TIL termiske prosesser inkluderer prosesser hvis hastighet bestemmes av hastigheten for energioverføring i form av varme: oppvarming, avkjøling, fordampning, smelting, etc. Varmeoverføringsprosesser følger ofte med andre teknologiske prosesser: kjemisk interaksjon, separering av blandinger, etc.
I henhold til mekanismen for energioverføring er det tre metoder for varmeutbredelse - termisk ledningsevne, konvektiv overføring og termisk stråling.
Termisk ledningsevne- energioverføring av mikropartikler (molekyler, ioner, elektroner) på grunn av deres vibrasjoner i nær kontakt.
Prosessen fortsetter i henhold til en molekylær mekanisme og derfor avhenger termisk ledningsevne av den indre molekylære strukturen til den aktuelle kroppen og er en konstant verdi.
Konvektiv varmeoverføring (konveksjon)- prosessen med varmeoverføring fra en vegg til en væske (gass) som beveger seg i forhold til den eller fra en væske (gass) til veggen. Dermed er det forårsaket av massebevegelse av materie og skjer samtidig av termisk ledning og konveksjon.
Avhengig av årsaken som forårsaker bevegelse av væske, skilles tvungen og naturlig konveksjon. Med tvungen konveksjon er bevegelsen forårsaket av virkningen av en ekstern kraft - en trykkforskjell skapt av en pumpe, vifte eller annen kilde (inkludert naturlige kilder, for eksempel vind). Med naturlig konveksjon oppstår bevegelse på grunn av en endring i tettheten til selve væsken (gassen), forårsaket av termisk ekspansjon.
Termisk stråling- overføring av energi i form av elektromagnetiske vibrasjoner absorbert av kroppen. Kildene til disse vibrasjonene er ladede partikler - elektroner og ioner som er en del av det utstrålende stoffet. Ved høye kroppstemperaturer blir termisk stråling dominerende sammenlignet med varmeledningsevne og konvektiv utveksling.
I praksis overføres varme oftest samtidig på to (eller til og med tre) måter, men en metode for varmeoverføring har vanligvis overveiende betydning.
For enhver varmeoverføringsmekanisme (ledning, konveksjon eller termisk stråling), er mengden varme som overføres proporsjonal med overflaten, temperaturforskjellen og den tilsvarende varmeoverføringskoeffisienten.
I det vanligste tilfellet overføres varme fra ett medium til et annet gjennom veggen som skiller dem. Denne typen varmeveksling kalles varmeoverføring, og miljøene som deltar i det - kjølevæsker. Varmeoverføringsprosessen består av tre trinn: 1) varmeoverføring til veggen med et oppvarmet medium (varmeoverføring); 2) varmeoverføring i veggen (termisk ledningsevne); 3) overføring av varme fra den oppvarmede veggen til det kalde miljøet (varmeoverføring).
I praksis er følgende typer termiske prosesser mye brukt:
Oppvarmings- og kjøleprosesser;
Prosesser for fordampning, fordampning, kondensering;
Kunstige kjøleprosesser;
Smelting og krystallisering.
Oppvarming og kjøling media utføres i enheter kalt varmevekslere.
De mest brukte er shell-and-tube varmevekslere, som er en bunt av parallelle rør plassert i en felles foring med rørplater hermetisk koblet til den i endene. Gode varmeoverføringsforhold er tilveiebrakt i rør-i-rør varmevekslere, hvor det ene fluidet beveger seg langs det indre røret, og det andre i motsatt retning i det ringformede rommet mellom det indre og ytre røret.
I tilfeller hvor forskjellen i de fysiske egenskapene til varmevekslermediene er stor, er bruken av lamellvarmevekslerflater på gasssiden effektiv (for eksempel i bilradiatorer, enkelte typer vannvarmebatterier).
For å overføre varme ved oppvarming, kalles stoffer kjølevæsker.
Den vanligste kjølevæsken er vanndamp. For å varme opp til temperaturer over 180-200 ° C, brukes høytemperaturkjølevæsker: oppvarmet vann, smeltede salter, kvikksølv og flytende metaller, organiske forbindelser, mineraloljer.
Mange prosesser som skjer ved høye temperaturer bruker oppvarming med røykgasser for å oppnå
vask i ovner. Dette er for eksempel prosessene med brenning og tørking, som er utbredt i produksjon av byggematerialer, kjemisk industri og tremasse- og papirindustri.
Elektrisk oppvarming brukes til oppvarming over et bredt temperaturområde. Elektriske varmeovner er enkle å regulere og gir gode sanitære og hygieniske forhold, men er relativt kostbare.
For å avkjøle media, stoffer kalt kjølemedier.
Det vanligste kjølemediet er vann. Men på grunn av den raskt økende knappheten på vann over hele verden, blir bruken av luft for denne kvaliteten av stor betydning. De termofysiske egenskapene til luft er ugunstige (lav varmekapasitet, termisk ledningsevne, tetthet), derfor er varmeoverføringskoeffisienten til luft lavere enn til vann. For å eliminere denne ulempen øker de hastigheten på luftbevegelsen for å øke varmeoverføringskoeffisienten, finner rørene på luftsiden, øker varmevekslingsoverflaten og sprøyter også vann inn i luften, hvis fordampning senker lufttemperaturen og øker dermed drivkraften til varmevekslingsprosessen.
Fordampning- prosessen med å fjerne et løsemiddel i form av damp fra en løsning av et ikke-flyktig stoff når det koker. Fordampning brukes til å isolere ikke-flyktige stoffer i fast form, konsentrere løsningene deres og også oppnå et rent løsningsmiddel (sistnevnte utføres for eksempel av avsaltningsanlegg).
Oftest blir vandige løsninger fordampet, og vanndamp fungerer som kjølevæske. Drivkraften til prosessen er temperaturforskjellen mellom kjølevæsken og den kokende løsningen. Fordampningsprosessen utføres i fordampere.
Fordampning- prosessen med å fjerne væskefasen i form av damp fra forskjellige medier, hovedsakelig ved å varme dem opp eller skape andre forhold for fordampning.
Fordampning skjer under mange prosesser. Spesielt kunstige kjølingsmetoder bruker fordampning av forskjellige væsker med lave (vanligvis negative) kokepunkter.
Damp (gass) kondensasjon utføres enten ved avkjøling av dampen (gassen), eller ved avkjøling og kompresjon samtidig. Kondensering brukes i fordampning og vakuumtørking for å skape et vakuum. Damper som skal kondenseres fjernes fra apparatet der de formes til et lukket apparat, avkjøles med vann eller luft og brukes til å samle opp kondensatdamper.
Kondenseringsprosessen utføres i blandekondensatorer eller overflatekondensatorer.
I blandingskondensatorer kommer damp i direkte kontakt med det avkjølte vannet og det resulterende kondensatet blandes med det. Slik utføres kondensering dersom de kondenserte dampene ikke er verdifulle.
I overflatekondensatorer fjernes varme fra den kondenserende dampen gjennom veggen. Oftest kondenserer damp på de indre eller ytre overflatene av rør, vasket på den andre siden av vann eller luft. Kondensatet fjernes separat fra kjølemediet, og hvis det er verdifullt, brukes det.
Kjøleprosesser brukes i noen absorpsjonsprosesser, krystallisering, gasseparasjon, frysetørking, matlagring, klimaanlegg. Slike prosesser har fått stor betydning i metallurgi, elektroteknikk, elektronikk, atomkraft, rakett, vakuum og andre industrier. Ved bruk av dypkjøling blir gassblandinger separert ved delvis eller fullstendig flytendegjøring for å produsere mange teknologisk viktige gasser (for eksempel nitrogen, oksygen, etc.).
Kunstig kjøling innebærer alltid overføring av varme fra en kropp ved en lavere temperatur til en kropp ved en høyere temperatur, noe som krever energi. Derfor er innføring av energi i systemet en nødvendig betingelse for å oppnå kulde. Dette oppnås ved følgende hovedmetoder:
Fordampning av lavkvalitetsvæsker. Under fordampning blir slike væsker, som vanligvis har negative kokepunkter, avkjølt til kokepunktet;
Utvidelse av gasser ved struping, ved å føre dem gjennom en enhet som forårsaker en innsnevring av strømmen (en skive med et hull, en ventil) med dens påfølgende ekspansjon. Energien som kreves for å utvide gassen (for å overvinne kohesive krefter mellom molekyler) under struping, når det ikke er varmestrøm fra utsiden, kan kun oppnås fra den indre energien til selve gassen;
Utvidelsen av gass i en ekspander - en maskin designet som et stempel eller turbolader - en gassmotor som samtidig utfører eksternt arbeid (pumper væsker, pumper gasser). Utvidelsen av komprimert gass i en ekspander skjer uten å utveksle varme med omgivelsene. I dette tilfellet utføres arbeidet utført av gassen på grunn av dens indre energi, som et resultat av at gassen avkjøles.
Smelting brukes til å forberede polymerer for støping (pressing, sprøytestøping, ekstrudering, etc.), metaller og legeringer for støping på forskjellige måter, glasspartier for smelting og utførelse av mange andre teknologiske prosesser.
Den vanligste metoden for smelting er overføring av varme gjennom en metallvegg oppvarmet på noen måte: ledning, konvektiv overføring eller termisk stråling uten å fjerne smelten. I dette tilfellet bestemmes smeltehastigheten bare av varmeoverføringsforholdene: veggens varmeledningskoeffisient, temperaturgradienten og kontaktområdet.
I praksis brukes ofte smelting av elektrisk, kjemisk og andre typer energi (induksjon, høyfrekvent oppvarming, etc.) og kompresjon.
