) конвектив хурд руу. Молекул эсвэл турбулент механизмаас үүдэлтэй урсгалууд нь харгалзах дамжуулах коэффициентийн бүтээгдэхүүн юм (Д, м, м Т) үйл явцын хөдөлгөгч хүч дээр. Энэхүү зүйрлэл нь зарим үйл явцыг судалсны үр дүнг ашиглан бусдыг дүрслэх боломжийг олгодог.

Үндсэн уран зохиол

1. Дытнерский Ю.И. Химийн технологийн процесс ба аппаратууд. М.: Хими, 2002. Т.1-400 х. Т.2-368 х.

2. Касаткин А.Г. Химийн технологийн үндсэн процесс ба аппаратууд. 9-р хэвлэл. М.: Химия, 1973. 750 х.

3. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Химийн технологийн процесс ба аппаратуудын хичээлийн жишээ, даалгавар. Л.: Хими, 1987. 576 х.

4. Разинов А.И., Дьяконов Г.С. Дамжуулах үзэгдлүүд. Казань, KSTU хэвлэлийн газар, 2002. 136 х.

Allbest.ru дээр нийтлэгдсэн

Үүнтэй төстэй баримт бичиг

Химийн технологийн үндсэн үйл явцын ерөнхий ангилал. Гидравликийн талаархи ерөнхий мэдээлэл, хамгийн тохиромжтой шингэний урсгал. Эйлер ба Бернуллигийн дифференциал тэнцвэрийн тэгшитгэл. Ламинар ба турбулент шингэний хөдөлгөөн. Урсгалын тасралтгүй байдлын тэгшитгэл.

танилцуулга, 2013.09.29 нэмэгдсэн


Химийн технологи, нефтийн химийн тухай ойлголт. Циклон тоос цуглуулагч нь технологийн процессыг дэмжих хэрэгсэл болгон. Үйл ажиллагааны зарчим, угсралтын шинж чанарыг тооцоолох томъёо. Түүний үйл ажиллагааны дизайн, үр ашиг, давуу болон сул талууд.

танилцуулга, 2014 оны 09-р сарын 10-нд нэмэгдсэн


Түүхий эдийг боловсруулах, бодисын химийн найрлагын өөрчлөлт дагалддаг бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх. Химийн технологийн сэдэв ба үндсэн үүрэг. Нүүрс устөрөгчийн боловсруулалт, коксын зуух барих . Нүүрсний цэнэгтэй зуухыг ачих.

дадлагын тайлан, 2011 оны 01-р сарын 29-нд нэмэгдсэн


Химийн технологийн механик үйл явцын тойм: ангилах, нунтаглах, шахах, тунг хийх. Процессын онцлог, холих аргууд. Хольцын төрлүүд. Ир, хуудас, сэнс, турбин, тусгай холигчийн бүтэц, хэрэглээ.

курсын ажил, 2013-09-01 нэмэгдсэн


Үс дээрх пермийн процессын үйл ажиллагааны схем. Пермийн үед үсний бүтэц өөрчлөгддөг. Пермийн чанарыг сайжруулах нэмэлт эмийн нөлөө. Пермийн бүтээгдэхүүний бүлгүүд, тэдгээрийн шинж чанарууд.

танилцуулга, 2013 оны 03-р сарын 27-нд нэмэгдсэн


Лабораторийн ажил гүйцэтгэх, туршилтын өгөгдлийг боловсруулах, шахалтын фреон суурилуулалт, гидродинамик ба суспензийг салгах үйл явц, хатуу материалыг нунтаглах, дулаан дамжуулах үйл явцыг судлах талаархи тайлан гаргах зорилго, журам.

сургалтын гарын авлага, 2011-09-12 нэмэгдсэн


Технологийн стандартчиллын үндэс, хөгжлийн хэв маягийг судлах. Хими, металлургийн салбар, механик инженерчлэл, барилгын технологийн процессын онцлогийг харгалзан үзэх. Үйлдвэрлэлийг мэдээлэлжүүлэх дэвшилтэт технологийн шинжилгээ.

2010 оны 3-р сарын 17-нд нэмсэн лекцийн курс


Хүнсний үйлдвэрлэлийн үйл явцын талаархи шинжлэх ухааны хууль тогтоомжийг судлах. Үр тариа боловсруулах тоног төхөөрөмж, шингэн бүтээгдэхүүн холигч, хатаагчаар хатаах жишээн дээр механик, гидромеханик, масс дамжуулах үйл явцыг авч үзэх. Үндсэн асуудлуудыг шийдвэрлэх.