Krystallisering- prosessen med å separere faste stoffer fra mettede løsninger eller smelter. Dette er den omvendte prosessen med smelting. Dermed er den termiske effekten av krystallisering lik størrelse og motsatt i fortegn til den termiske effekten av smelting. Hver kjemisk forbindelse tilsvarer én, og ofte flere, krystallinske former, som er forskjellige i posisjon og antall symmetriakser (metaller, metallegeringer). Dette fenomenet kalles polymorfisme (allotropi).
Vanligvis utføres krystallisering fra vandige løsninger, noe som reduserer løseligheten til det krystalliserte stoffet ved å endre temperaturen på løsningen eller fjerne deler av løsningsmidlet. Bruken av denne metoden er typisk for produksjon av mineralgjødsel, salter og produksjon av en rekke mellomprodukter og produkter fra løsninger av organiske stoffer (alkoholer, etere, hydrokarboner). Denne krystalliseringen kalles isotermisk, siden fordampning fra løsninger skjer ved konstant temperatur.
Krystallisering fra smelter utføres ved å avkjøle dem med vann og luft. En rekke produkter produseres av krystalliserende materialer (metaller, deres legeringer, polymermaterialer og kompositter basert på dem) ved pressing, støping, ekstrudering, etc.
4.2.4. Masseoverføringsprosesser
Masseoverføringsprosesser er utbredt og viktig innen teknologi. De er preget av overgangen av ett eller flere stoffer fra en fase til en annen.
I likhet med varmeoverføring er masseoverføring en kompleks prosess som involverer overføring av materie (masse) innenfor en fase, over grensesnittet (grensen) av fasene, og innenfor en annen fase. Denne grensen kan være mobil (masseoverføring i gass-væske, damp-væske, væske-væske systemer) eller stasjonær (masseoverføring med fast fase).
For masseoverføringsprosesser antas det at mengden overført stoff er proporsjonal med fasegrensesnittet, som av denne grunn de streber etter å gjøre så utviklet som mulig, og drivkraften, preget av graden av avvik til systemet fra tilstand av dynamisk likevekt, uttrykt ved forskjellen i konsentrasjonen av det diffuserende stoffet, som beveger seg fra et punkt med et større punkt til et punkt med lavere konsentrasjon.
I praksis brukes følgende typer masseoverføringsprosesser: absorpsjon, destillasjon, adsorpsjon, tørking, ekstraksjon.
Absorpsjon- prosessen med absorpsjon av gasser eller damper fra gass eller damp-gassblandinger av væskeabsorbenter (absorbenter). Under fysisk absorpsjon, den absorberte gassen (absorberende) interagerer ikke kjemisk med absorbenten. Fysisk absorpsjon er i de fleste tilfeller reversibel. Denne egenskapen er grunnlaget for frigjøring av absorbert gass fra løsning - desorpsjon.
Kombinasjonen av absorpsjon og desorpsjon gjør at absorbenten kan brukes gjentatte ganger og den absorberte komponenten kan isoleres i sin rene form.
I industrien brukes absorpsjon til å trekke ut verdifulle komponenter fra gassblandinger eller rense disse blandingene fra skadelige stoffer og urenheter: absorpsjon av SO 3 ved produksjon av svovelsyre; absorpsjon av HC1 for å produsere saltsyre; NH 3 absorpsjon. damper C 6 H 6 , H 2 S og andre komponenter fra koksovnsgass; rensing av røykgasser fra SO 2; rensing av fluorforbindelser fra gasser som frigjøres under produksjon av mineralgjødsel mv.
Enhetene der absorpsjonsprosesser utføres kalles absorbere. Som andre masseoverføringsprosesser skjer absorpsjon ved grensesnittet, så slike enheter må ha en utviklet kontaktflate mellom væske og gass.
Destillasjon av væsker brukes til å skille flytende homogene blandinger bestående av to eller flere flyktige komponenter. Dette er en prosess som inkluderer delvis fordampning av blandingen som separeres og påfølgende kondensering av de resulterende dampene, utført en gang eller gjentatte ganger. I re-
Som et resultat av kondens oppnås en væske hvis sammensetning er forskjellig fra sammensetningen av den opprinnelige blandingen.
Hvis den opprinnelige blandingen besto av flyktige og ikke-flyktige komponenter, kunne den separeres i komponenter ved fordampning. Ved destillasjon separeres blandinger der alle komponenter er flyktige, dvs. har et visst, om enn forskjellig, damptrykk.
Separasjon ved destillasjon er basert på de forskjellige flyktighetene til komponentene ved samme temperatur. Derfor, under destillasjon, går alle komponentene i blandingen over i en damptilstand i mengder som er proporsjonale med deres flyktighet.
Det er to typer destillasjon: enkel destillasjon (destillasjon) og rektifisering.
Destillasjon- prosessen med enkel delvis fordampning av en flytende blanding og kondensering av de resulterende dampene. Det brukes vanligvis bare for foreløpig grov separasjon av flytende blandinger, samt for å rense komplekse blandinger fra urenheter.
Utbedring- prosessen med å separere homogene blandinger av væsker ved toveis masse og varmeveksling mellom væske- og dampfasen, som har forskjellige temperaturer og beveger seg i forhold til hverandre. Separasjon utføres vanligvis i kolonner med gjentatt (på spesielle skillevegger (plater)) eller kontinuerlig fasekontakt (i volumet av apparatet).
Destillasjonsprosesser er mye brukt i den kjemiske industrien, hvor isolering av komponenter i deres rene form er viktig i produksjonen av organisk syntese av polymerer, halvledere, etc., i alkoholindustrien, i produksjonen av medisiner, i oljeraffineringen industri, etc.
Adsorpsjon- prosessen med absorpsjon av en eller flere komponenter fra en gassblanding eller løsning av et fast stoff - adsorbent. Det absorberte stoffet kalles adsor-batom, eller adsorberende. Adsorpsjonsprosesser er selektive og vanligvis reversible. Frigjøring av absorberte stoffer fra adsorbenten kalles desorpsjon.
Adsorpsjon brukes ved små konsentrasjoner av det absorberte stoffet, når det er nødvendig for å oppnå nesten fullstendig ekstraksjon.
Adsorpsjonsprosesser er mye brukt i industrien for rensing og tørking av gasser, rensing og klaring av løsninger, separering av blandinger av gasser eller damper (for eksempel ved rensing av ammoniakk før kontaktoksidasjon, tørking av naturgass, separasjon og rensing av monomerer i produksjon av syntetisk gummi, plast, etc. .).
Det skilles mellom fysisk og kjemisk adsorpsjon. Fysisk skyldes den gjensidige tiltrekningen av adsorbat- og adsorbentmolekyler. Ved kjemisk adsorpsjon, eller kjemisorpsjon, oppstår en kjemisk interaksjon mellom molekylene til det absorberte stoffet og overflatene til den molekylære absorberen.
Porøse stoffer med stor overflate, vanligvis relatert til en enhetsmasse av stoffet, brukes som adsorbenter. Adsorbenter kjennetegnes ved deres absorpsjons- eller adsorpsjonsevne, bestemt av konsentrasjonen av adsorbenten per masseenhet eller volum av adsorbenten.
I industrien brukes aktivert karbon, mineraladsorbenter (silikagel, zeolitter, etc.) og syntetiske ionebytterharpikser (ionitter) som absorbere. Tørking er prosessen med å fjerne fuktighet fra ulike (faste, viskoplastiske, gassformige) materialer. Foreløpig fjerning av fuktighet utføres vanligvis ved billigere mekaniske metoder (setning, klemning, filtrering, sentrifugering), og mer fullstendig dehydrering utføres ved varmetørking.
I sin fysiske essens er tørking en kompleks diffusjonsprosess, hvis hastighet bestemmes av hastigheten på fuktighetsdiffusjon fra dypet av materialet som tørkes inn i miljøet. I dette tilfellet beveger varme og fuktighet seg inne i materialet og overføres fra materialets overflate til miljøet.
Basert på metoden for å tilføre varme til materialet som tørkes, skilles følgende typer tørking:
konvektiv - ved direkte kontakt av materialet som tørkes med et tørkemiddel, som vanligvis er oppvarmet luft eller røykgasser blandet med luft;
kontakt- ved å overføre varme fra kjølevæsken til materialet gjennom veggen som skiller dem;
stråling- ved å overføre varme med infrarøde stråler;
dielektrisk- ved oppvarming i et felt med høyfrekvente strømmer. Under påvirkning av et høyfrekvent elektrisk felt endrer ioner og elektroner i materialet bevegelsesretningen synkront med endringen i ladningens tegn: dipolmolekyler får rotasjonsbevegelse, og ikke-polare molekyler polariseres på grunn av forskyvningen av anklagene deres. Disse prosessene, ledsaget av friksjon, fører til frigjøring av varme og oppvarming av det tørkede materialet;
sublimering- tørking, der fuktighet er i form av is og blir til damp, utenom flytende tilstand, under høyt vakuum og lave temperaturer. Prosessen med å fjerne fuktighet fra materialet skjer i tre trinn: 1) reduksjon av trykket i tørkekammeret, hvor hurtig selvfrysing av fuktighet og sublimering av is oppstår på grunn av varmen avgitt av selve materialet; 2) fjerning av hoveddelen av fuktighet ved sublimering; 3) fjerning av gjenværende fuktighet ved termisk tørking.
Med en hvilken som helst metode er det tørkede materialet i kontakt med luft, som under konvektiv tørking også er et tørkemiddel.
Tørkehastigheten bestemmes av mengden fuktighet som fjernes fra en enhetsoverflate av materialet som tørkes per tidsenhet. Tørkehastigheten, dets forhold og utstyr avhenger av arten av materialet som tørkes, arten av forbindelsen mellom fuktighet og materialet, størrelsen og tykkelsen på materialet, eksterne faktorer, etc.
Utdrag- prosessen med å ekstrahere en eller flere komponenter fra løsninger eller faste stoffer ved bruk av selektive løsningsmidler (ekstraksjonsmidler). Når den opprinnelige blandingen interagerer med ekstraksjonsmidlet, løser bare de ekstraherte komponentene seg godt i den, og resten løses nesten ikke opp.
Ekstraksjonsprosesser i væske-væske-systemer er mye brukt i kjemisk industri, oljeraffinering, petrokjemisk industri og annen industri. De brukes til å isolere ulike produkter av organisk og petrokjemisk syntese i sin rene form, ekstrahere og separere sjeldne elementer og sporstoffer, avløpsvannbehandling, etc.
Ekstraksjon i væske-væske-systemer er en masseoverføringsprosess som involverer to gjensidig uløselige eller begrenset løselige væskefaser, mellom hvilke det ekstraherte stoffet (eller flere stoffer) er fordelt.
For å øke hastigheten på prosessen, bringes den innledende løsningen og ekstraksjonsmidlet i nær kontakt ved omrøring, sprøyting osv. Som et resultat av samspillet mellom faser får vi ekstrakt- en løsning av de ekstraherte stoffene i ekstraksjonsmidlet og rafi-nat- gjenværende initialløsning som ekstraherbare komponenter er fjernet fra i varierende grad av fullstendighet. De resulterende væskefasene separeres fra hverandre ved sedimentering, sentrifugering eller annen hydromekanisk
metoder, hvoretter målproduktene ekstraheres fra ekstraktet og ekstraksjonsmidlet regenereres fra raffinatet.
Den største fordelen med utvinningsprosessen i sammenligning Med andre prosesser for separering av flytende blandinger (rektifisering, fordampning, etc.) - lav driftstemperatur for prosessen, som ofte er romtemperatur.
1. Klassifisering av hovedprosesser og apparater
Klassifisering av prosesser i henhold til metoden for å skape drivkraften:
Masseoverføring
Hydromekanisk
Mekanisk
Termisk
Kjemisk
1) Masseoverføring - overgangen til et stoff fra en fase til en annen utføres på grunn av diffusjon.
Avhengig av overgangen fra fase til fase kalles prosessen:
fast → l (smelting) g → l (kondensasjon, absorpsjon)
f → tv (krystallisering) tv → g (sublimering)
l → l (ekstraksjon) g → tv (adsorpsjon)
g → g (fordampning, desorpsjon) g ↔ p (rektifisering)
Drivkraften i masseoverføringsprosesser er forskjellen i konsentrasjoner, og hastigheten på prosessen bestemmes av masseoverføringslovene.
2) Hydromekanisk - assosiert med prosessering av suspensjoner (et heterogent system bestående av
væsker eller gasser og flytende/faste partikler suspendert i den. kropper.
Bevegelse av væske eller gass;
Blanding i et flytende medium;
Separasjon av flytende heterogene systemer (sedimentering, filtrering, sentrifugering);
Gassrensing fra støv;
Drivkraften til slike prosesser er trykkforskjellen, forårsaket av forskjellen i tettheten til de bearbeidede materialene, og hastigheten bestemmes i henhold til lovene for hydromekanikk av inhomogene systemer.
3) Mekanisk - assosiert med bearbeiding og bevegelse av en solid kropp. Inkluderer: sliping, dosering, blanding, sikting, transport. Drivkraft er forskjellen i krefter, trykk eller spenningsgradient (kompresjon, skjærkraft, spenning). Hastigheten på prosessen bestemmes av lovene til fast mekanikk.
4) Termiske prosesser er forbundet med overføring av varme fra en kropp til en annen. Oppvarming, avkjøling, fordampning, kondensasjon, smelting, størkning, fordampning, krystallisering. Hastigheten bestemmes av lovene for varmeoverføring. Drivkraften er temperaturforskjellen.
5) Kjemisk - forbundet med kjemiske transformasjoner av stoffer involvert i prosessen og produksjonen av nye forbindelser. De inkluderer katalytisk krakking, hydrobehandling, reformering, pyrolyse, forkoksing, polymerisasjon, alkylering. Drivkraften er forskjellen i konsentrasjoner av reagerende stoffer. Prosessens hastighet bestemmes av lovene for kjemisk kinetikk. I henhold til måten ulike prosesser utføres over tid:
Enheter har samme klassifisering som prosesser:
1) Masseoverføring - absorbere, adsorbere, desorbere, destillasjonskolonner, ekstraktorer, tørkere, krystallisatorer.
2) Hydromekanisk - filtre, sykloner, elektriske dehydratorer, sedimenteringstanker, sentrifuger, blandere
3) Mekanisk – knusere, sikt, blandere, dispensere.
4) Termisk - varmevekslere, kjøleskap, fordampere, kondensatorer, smelteovner.
5) Kjemisk - reaktorer av forskjellige typer (med et fast sjikt av katalysator, med et fluidisert sjikt, med et gushing bed).
2. Hovedtrekk ved masseoverføringsprosesser
Hovedtrekkene i masseoverføringsprosesser er:
Brukes til å skille blandinger
Minst 2 faser involvert
Et stoff går fra en fase til en annen på grunn av diffusjon
Drivkraft - konsentrasjonsforskjell
Alle prosesser er reversible, retningen av prosessen bestemmes av lovene for faselikevekt, de faktiske konsentrasjonene av komponenten i fasene og ytre forhold (P, t).
Overgangen til et stoff fra en fase til en annen slutter når dynamisk likevekt er oppnådd.
3. Grunnleggende masseoverføringsligning
Hastigheten til masseoverføringsprosessen er lik, hvor er massen av stoffet som overføres gjennom 1 tsu av overflaten i løpet av 1 tsu tid
Drivkraften, - masseoverføringsmotstand, - masseoverføringskoeffisient, karakteriserer massen til et stoff som overføres fra fase til fase gjennom en overflateenhet per tidsenhet med en drivkraft lik enhet. Jo større K, jo mindre apparat trengs for å overføre en gitt mengde stoff.
det samme for væskefasen.
Den grunnleggende masseoverføringsligningen brukes til å finne fasekontaktflaten, arbeidsvolumet til apparatet og antall teoretiske plater
4. Materialbalanse i masseoverføringsprosessen
Å utføre enhver prosess innen kjemisk teknologi innebærer bruk av ulike materialer og typer energi som overføres i form av varme. Materialbalansen er basert på loven om bevaring av masse. Hensikten med sammenstillingen er å identifisere alle strømmene av materie og energi som er involvert i prosessen, tatt i betraktning tap. Matematisk balanse lar deg beregne eksterne strømmer av materie og energi (strømmer som går inn i og forlater et gitt system).
BETYDNING AV FYSISKE PROSESSER OG DERES KLASSIFISERING
I Ved produksjon av industrielle produkter er fysiske prosesser for kjemisk teknologi mye brukt - knusing av råvarer, flytting av væsker og gasser gjennom rørledninger, oppvarming og kjøling, separering av homogene og inhomogene systemer, etc.
På et hvilket som helst stadium av produksjonen (forberedende, hoved eller endelig) utfører fysiske prosesser en hjelpe- eller hovedfunksjon.
For eksempel, på stadiet med å forberede olje for raffinering, prosessene med å flytte olje gjennom rørledninger, prosessene for å separere heterogene systemer (fjerning av sand, leire, vann og tilhørende gass fra olje ved setning, elektrisk dehydrering), og prosessene for oppvarming olje til kokepunktet brukes. På hovedstadiet av destillasjon av olje til fraksjoner foregår destillasjon, rektifisering, avkjøling og kondensering av damper. I sluttfasen (rensing av petroleumsprodukter) brukes sorpsjonsprosesser for å fjerne urenheter ved hjelp av faste og flytende absorbere.
Lignende eksempler på utbredt bruk av fysiske prosesser er typiske for enhver industri. Så, i gruveindustrien - dette er knusing og maling av mineralråmaterialer, fjerning av gråberg ved flotasjon, elektromagnetisk eller annen separasjon, i metallurgi - termiske og masseoverføringsprosesser (oppvarming av ladningen, smelting og krystallisering av metall, termisk og kjemisk-termisk behandling av stål), i maskinteknikk og radioelektronikk - kondensering av damper av smeltede metaller på overflaten av deler og produkter, i produksjon av bygge- og malingsmaterialer, matvarer - fin- og ultrafin sliping, tørking , etc.
Fysiske prosesser blir av stor betydning i miljøverntiltak for rensing av avløpsvann og gassutslipp fra skadelige urenheter, samt for gjenvinning av industri- og husholdningsavfall (tørr og våt gassrensing, reagensfrie metoder for behandling av industrielt avløpsvann, etc.).
Fysiske prosesser innen kjemisk teknologi er delt inn i fysisk-mekaniske (knusing, sliping), hydromekaniske (bevegelse av væsker og gasser, separasjon av heterogene systemer), termisk (oppvarming, avkjøling og kondensering av damper) og masseoverføring (sorpsjon, krystallisering, tørking , destillasjon, rektifisering, ekstraksjon , separasjon av homogene systemer ved bruk av semipermeable membraner).
TYPER FYSISKE PROSESSER
Fysiske og mekaniske prosesser
Sliping. I industrien, for å intensivere kjemiske interaksjoner, spesielt for heterogene og fastfase prosesser i produksjon av byggematerialer, metaller, mineralgjødsel, etc., er det ekstremt viktig å øke fasekontaktflaten, oppnådd ved mekanisk sliping. Slipeprosesser innebærer ødeleggelse av den opprinnelige strukturen til et stoff ved knusing, spaltning, slitasje eller støt. Avhengig av de mekaniske egenskapene til utgangsmaterialene og de opprinnelige størrelsene på delene, brukes ulike typer slag. For eksempel knuses harde og sprø stoffer ved spaltning og slag, mens plastiske stoffer egner seg godt til slitasje. Jo hardere og mer fleksibelt materialet er, desto vanskeligere er det å slipe.