туршилт, 2014 оны 07-р сарын 05-нд нэмэгдсэн


Үйлчилгээний зорилго, бүтээгдэхүүний дизайныг үйлдвэрлэх чадварт дүн шинжилгээ хийх. Угсрах үйл явцыг хөгжүүлэх. Технологийн үндэслэлийн үндэслэл. Эд анги үйлдвэрлэх технологийн процессын маршрутын урьдчилсан боловсруулалт. Зүсэх нөхцлийн тооцоо.

дипломын ажил, 2009 оны 06-р сарын 29-нд нэмэгдсэн


Дулаан солилцуурын талаархи ерөнхий мэдээлэл: тэдгээрийн дизайн, тэдгээрт тохиолддог үйл явцын шинж чанар. Дулаан солилцогчийг зориулалт, тээвэрлэгчийн хөдөлгөөний загвар, үйл ажиллагааны давтамжаар ангилах. Үндсэн гадаргуугийн төхөөрөмжийн загвар.

Химийн технологийн үндсэн процесс ба аппаратуудын ангилал

хамааралтай хэв маягаас Урсгалын шинж чанараараа химийн технологийн процессыг үндсэн таван бүлэгт хуваадаг.

1. Механик үйл явц , хурд нь хатуу биеийн физикийн хуулиудтай холбоотой. Үүнд: хатуу задгай материалыг нунтаглах, ангилах, тунг тогтоох, холих.

2. Гидромеханик үйл явц , урсгалын хурд нь гидромеханикийн хуулиар тодорхойлогддог. Үүнд: хийн шахалт ба хөдөлгөөн, шингэн, хатуу материалын хөдөлгөөн, тунадасжуулах, шүүх, шингэний үе шатанд холих, шингэн болгох гэх мэт.

3. Дулааны процесс , урсгалын хурд нь дулаан дамжуулах хуулиар тодорхойлогддог. Үүнд: халаах, ууршуулах, хөргөх (байгалийн ба хиймэл), конденсац, буцалгах зэрэг процессууд орно.

4. Масс дамжуулах (тархах) үйл явц , түүний эрчим нь бодисын нэг фазаас нөгөөд шилжих хурдаар тодорхойлогддог, i.e. масс шилжүүлэх хуулиуд. Тархалтын үйл явц нь: шингээх, засах, олборлох, талстжуулах, шингээх, хатаах гэх мэт.

5. Химийн процессууд бодисын хувирал, тэдгээрийн химийн шинж чанарын өөрчлөлттэй холбоотой. Эдгээр үйл явцын хурдыг химийн кинетикийн хуулиар тодорхойлно.

Жагсаалтанд орсон үйл явцын дагуу химийн аппаратуудыг дараахь байдлаар ангилдаг.

– нунтаглах, ангилах машин;

– гидромеханик, дулааны, масс дамжуулах төхөөрөмж;

- химийн хувиргалт хийх тоног төхөөрөмж - реактор.

By зохион байгуулалт, техникийн бүтэц үйл явц нь үе үе ба тасралтгүй гэж хуваагддаг.

IN үе үе үйл явц бие даасан үе шатууд (үйл ажиллагаа) нь нэг газар (төхөөрөмж, машин) хийгддэг боловч өөр өөр цаг үед (Зураг 1.1). IN тасралтгүй үйл явц (Зураг 1.2) бие даасан үе шатуудыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэдэг, гэхдээ өөр өөр газар (төхөөрөмж эсвэл машин).

Тасралтгүй үйл явц нь үе шат бүрт тусгайлсан тоног төхөөрөмж, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулах, цаг хугацааны явцад үйл явцыг тогтворжуулах, зохицуулалтын хялбар байдал, автоматжуулалтын чадвар гэх мэт үе шаттай процессуудаас ихээхэн давуу талтай байдаг.

Бүртгэгдсэн төхөөрөмжүүдийн аль нэгэнд процесс явуулах үед боловсруулсан материалын параметрийн утга өөрчлөгддөг. Процессыг тодорхойлсон үзүүлэлтүүд нь даралт, температур, концентраци, нягт, урсгалын хурд, энтальпи гэх мэт.

Урсгалын хөдөлгөөний шинж чанар, төхөөрөмжид орж буй бодисын параметрийн өөрчлөлтөөс хамааран бүх төхөөрөмжийг гурван бүлэгт хувааж болно: төхөөрөмжүүд. хамгийн тохиромжтой (дүүрэн )холих , төхөөрөмжүүд хамгийн тохиромжтой (дүүрэн )хэлмэгдүүлэлт болон төхөөрөмжүүд завсрын төрөл .