Sliping kan utføres enten tørt eller vått - i vann eller andre væsker, noe som eliminerer støvdannelse og øker effektiviteten til prosessen. Kvernmaskiner er delt inn i grov-, mellom- og finknusere, samt fin- og ultrafinkverner. Slipemaskiner opererer i åpne og lukkede kretsløp; sistnevnte kan redusere energiforbruket til sliping betydelig og øke effektiviteten i prosessen.
Termiske prosesser
Overføringen av energi i form av varme som skjer mellom legemer ved ulike temperaturer kalles varmeveksling. Drivkraften til enhver varmevekslingsprosess er temperaturforskjellen mellom en mer oppvarmet og mindre oppvarmet kropp. Det er tre fundamentalt forskjellige metoder for varmeoverføring: termisk ledningsevne, konveksjon og termisk stråling.
Termisk ledningsevne er overføring av varme på grunn av tilfeldig termisk bevegelse av atomer og molekyler i direkte kontakt med hverandre. I faste stoffer er varmeledningsevne hovedtypen for varmeoverføring, mens i gasser og væsker utføres prosessen med varmefordeling også på andre måter. Den termiske konduktivitetskoeffisienten påvirkes av stoffets natur og struktur, temperatur og fuktighet til materialer, etc.; Metaller har den høyeste varmeledningsevnen: stål - 4,6, aluminium - 210, kobber - 380 W/(m K), og den laveste er vann - 0,6 W/(m K). Luft har en varmeledningsevne på 0,03 W/(m K).
Konveksjon er prosessen med varmeoverføring på grunn av bevegelse og blanding av makroskopiske deler av gasser eller væsker. Varmeoverføring kan utføres av naturlig(fri) konveksjon, forårsaket av forskjellen i tettheter på forskjellige punkter i volumet til en væske eller gass, som oppstår som et resultat av temperaturforskjellen på disse punktene, samt tvunget konveksjon under mekanisk bevegelse av hele volumet av gass eller væske.
Termisk stråling er prosessen med forplantning av elektromagnetiske vibrasjoner med forskjellige bølgelengder, som oppstår på grunn av den termiske bevegelsen av atomer og molekyler i det utstrålende legemet. Disse kroppene sender ut elektromagnetisk energi, som absorberes av andre, kjøligere legemer og omdannes til varme.
Under reelle forhold overføres varme ikke ved noen av metodene ovenfor, men ved en kombinert bane, som kalles varmeoverføring. I kontinuerlige enheter skjer varmeveksling i en stasjonær (stabil) modus, i periodiske - i en ikke-stasjonær modus. Effektiviteten til varmeoverføring avhenger av koeffisienten, som viser hvor mye varme som overføres per tidsenhet fra et mer oppvarmet til et mindre oppvarmet medium gjennom en flat vegg med et areal på 1 m2 som skiller dem med en gjennomsnittlig temperaturforskjell mellom kjølevæsker på 1°. Den gjennomsnittlige temperaturforskjellen avhenger av bevegelsesretningen til kjølevæskene. Å velge riktig retning for varmestrøm (foroverstrøm, motstrøm, tverrstrøm) påvirker i betydelig grad effektiviteten til varmeoverføringsprosessen og varmebesparelser.
De viktigste termiske prosessene i industrien er oppvarmingsprosesser med vanndamp, røykgasser, kjølevæsker og elektrisk strøm, samt kjøleprosesser, inkludert under -200 °C.
Masseoverføringsprosesser
Masseoverføringsprosesser basert på overgang av ett eller flere stoffer fra en fase til en annen er av stor betydning i kjemisk teknologi. I industrien brukes masseoverføringsprosesser hovedsakelig mellom gass (damp) og væske, mellom gass og fast stoff, mellom fast og væske, og også mellom to væskefaser. Slike prosesser inkluderer: absorpsjon, adsorpsjon, destillasjon og rektifisering, krystallisering, tørking, etc.
Hastigheten for masseoverføring ved en gitt temperatur avhenger av intensiteten av molekylær diffusjon, dvs. evnen til spontan penetrering av ett stoff inn i et annet på grunn av tilfeldig bevegelse av molekyler. Prosessen med masseoverføring fra en fase til en annen skjer på grunn av forskjellen i konsentrasjonene av stoffet i disse fasene inntil likevektsbetingelser er nådd. Drivkraften til masseoverføringsprosessen, dens effektivitet kan uttrykkes i alle enheter som brukes til å bestemme sammensetningen av fasene, men oftest uttrykkes drivkraften til prosessen gjennom forskjellen mellom arbeids- og likevektskonsentrasjonene til de distribuerte komponent i henholdsvis første og andre fase. Mengden masse som overføres fra en fase til en annen avhenger av grensesnittet mellom fasene, prosessens varighet og forskjellen i konsentrasjoner.
Å øke effektiviteten til masseoverføringsprosesser kan oppnås ved å øke fasekontaktflaten, øke strømningshastigheten og turbuliseringen av det, samt redusere diffusjonsmotstanden til mediet (for eksempel i absorpsjonsprosessen, tilfellet med absorpsjon av en dårlig løselig gass). Nedenfor er eksempler på grunnleggende masseoverføringsprosesser.
Absorpsjon er prosessen med absorpsjon av gass eller damp av en væskeabsorber. Absorpsjon er preget av selektivitet, det vil si at hvert stoff absorberes av en bestemt absorber. Det skilles mellom enkel absorpsjon, basert på fysisk absorpsjon av komponenten av en væskeabsorber, og kjemisorpsjon, som er ledsaget av en kjemisk reaksjon mellom den ekstraherte komponenten og væskeabsorberen. Et eksempel på enkel absorpsjon er produksjon av saltsyre, kjemisorpsjon er mye brukt i produksjon av svovelsyre og salpetersyre, nitrogengjødsel osv. Absorpsjon skjer i kolonne-type enheter (pakket, plate, etc.).
Adsorpsjon er prosessen med absorpsjon av en eller flere komponenter fra en gass- eller væskeblanding av en fast absorbent - en adsorbent. Mekanismen for adsorpsjonsprosessen, som skiller seg fra absorpsjonsmekanismen, er nesten lik mekanismen til andre masseoverføringsprosesser som involverer den faste fasen. Den mest universelle teorien om adsorpsjon er teorien om volumetrisk fylling av mikroporer utviklet av M. M. Dubinin, som tar hensyn til tiltrekningen av molekyler av det absorberte stoffet med adsorbenten basert på avhengigheten av likevekt på porestrukturen til adsorbenten. Faste stoffer med en høyt utviklet overflate og høy porøsitet (aktive karboner, silikageler, aluminiumgeler, zeolitter - vandige kalsium- og natriumaluminosilikater, ionebytterharpikser, etc.) er mye brukt som adsorbenter. Adsorpsjon brukes i industrien til rensing og tørking av væsker og gasser, for separering av blandinger av ulike flytende og gassformige stoffer, ekstrahering av flyktige løsemidler, klaringsløsninger, for vannrensing osv. Adsorpsjon brukes i kjemikaliet, olje, maling og lakk. , trykkeri og andre næringer.
Destillasjon og rektifisering brukes til å skille flytende homogene blandinger bestående av to eller flere flyktige komponenter, og er basert på forskjellige kokepunkter for komponentene, dvs. ulik flyktighet av komponentene i blandingen ved samme temperatur. Hvis den opprinnelige blandingen, bestående av væsker med forskjellige kokepunkter, delvis fordampes, og de resulterende dampene kondenseres, vil kondensatet avvike i sammensetningen med et høyere innhold av en lavtkokende komponent (LC), og den gjenværende initialen blandingen vil bli beriket med en vanskelig å flyktig høytkokende komponent (HC). Denne væsken kalles resten, og kondensatet kalles destillat eller rektifisert. Det er to grunnleggende forskjellige typer destillasjon: enkel (enkelt) destillasjon og rektifisering.
Rectification er separasjon av flytende blandinger basert på gjentatt fordampning av væske og kondensering av damp. Som et resultat av rektifisering får man renere sluttprodukter. Prosessen utføres i anordninger av kolonnetype (for eksempel kontinuerlige pakkede og skivedestillasjonskolonner, etc.). Destillasjons- og rektifiseringsprosesser er mye brukt i kjemisk industri og alkoholindustri, i produksjon av legemidler, i oljeraffineringsindustrien, etc.
Krystallisering er separasjon av den faste fasen i form av krystaller fra løsninger eller smelter. Krystallisering begynner med dannelsen av krystalliseringssentre (eller kjerner). Hastigheten av deres dannelse avhenger av temperatur, rørehastighet osv. Når temperaturen øker, øker hastigheten på krystallvekst, men dette fører til dannelse av mindre krystaller og forårsaker ofte en reduksjon i drivkraften til prosessen. Store krystaller er lettere å oppnå med langsom vekst uten omrøring og lave grader av overmetning av løsninger, men dette reduserer produktiviteten til krystalliseringsprosessen. Å finne den optimale krystalliseringshastigheten er en av hovedoppgavene i denne prosessen.
Flere krystalliseringsmetoder er mye brukt: krystallisering med avkjøling, krystallisering med fjerning av en del av løsningsmidlet og vakuumkrystallisering. Avhengig av krystalliseringsmetoden brukes batch- og kontinuerlige krystallisatorer.
Krystallisering ligger til grunn for metallurgiske og støperiprosesser, produksjon av belegg og filmer som brukes i mikroelektronikk, og brukes også i kjemisk, farmasøytisk, næringsmiddelindustri og annen industri. Krystallisering er det siste stadiet i produksjonen av mineralsalter, gjødsel, organiske og svært rene stoffer. Av spesiell betydning i industrien er prosessen med krystallisering av metaller fra smelter.
Tørking er prosessen med å fjerne fuktighet fra ulike (faste, flytende og gassformige) materialer. Fuktighet kan fjernes ved fordampning, sublimering, frysing, høyfrekvente strømmer, adsorpsjon osv. Det vanligste er imidlertid fordampningstørking på grunn av tilførsel av varme. Mer økonomisk er sekvensiell fjerning av fuktighet ved filtrering, sentrifugering (med et gjenværende fuktighetsinnhold på 10 - 40%), og deretter termisk tørking.
Det er kontakt og konvektiv tørking. Ved kontakttørking overføres varme til materialet som tørkes gjennom veggen til apparatet. Konvektiv tørking er basert på direkte overføring av varme til materialet fra oppvarmet luft, røykgasser, overopphetet damp, etc.
Tørkehastigheten bestemmes av mengden fuktighet som fjernes fra en enhetsoverflate av materialet som tørkes per tidsenhet. Tørkehastigheten, dets forhold og utstyr avhenger i stor grad av arten av materialet som tørkes, arten av fuktighetsforbindelsen med materialet, størrelsen på stykkene, tykkelsen på materiallaget, fuktighetsinnholdet i materialet, eksterne faktorer (temperatur, trykk, fuktighet), etc.
Tradisjonelle tørkere som brukes i produksjon av byggematerialer, mineralsalter, fargestoffer, etc. er kontinuerlige tørkere (trommel, tunnel, transportbånd, pneumatisk fluidisert sjikt) og batch tørkere (grop, skap, kammer, etc.). Spraytørkere med fluidisert seng er de mest effektive. For å forbedre kvaliteten på tørkede materialer, øke tørkehastigheten og forbedre tekniske og økonomiske indikatorer, brukes vakuum-, infrarød-, kryogen-, ultralyd- og mikrobølgetørking.
Termiske prosesser er prosesser hvis forekomsthastighet bestemmes av hastigheten på varmetilførsel eller fjerning. Minst to miljøer med forskjellige temperaturer deltar i termiske prosesser, og varme overføres spontant (uten kostnad for arbeid) fra et medium med høyere temperatur T1 til et medium med lavere temperatur T2, dvs. hvis ulikheten T 1 >T 2 er observert.
I dette tilfellet kalles mediet med temperatur T 1 kjølevæsken, og mediet med temperatur T 2 kalles kjølemediet. For termiske prosesser som brukes i kjemisk produksjon, svinger disse temperaturene over et veldig bredt område - fra nær 0K til tusenvis av grader.
Hovedkarakteristikken til den termiske prosessen er mengden varme som overføres, hvorfra varmeoverføringsoverflaten til apparatet beregnes. For en jevn prosess bestemmes mengden varme som overføres per tidsenhet av formelen:
Q = KDT*F, (10,4)
K – varmeoverføringskoeffisient, T – gjennomsnittlig temperaturforskjell mellom media,
F – varmevekslerflate.
Drivkraften til termiske prosesser er temperaturgradienten
DT = T 1 – T 2. (10,5)
Termiske prosesser inkluderer: oppvarming, kjøling, kondensasjon, fordampning og fordampning, varmeveksling.
1. Oppvarming– prosessen med å øke temperaturen på bearbeidede materialer ved å tilføre varme til dem. Oppvarming brukes i kjemisk teknologi for å akselerere masseoverføring og kjemiske prosesser. I henhold til arten av kjølevæsken som brukes til oppvarming, skilles de ut:
– oppvarming med skarp vanndamp gjennom en bobler eller med dødvannsdamp gjennom en spiral eller kappe;
– oppvarming med røykgasser gjennom veggen til apparatet eller ved direkte kontakt;
– oppvarming med forvarmet mellomkjølevæske vann: mineraloljer, smeltede salter;
- oppvarming med elektrisk strøm i elektriske ovner av forskjellige typer (induksjon, lysbue, motstand);
– oppvarming med et fast granulært kjølemiddel, inkludert en katalysator i en gasstrøm.
Oppvarmingsordning med granulært kjølevæske kjølevæske
Ovn
oppvarmet
| |
kaldtransportkomponent
1 – brannboks, 2 – apparat for oppvarming av granulært materiale, 3 – apparat for oppvarming av gass, 4 – lasteinnretning, 5 – separator for granulært materiale
2.Kjøling– prosessen med å senke temperaturen på bearbeidede materialer ved å fjerne varme fra dem. Følgende kjølemedier brukes til kjøling: vann, luft, kjølemedier. Kjøleenheter er delt inn i:
– enheter for indirekte kontakt av det avkjølte materialet med kjølevæsken gjennom veggen (kjøleskap) og
– innretninger for direkte kontakt mellom det avkjølte materialet og kjølemediet (kjøletårn eller skrubbere).
Valget av enhetsdesign bestemmes av arten av materialet som kjøles og kjølevæsken.
3.Kondens- prosessen med å gjøre damp av et stoff flytende ved å fjerne varme fra dem. Basert på prinsippet om kontakt mellom kjølemediet og den kondenserte dampen, skilles følgende typer kondens ut:
– overflatekondensasjon, der damp flytende oppstår på overflaten av den vannkjølte veggen til apparatet, og
– kondensasjon ved blanding, hvor avkjøling og flytendegjøring av damper skjer ved direkte kontakt med kjølevann. Enheter av den første typen kalles overflatekondensatorer, enheter av den andre typen kalles blandekondensatorer og barometriske kondensatorer. Kondensering ved blanding brukes i tilfeller der den fordampede væsken ikke blandes med vann.
4. Fordampning- prosessen med å konsentrere oppløsninger av faste ikke-flyktige stoffer ved å fjerne fra dem et flyktig løsningsmiddel i form av en fjær. Fordampning er en type termisk fordampningsprosess. Betingelsen for at fordampningsprosessen skal skje er at damptrykket over løsningen er lik damptrykket i arbeidsvolumet til fordamperen.
Hvis denne betingelsen er oppfylt, er temperaturen på den sekundære dampen som dannes over det kokende løsningsmidlet teoretisk lik temperaturen til den mettede dampen i løsningsmidlet. Fordampning kan gjøres under trykk eller i vakuum, noe som gjør at prosesstemperaturen kan reduseres. Fordampning kan utføres i to varianter: multippel fordampning og fordampning med varmepumpe.
Gjentatt fordampning er prosessen med fordampning ved bruk av sekundærdamp som oppvarmingsdamp. For å gjøre dette utføres fordampning i vakuum eller ved bruk av høytrykksoppvarmingsdamp.
Antall installasjonsbygninger bestemmes av økonomiske hensyn, spesielt kostnadene ved dampproduksjon og vedlikehold, og avhenger av den innledende og endelige konsentrasjonen av den fordampede løsningen.
Varmepumpens fordampningsprosess er basert på at sekundærdampen varmes opp til varmedampens temperatur ved å komprimere den i en turbolader eller injektor og deretter brukes igjen til å fordampe løsningsmidlet i samme fordamper.
Multippel fordampningsskjema.
Kondensat kondensat
1 – første fordamper, 2 – andre fordamper, p gr1 – trykket til oppvarmingsdampen til det første apparatet (fersk damp), p at1 – trykk på sekundærdampen fra det første apparatet, lik p gr2 – trykket til oppvarmingsdampen av det andre apparatet, p at2 – trykk av det sekundære paret fra den andre enheten.
Fordampningsopplegg med varmepumpe.
Fordampet væske
| |
Fordampet væske
1 – fordamper, 2 – enhet for oppvarming av sekundær damp.
Slutt på arbeidet -
Dette emnet tilhører seksjonen:
Kjemisk teknologi
Federal State Educational Institution.. Higher Professional Education.. Novgorod State University oppkalt etter Yaroslav the Wise..
Hvis du trenger ytterligere materiale om dette emnet, eller du ikke fant det du lette etter, anbefaler vi å bruke søket i vår database over verk:
Hva skal vi gjøre med det mottatte materialet:
Hvis dette materialet var nyttig for deg, kan du lagre det på siden din på sosiale nettverk:
| kvitring |
Alle emner i denne delen:
11. 2 Grunnleggende prinsipper for homogene prosesser 12.1 Kjennetegn ved heterogene prosesser 12 Heterogene prosesser 12.1 Kjennetegn ved heterogene prosesser
Miljø
Den primære kilden til å tilfredsstille menneskets materielle og åndelige behov er naturen. Det representerer også hans habitat – miljøet. I miljøet er det naturlige
Menneskelig produksjonsaktivitet og planetens ressurser
Betingelsen for menneskehetens eksistens og utvikling er materiell produksjon, d.v.s. menneskets sosiale og praktiske holdning til naturen. Variert og gigantisk skala av industriell produksjon
Biosfæren og dens utvikling
Miljøet er et komplekst flerkomponentsystem, hvis komponenter er forbundet med en rekke forbindelser. Miljøet består av en rekke delsystemer som hver for seg
Kjemisk industri
Basert på formålet med produktene som produseres, er industrien delt inn i sektorer, hvorav en er kjemisk industri. Andel kjemisk og petrokjemisk industri i total produksjon
Kjemisk vitenskap og produksjon
3.1 Kjemisk teknologi - det vitenskapelige grunnlaget for kjemisk produksjon Moderne kjemisk produksjon er en storskala, automatisert produksjon, grunnlaget
Funksjoner ved kjemisk teknologi som vitenskap
Kjemisk teknologi skiller seg fra teoretisk kjemi ikke bare i behovet for å ta hensyn til de økonomiske kravene til produksjonen den studerer. Mellom oppgavene, mål og innhold i det teoretiske
Forholdet mellom kjemisk teknologi og andre vitenskaper
Kjemisk teknologi bruker materiale fra en rekke vitenskaper:
Kjemiske råvarer
Råvarer er et av hovedelementene i den teknologiske prosessen, som i stor grad bestemmer prosessens effektivitet og valg av teknologi. Råvarer er naturlige materialer
Ressurser og rasjonell bruk av råvarer
Andelen av råvarer i kostnadene for kjemiske produkter når 70%. Derfor er problemet med ressurser og rasjonell bruk av råvarer under bearbeiding og utvinning svært relevant. I kjemisk industri
Klargjøring av kjemiske råvarer for prosessering
Råvarer beregnet for bearbeiding til ferdige produkter må oppfylle visse krav. Dette oppnås gjennom et sett med operasjoner som utgjør prosessen med å forberede råvarer for prosessering.