Төрөл бүрийн хийцтэй тасралтгүй дулаан солилцуурын жишээг ашиглан янз бүрийн бүтцийн урсгалын онцлогийг харуулах нь хамгийн тохиромжтой. Зураг 1.3а-д хамгийн тохиромжтой шилжилтийн зарчмаар ажилладаг дулаан солилцуурын диаграммыг үзүүлэв. Энэ төхөөрөмжид холилдохгүйгээр урсгалын "поршений" урсгал байдаг гэж үздэг. Хөргөлтийн аль нэгний температур нь төхөөрөмжийн уртын дагуу анхны температураас эцсийн температур хүртэл өөрчлөгддөг тул төхөөрөмжөөр урсаж буй шингэний дараагийн эзэлхүүн нь өмнөхтэй холилдохгүй бөгөөд тэдгээрийг бүрэн нүүлгэн шилжүүлдэг. Хоёр дахь хөргөлтийн температурыг тогтмол (конденсацийн уур) гэж үздэг.

Төхөөрөмж дотор төгс холих шингэний дараагийн болон өмнөх эзэлхүүн нь хамгийн тохиромжтой холилдсон, аппарат дахь шингэний температур тогтмол бөгөөд эцсийн температуртай тэнцүү байна (Зураг 1.3, б).

Бодит төхөөрөмжүүдэд хамгийн тохиромжтой холих нөхцөл, хамгийн тохиромжтой шилжилтийн аль алиныг нь хангаж чадахгүй. Практикт эдгээр хэлхээнүүдэд зөвхөн нэлээн ойртож болох тул бодит төхөөрөмжүүд байдаг завсрын төрлийн төхөөрөмжүүд (Зураг 1.3, в).

Цагаан будаа. 1.1. Тогтмол процесс явуулах төхөөрөмж:

1 - түүхий эд; 2 – бэлэн бүтээгдэхүүн 3 – уур 4 – хөргөх ус;

Цагаан будаа. 1.2. Тасралтгүй процесс явуулах төхөөрөмж:

1- дулаан солилцуур-халаагч; 2 - хутгагчтай төхөөрөмж; 3 - дулаан солилцогч-хөргөгч; I - түүхий эд; II – бэлэн бүтээгдэхүүн III – уур IV – конденсат;
V - хөргөх ус

Цагаан будаа. 1.3. Төрөл бүрийн төхөөрөмжид шингэнийг халаах үед температурын өөрчлөлт: a – бүрэн шилжилт; b - бүрэн холих; в - завсрын төрөл

Төхөөрөмжийн аль ч элементийн хувьд авч үзэх шингэн халаалтын процессын хөдөлгөгч хүч нь ялгаа юм халаалтын уур ба халсан шингэний температурын хооронд.

Аппаратын төрөл тус бүрт үйл явцын хөдөлгөгч хүч хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг авч үзвэл төхөөрөмжийн төрөл бүрийн үйл явцын ялгаа нь ялангуяа тодорхой болно. Графикуудын харьцуулалтаас харахад хамгийн их хөдөлгөгч хүч нь бүрэн нүүлгэн шилжүүлэх төхөөрөмжид, хамгийн бага нь бүрэн холих төхөөрөмжид тохиолддог.

Тогтмол ажиллаж байгаа хамгийн тохиромжтой холигч төхөөрөмж дэх үйл явцын хөдөлгөгч хүчийг аппаратын ажлын хэмжээг хэд хэдэн хэсэгт хуваах замаар мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Хэрэв хамгийн тохиромжтой холигч төхөөрөмжийн эзэлхүүнийг n төхөөрөмжид хувааж, тэдгээрийн дотор процессыг явуулбал хөдөлгөгч хүч нэмэгдэнэ (Зураг 1.4).

Тохиромжтой холих төхөөрөмж дэх хэсгүүдийн тоо нэмэгдэхийн хэрээр хөдөлгөгч хүчний утга нь хамгийн тохиромжтой нүүлгэн шилжүүлэлтийн аппаратын утгад ойртож, олон тооны хэсэг (ойролцоогоор 8-12) байвал хоёр төрлийн аппаратын хөдөлгөгч хүч болдог. ойролцоогоор ижил.

Цагаан будаа. 1.4. Хуваалтын явцад үйл явцын хөдөлгөгч хүчийг өөрчлөх

Өмнөх үг
Танилцуулга
1. Химийн технологийн хичээл, хичээлийн зорилго
2. Үйл явцын ангилал
3. Материал ба эрчим хүчний тооцоо
Материаллаг балансын ерөнхий ойлголтууд. Гарах. Гүйцэтгэл. Үйлдвэрлэлийн процессын эрчим. Эрчим хүчний тэнцвэр. Эрчим хүч ба үр ашиг.
4. Физик хэмжигдэхүүний хэмжигдэхүүн
НЭГДҮГЭЭР ХЭСЭГ. ГИДРОДИНАМИК ПРОЦЕСС
Нэгдүгээр бүлэг. Гидравликийн үндэс
A. Гидростатик)