Erstatning av matråvarer med nonfood og vegetabilske mineraler
Fremskritt innen organisk kjemi gjør det mulig å produsere en rekke verdifulle organiske stoffer fra en rekke ulike råvarer. For eksempel etylalkohol, brukt i store mengder i produksjonen av syntetisk
Bruk av vann, egenskaper ved vann
Kjemisk industri er en av de største forbrukerne av vann. Vann brukes i nesten alle kjemiske industrier til en rekke formål. Vannforbruk ved individuelle kjemiske anlegg
Industriell vannbehandling
De skadelige effektene av urenheter i industrivann avhenger av deres kjemiske natur, konsentrasjon, dispergerte tilstand, samt teknologien for spesifikk produksjon av vannbruk. Sol
Energibruk i kjemisk industri
I den kjemiske industrien forekommer ulike prosesser som er forbundet enten med frigjøring, eller med forbruket, eller med gjensidige transformasjoner av energi. Energi brukes ikke bare på kjemikalier
De viktigste energikildene som forbrukes av den kjemiske industrien er fossilt brensel og deres produkter, vannenergi, biomasse og kjernebrensel. Energiverdiavdelingen
Tekniske og økonomiske indikatorer for kjemisk produksjon
For den kjemiske industrien, som en gren av storskala materialproduksjon, er ikke bare teknologien viktig, men også det økonomiske aspektet som er nært knyttet til den, som
Økonomisk struktur i den kjemiske industrien
Indikatorer som kapitalkostnader, produksjonskostnader og arbeidsproduktivitet er også viktige for å vurdere økonomisk effektivitet. Disse indikatorene avhenger av den økonomiske strukturen
Material- og energibalanser ved kjemisk produksjon
De første dataene for alle kvantitative beregninger som er gjort ved organisering av en ny produksjon eller vurdering av effektiviteten til en eksisterende, er basert på material- og energibalanser. Disse
Konseptet med den kjemiske teknologiske prosessen
I den kjemiske produksjonsprosessen bearbeides utgangsstoffer (råvarer) til målproduktet. For å gjøre dette er det nødvendig å utføre en rekke operasjoner, inkludert forberedelse av råvarer for å overføre dem til reaksjonen
Kjemisk prosess
Kjemiske prosesser utføres i en kjemisk reaktor, som representerer hovedapparatet i produksjonsprosessen. Effektiviteten til den kjemiske reaktoren avhenger av utformingen av den kjemiske reaktoren og dens driftsmodus.
Kjemisk reaksjonshastighet
Hastigheten til den kjemiske reaksjonen som oppstår i reaktoren er beskrevet av den generelle ligningen: V = K* L *DC L-parameter som karakteriserer tilstanden til det reagerende systemet; K-konst
Samlet hastighet av kjemisk prosess
Siden prosessene i reaktorsonene 1, 3 og 2 for heterogene systemer følger forskjellige lover, fortsetter de med forskjellige hastigheter. Den totale hastigheten på den kjemiske prosessen i reaktoren bestemmes av
Termodynamiske beregninger av kjemiske teknologiske prosesser
Ved utforming av teknologiske prosesser er termodynamiske beregninger av kjemiske reaksjoner svært viktig. De lar oss trekke en konklusjon om den grunnleggende muligheten for denne kjemiske transformasjonen,
Likevekt i systemet
Utbyttet av målproduktet fra en kjemisk prosess i en reaktor bestemmes av i hvilken grad reaksjonssystemet nærmer seg en tilstand av stabil likevekt. Stabil likevekt oppfyller følgende betingelser:
Beregning av likevekt fra termodynamiske data
Beregning av likevektskonstanten og endringen i Gibbs-energien gjør det mulig å bestemme likevektssammensetningen til reaksjonsblandingen, samt maksimalt mulig produktmengde. Beregningen er basert på ulemper
Termodynamisk analyse
Kunnskap om termodynamikkens lover er nødvendig for at en ingeniør ikke bare skal kunne utføre termodynamiske beregninger, men også vurdere energieffektiviteten til kjemiske teknologiske prosesser. Verdien av analyse
Kjemisk produksjon som system
Produksjonsprosesser i den kjemiske industrien kan variere betydelig i typene råvarer og produkter, betingelsene for gjennomføring, kraften til utstyr, etc. Men med alt mangfoldet av spesifikke
Simulering av kjemisk ingeniørsystem
Problemet med en storskala overgang fra laboratorieeksperiment til industriell produksjon ved utforming av sistnevnte løses ved hjelp av modelleringsmetoden. Modellering er en forskningsmetode
Valg av prosessflyt
Organiseringen av enhver kjemisk prosess inkluderer følgende stadier: – utvikling av kjemiske, prinsipielle og teknologiske prosessdiagrammer; – valg av optimale teknologiske parametere og innstillinger
Valg av prosessparameter
Parametrene til det kjemiske prosessanlegget er valgt på en slik måte at de sikrer den høyeste økonomiske effektiviteten, ikke av dens individuelle drift, men av hele produksjonen som helhet. Så for eksempel for produksjonen vurdert ovenfor
Ledelse av kjemisk produksjon
Kompleksiteten til kjemisk produksjon som et multifaktor- og flernivåsystem fører til behovet for å bruke en rekke kontrollsystemer for individuelle produksjonsprosesser,
Hydromekaniske prosesser
Hydromekaniske prosesser er prosesser som skjer i heterogene, minst tofasede systemer og adlyder hydrodynamikkens lover. Slike systemer består av en spredt fase,
Masseoverføringsprosesser
Masseoverføringsprosesser er prosesser hvis hastighet bestemmes av overføringshastigheten av materie fra en fase til en annen i retning av å oppnå likevekt (masseoverføringshastighet). I ferd med massoo
Kjemiske reaktordesignprinsipper
Hovedstadiet av den kjemiske teknologiske prosessen, som bestemmer dens formål og plass i kjemisk produksjon, implementeres i hovedapparatet til den kjemiske teknologiske ordningen, der den kjemiske prosessen finner sted
Design av kjemiske reaktorer
Strukturelt kan kjemiske reaktorer ha forskjellige former og strukturer, pga de utfører en rekke kjemiske og fysiske prosesser som skjer under vanskelige forhold med masse- og varmeoverføring
Konstruksjon av kontaktenheter
Kjemiske reaktorer for å utføre heterogene katalytiske prosesser kalles kontaktenheter. Avhengig av tilstanden til katalysatoren og modusen for dens bevegelse i apparatet, er de delt inn i:
Kjennetegn på homogene prosesser
Homogene prosesser, dvs. prosesser som skjer i et homogent medium (flytende eller gassformige blandinger som ikke har grensesnitt som skiller deler av systemet fra hverandre) er relativt sjelden påtruffet
Homogene prosesser i gassfasen
Homogene prosesser i gassfasen er mye brukt i teknologien til organiske stoffer. For å utføre disse prosessene blir organisk materiale fordampet, og deretter behandles dampen av den ene eller den andre.
Homogene prosesser i væskefasen
Av det store antallet prosesser som forekommer i væskefasen, kan prosessene for nøytralisering av alkali i teknologien til mineralsalter uten dannelse av fast salt klassifiseres som homogene. For eksempel å få sulfat
Grunnleggende prinsipper for homogene prosesser
Homogene prosesser forekommer som regel i den kinetiske regionen, dvs. den totale hastigheten av prosessen bestemmes av hastigheten på den kjemiske reaksjonen, derfor er lovene etablert for reaksjoner også gjeldende
Kjennetegn ved heterogene prosesser
Heterogene kjemiske prosesser er basert på reaksjoner mellom reagenser i ulike faser. Kjemiske reaksjoner er et av stadiene i en heterogen prosess og skjer etter bevegelse
Prosesser i gass-væske-systemet (G-L)
Prosesser basert på samspillet mellom gassformige og flytende reagenser er mye brukt i kjemisk industri. Slike prosesser inkluderer absorpsjon og desorpsjon av gasser, fordampning av væsker
Prosesser i binære faste, tofasede væske- og flerfasesystemer
Prosesser som kun involverer faste faser (S-T) inkluderer vanligvis sintring av faste materialer under brenning. Sintring er prosessen med å produsere harde og porøse stykker fra fint pulver.
Høytemperatur prosesser og apparater
En økning i temperatur påvirker likevekten og hastigheten til kjemiske teknologiske prosesser som forekommer både i kinetiske og diffusjonsregioner. Derfor temperaturkontroll
Essens og typer katalyse
Katalyse er en endring i hastigheten på kjemiske reaksjoner eller deres eksitasjon som et resultat av påvirkning av katalysatorstoffer, som, mens de deltar i prosessen, forblir kjemisk ikke-kjemiske ved slutten av prosessen.
Egenskaper til faste katalysatorer og deres fremstilling
Industrielle faste katalysatorer er en kompleks blanding kalt en kontaktmasse. I kontaktmassen er noen stoffer selve katalysatoren, mens andre fungerer som aktivatorer.
Maskinvaredesign av katalytiske prosesser
Homogene katalyseapparater har ingen karakteristiske trekk; å utføre katalytiske reaksjoner i et homogent medium er teknisk lett å implementere og krever ikke spesielle apparater.
Den viktigste kjemiske produksjonen
I dag Over 50 000 individuelle uorganiske og rundt tre millioner organiske stoffer er kjent. Bare en liten del av de oppdagede stoffene oppnås under industrielle forhold. Faktisk
applikasjon
Den høye aktiviteten til svovelsyre, kombinert med de relativt lave produksjonskostnadene, bestemte den store skalaen og den ekstreme variasjonen av bruken. Blant mineralene
Teknologiske egenskaper til svovelsyre
Vannfri svovelsyre (monohydrat) H2SO4 er en tung oljeaktig væske som blandes med vann i alle proporsjoner og frigjør store mengder
Metoder for å skaffe
Tilbake på 1200-tallet ble svovelsyre produsert ved termisk nedbrytning av jernsulfat FeSO4, og det er grunnen til at selv nå en av variantene av svovelsyre kalles olje av vitriol, selv om svovelsyre lenge har vært
Råvarer for produksjon av svovelsyre
Råmaterialet i produksjonen av svovelsyre kan være elementært svovel og forskjellige svovelholdige forbindelser, hvorfra svovel eller svoveloksid i seg selv kan fås. Naturlige forekomster
Kontaktmetode for produksjon av svovelsyre
Kontaktmetoden produserer store mengder svovelsyre, inkludert oleum. Kontaktmetoden inkluderer tre trinn: 1) gassrensing fra urenheter som er skadelige for katalysatoren; 2) kontakt
Produksjon av svovelsyre fra svovel
Å brenne svovel er mye enklere og lettere enn å brenne svovelkis. Den teknologiske prosessen for å produsere svovelsyre fra elementært svovel skiller seg fra produksjonsprosessen
Fast nitrogenteknologi
Nitrogengass er en av de mest bestandige kjemikaliene. Bindingsenergien i et nitrogenmolekyl er 945 kJ/mol; den har en av de høyeste entropiene pr
Råvarebasen til nitrogenindustrien
Råvarene for å skaffe produkter i nitrogenindustrien er atmosfærisk luft og ulike typer drivstoff. En av komponentene i luft er nitrogen, som brukes i semikjemiske prosesser.
Innhenting av prosessgasser
Syntesegass fra fast brensel. Den første av hovedkildene til råvarer for produksjon av syntesegass var fast brensel, som ble behandlet i vanngassgeneratorer i henhold til følgende metoder:
Ammoniakksyntese
La oss vurdere et elementært teknologisk opplegg for moderne ammoniakkproduksjon ved gjennomsnittstrykk med en produktivitet på 1360 tonn/dag. Driftsmodusen er preget av følgende parametere: temperatur
Typiske saltteknologiske prosesser
De fleste MU-er representerer ulike mineralsalter eller faste stoffer med saltlignende egenskaper. Teknologiske ordninger for produksjon av MU er svært forskjellige, men i de fleste tilfeller lageret
Nedbryting av fosfatråvarer og produksjon av fosfatgjødsel
Naturlige fosfater (apatitter, fosforitter) brukes hovedsakelig til produksjon av mineralgjødsel. Kvaliteten på de oppnådde fosforforbindelsene vurderes ut fra deres P2O5-innhold
Fosforsyreproduksjon
Ekstraksjonsmetoden for produksjon av fosforsyre er basert på nedbrytningsreaksjonen av naturlige fosfater med svovelsyre. Prosessen består av to trinn: nedbrytning av fosfater og filtrering av produktet.
Produksjon av enkelt superfosfat
Essensen av produksjonen av enkelt superfosfat er transformasjonen av naturlig fluorapatitt, uløselig i vann og jordløsninger, til løselige forbindelser, hovedsakelig monokalsiumfosfat
Produksjon av dobbelt superfosfat
Dobbelt superfosfat er en konsentrert fosforgjødsel oppnådd ved å spalte naturlige fosfater med fosforsyre. Den inneholder 42-50 % fordøyelig P2O5, inkludert i
Salpetersyre nedbrytning av fosfater
Innhenting av kompleks gjødsel. En progressiv retning i behandlingen av fosfatråvarer er bruken av salpetersyrenedbrytningsmetoden for apatitter og fosforitter. Denne metoden kaller
Produksjon av nitrogengjødsel
Den viktigste typen mineralgjødsel er nitrogengjødsel: ammoniumnitrat, urea, ammoniumsulfat, vandige løsninger av ammoniakk osv. Nitrogen spiller en ekstremt viktig rolle i livet.
Produksjon av ammoniumnitrat
Ammoniumnitrat, eller ammoniumnitrat, NH4NO3 er et hvitt krystallinsk stoff som inneholder 35% nitrogen i ammonium- og nitratformer, begge former for nitrogen absorberes lett
Urea produksjon
Urea (urea) er nummer to blant nitrogengjødsel når det gjelder produksjonsvolum etter ammoniumnitrat. Veksten i ureaproduksjonen skyldes det brede spekteret av bruksområder i landbruket.
Ammoniumsulfatproduksjon
Ammoniumsulfat (NН4)2SO4 er et fargeløst krystallinsk stoff, inneholder 21,21% nitrogen, når det oppvarmes til 5130C brytes det fullstendig ned til
Kalsiumnitratproduksjon
Egenskaper Kalsiumnitrat (kalk eller kalsiumnitrat) danner flere krystallinske hydrater. Vannfritt salt smelter ved en temperatur på 5610C, men allerede ved 5000
Produksjon av flytende nitrogengjødsel
Sammen med fast gjødsel brukes også flytende nitrogengjødsel, som er løsninger av ammoniumnitrat, urea, kalsiumnitrat og deres blandinger i flytende ammoniakk eller i konsentrat
generelle egenskaper
Mer enn 90 % av kaliumsalter utvunnet fra jordens tarmer og produsert ved industrielle metoder brukes som gjødsel. Kaliumgjødsel er naturlig eller syntetisk
Innhenting av kaliumklorid
Flotasjonsproduksjonsmetode Flotasjonsmetoden for å separere kaliumklorid fra sylvinitt er basert på flotasjons-gravitasjonsseparasjon av vannløselige mineraler av kaliummalm i et miljø
Typiske silikatmaterialteknologiske prosesser
Ved produksjon av silikatmaterialer brukes standard teknologiske prosesser, noe som skyldes likheten mellom de fysiske og kjemiske prinsippene for produksjonen deres. I den mest generelle formen, produksjonen av et hvilket som helst silikat
Luftkalkproduksjon
Luft- eller konstruksjonkalk er et silikatfritt bindemiddel basert på kalsiumoksid og hydroksid. Det finnes tre typer luftkalk: - kokende kalk (quicklime
Produksjonsprosess for glass
Råvarene for glassproduksjon er en rekke naturlige og syntetiske materialer. I henhold til deres rolle i dannelsen av glass er de delt inn i fem grupper: 1. Glassdannere som danner grunnlaget
Produksjon av ildfaste materialer
Ildfaste materialer (ildfaste materialer) er ikke-metalliske materialer preget av økt brannmotstand, d.v.s. evne til å tåle høye temperaturer uten å smelte
Elektrolyse av vandige løsninger av natriumklorid
Elektrolysen av vandige løsninger av natriumklorid produserer klor, hydrogen og kaustisk soda (kaustisk soda). Klor ved atmosfærisk trykk og normal temperatur er en gulgrønn gass med
Elektrolyse av natriumkloridløsning i bad med stålkatode og grafittanode
Elektrolyse av en natriumkloridløsning i bad med stålkatode og grafittanode gjør det mulig å oppnå kaustisk soda, klor og hydrogen i ett apparat (elektrolysator). Når man passerer konstant
Elektrolyse av natriumkloridløsninger i bad med kvikksølvkatode og grafittanode gjør det mulig å oppnå mer konsentrerte produkter enn i bad med diafragma. Når du hopper over
Produksjon av saltsyre
Saltsyre er en løsning av hydrogenklorid i vann. Hydrogenklorid er en fargeløs gass med et smeltepunkt på –114,20C og et kokepunkt på –85
Elektrolyse av smelter. Produksjon av aluminium
Under elektrolyse av vandige løsninger kan det kun oppnås stoffer hvis frigjøringspotensial ved katoden er mer positivt enn potensialet for hydrogenfrigjøring. Spesielt slike elektronegative
Alumina produksjon
Essensen av aluminiumoksidproduksjon er separasjonen av aluminiumhydroksid fra andre mineraler. Dette oppnås ved å bruke en rekke komplekse teknologiske teknikker: å konvertere alumina til en løselig løsning
Produksjon av aluminium
Aluminium produseres av aluminiumoksyd oppløst i Na3AlF6 kryolitt. Kryolitt, som et aluminiumoksydløsningsmiddel, er praktisk fordi det løser Al ganske godt
Metallurgi
Metallurgi er vitenskapen om metoder for å skaffe metaller fra malm og andre råvarer og industrigrenen som produserer metaller. Metallurgisk produksjon oppsto i antikken. Nok en gang ved daggry
Malmer og bearbeidingsmetoder
Råvarer i metallproduksjon er metallmalm. Med unntak av et lite antall (platina, gull, sølv) finnes metaller i naturen i form av kjemiske forbindelser som er en del av metalliske materialer.
Jernproduksjon
Råvarene for produksjon av støpejern er jernmalm, delt inn i fire grupper: Malmer av magnetisk jernoksid eller magnetiske jernmalmer, inneholder 50-70 % jern og består i hovedsak
Kobberproduksjon
Kobber er et metall som er mye brukt i teknologi. I sin rene form har kobber en lys rosa farge. Smeltepunktet er 10830C, kokepunktet er 23000C, det er
Kjemisk drivstoffbehandling
Drivstoff refererer til naturlig forekommende eller kunstig produserte brennbare organiske stoffer som er en kilde til termisk energi og råvarer for den kjemiske industrien. Av natur prosent
Koksing av steinkull
Koksing er en metode for å behandle drivstoff, hovedsakelig kull, som innebærer å varme dem opp uten lufttilgang til 900-10500C. I dette tilfellet brytes drivstoffet ned med dannelse av
Produksjon og prosessering av gassformig brensel
Gassformig drivstoff er et drivstoff som er i gasstilstand ved temperaturen og trykket under driften. Etter opprinnelse er gassformig brensel delt inn i naturlig og syntetisk
Grunnleggende organisk syntese
Grunnleggende organisk syntese (BOS) er et sett av produksjoner av organiske stoffer med relativt enkel struktur, produsert i svært store mengder og brukt som en
Råvarer og miljøvernprosesser
Produksjonen av miljøvernprodukter er basert på fossile organiske råvarer: olje, naturgass, kull og skifer. Som et resultat av ulike kjemiske og fysisk-kjemiske pre
Synteser basert på karbonmonoksid og hydrogen
Organisk syntese basert på karbonmonoksid og hydrogen har fått en omfattende industriell utvikling. Katalytisk syntese av hydrokarboner fra CO og H2 ble først utført av Sabatier, syntese
Syntese av metylalkohol
I lang tid ble metylalkohol (metanol) hentet fra tjærevann som ble frigjort under tørrdestillasjon av tre. Alkoholutbyttet avhenger av tresort og varierer fra 3
Etanol produksjon
Etanol er en fargeløs mobil væske med en karakteristisk lukt, kokepunkt 78,40C, smeltepunkt –115,150C, tetthet 0,794 t/m3. Etanol blandes inn
Formaldehydproduksjon
Formaldehyd (metanal, mauraldehyd) er en fargeløs gass med en skarp irriterende lukt, med et kokepunkt på 19,20 C, et smeltepunkt på -1180 C og en tetthet (i væske).
Fremstilling av urea-formaldehydharpikser
Typiske representanter for kunstige harpikser er urea-formaldehyd-harpikser, som dannes som et resultat av polykondensasjonsreaksjonen som oppstår under samspillet mellom ureamolekyler og former
Acetaldehyd produksjon
Acetaldehyd (etanal, eddik
Produksjon av eddiksyre og anhydrid
Eddiksyre (etansyre) er en fargeløs væske med en skarp lukt, med et kokepunkt på 118.10C, et smeltepunkt på 16.750C og en tetthet
Polymerisasjonsmonomerer
Monomerer er lavmolekylære forbindelser av overveiende organisk natur, hvis molekyler er i stand til å reagere med hverandre eller med molekyler av andre forbindelser for å danne
Produksjon av polyvinylacetatdispersjon
I USSR ble industriell produksjon av PVAD først utført i 1965. Hovedmetoden for å skaffe PVAD i USSR var kontinuerlig kaskade, men det var produksjoner der periodiske
Forbindelser med høy molekylvekt
Naturlige og syntetiske høymolekylære organiske forbindelser er av stor betydning i den nasjonale økonomien: cellulose, kjemiske fibre, gummi, plast, gummi, lakk, lim, etc. Hvordan s
Masseproduksjon
Cellulose er en av hovedtypene av polymermaterialer. Mer enn 80 % av trevirket som brukes til kjemisk bearbeiding brukes til å produsere cellulose og tremasse. Cellulose, noen ganger
Produsent av kjemiske fibre
Fibre er kropper hvis lengde er mange ganger større enn deres svært små tverrsnittsdimensjoner, vanligvis målt i mikron. Fibrøse materialer, f.eks. stoffer som består av fibre og
Produksjon av plast
Plast inkluderer en bred gruppe materialer, hvor hovedkomponenten er naturlige eller syntetiske spiraler, som er i stand til å bli plastiske ved høye temperaturer og trykk.
Innhenting av gummi og gummi
Gummi inkluderer elastiske spiraler, som er i stand til å bli betydelig deformert under påvirkning av ytre krefter og raskt gå tilbake til sin opprinnelige tilstand etter at lasten er fjernet. Elastiske egenskaper
Rollen til termiske prosesser i kjemisk teknologi. Funksjoner av termiske prosesser
Industrielle metoder for varmeforsyning og fjerning. Typer kjølevæsker og bruksområder. Oppvarming med vanndamp. Funksjoner ved bruk av mettet damp som varmemiddel, hovedfordeler og anvendelsesområde. Varme balanserer når den varmes opp med "varm" og "matt" damp. Oppvarming med varme væsker, fordeler og ulemper. Oppvarming med røykgasser. Oppvarming med elektrisk strøm. Kjølemidler.
Varmevekslere. Klassifisering av varmevekslere. Skall- og rørvarmevekslere: design, sammenlignende egenskaper. Batterivarmevekslere: design, fordeler og ulemper. Varmevekslere med flat overflate: design, fordeler og ulemper. Blande varmevekslere: design, fordeler og ulemper. Regenerative varmevekslere: design, fordeler og ulemper.
Beregning av overflatevarmevekslere. Valg av varmevekslere. Designberegning av varmevekslere. Sjekk beregning av varmevekslere. Velge den optimale modusen for varmevekslere.
Fordampning. Formålet med prosessen. Klassifisering av fordampningsprosesser og apparater. Enkel fordampning: driftsprinsipp, ordninger, fordeler og ulemper. Multippel fordampning: prinsipp for drift, ordninger, fordeler og ulemper. Fordamping med varmepumpe.
Fordampere. Klassifisering av fordampere. Fordampere med tvungen sirkulasjon: design, fordeler og ulemper. Filmfordampere: design, fordeler og ulemper.
Valg av fordampere. Beregning av et kontinuerlig driftende fordampningsanlegg. Måter å øke effektiviteten til fordampningsanlegg. Formål med en kondensator, barometrisk rør, vakuumpumpe, kondensatavløp.
Materiale studert i forrige semester
(gjentakelse)
Generell informasjon. Typer termiske prosesser. Drivkraft. Temperaturfelt, temperaturgradient. Stasjonær og ikke-stasjonær varmeoverføring. Tre måter å distribuere varme på. Varmebalanse.
Termisk ledningsevne. Fouriers lov. Differensialligning for termisk ledningsevne. Termisk diffusivitetskoeffisient: fysisk betydning, måleenheter. Termisk ledningsevne av flate, sylindriske, ettlags og flerlags vegger.
Termisk stråling. Stefan-Boltzmann og Kirchhoff lover.
Konvektiv varmeoverføring. Mekanismer for langsgående og tverrgående konvektiv transport i laminære og turbulente strømninger. Temperaturgrenselag. Newtons lov om varmeoverføring. Varmeoverføringskoeffisient. Termisk likhet: kriterier for termisk likhet. Kriterieligning for konvektiv varmeoverføring. Varmeoverføring når aggregeringstilstanden endres (dampkondensering, koking av væsker).
Varmeoverføring. Grunnleggende varmeoverføringsligning. Varmeoverføringskoeffisient. Termiske motstander. Drivkraften til prosessen, gjennomsnittlig temperaturtrykk. Valg av innbyrdes retning av kjølevæsker.
Modulomfang og typer treningsøkter
Liste over nødvendige verktøy for implementering
Modulprogrammer
Laboratorieinstallasjoner
"Studie av varmeoverføringsprosessen i en rør-i-rør varmeveksler"
"Test av et dobbelteffekts fordampningsanlegg"
3.4.2 Lærebøker
3.4.3 Datamaskin med passende programvare (elektronisk ekspertopplæringssystem, se vedlegg E)
Studieplan for modulen "Termiske prosesser"
Modulplanen er basert på at studenten gjennomfører oppgaver selvstendig i 4…5 timer hver uke og er presentert i Tabell 1.1.
Praktiske undervisningsplaner
De grunnleggende reglene for gjennomføring av klasser er angitt i vedlegg A.
Leksjon nr. 1
Emne: Teoretisk grunnlag for varmeoverføring.
Hensikten med leksjonen: Studer de grunnleggende lovene for varmeoverføringsprosessen.
Timeplan:
– metoder for å sette sammen varmebalanser
a) når aggregeringstilstanden til kjølevæsken endres;
b) uten å endre aggregeringstilstanden til kjølevæsken;
- drivkraft for varmeoverføring: beregning, påvirkning av ulike faktorer;
– varmeoverføringshastighet: begrensende trinn og faktorer som påvirker det;
– måter å intensivere varmeoverføringsprosesser på.
2. Løse problemer: 4-40, 42, 45.
Tabell 1.1 – Modulstudieplan
| Uke nr. | Forelesning nr. | Forelesningstema | Praktiske øvelser (klausul 1.6) | Laboratoriearbeid | Elevens selvstendige arbeid | form for kontroll |
| Termiske prosesser og enheter: klassifisering, anvendelsesområde, betydning i HT. Varmemidler og oppvarmingsmetoder. | Leksjon nr. 1: "Teoretisk grunnlag for varmeoverføring" | 1. Forberedelse til undervisning. 2. Gjennomgang av avsnittet «Grunnleggende om varmeoverføring» | Sjekke notater, skisser av enhetsdiagrammer, muntlig avhør i praktiske klasser, gjennomføre og forsvare laboratoriearbeid, utføre og forsvare IRZ, klasser med elektronisk ekspertlæringssystem, modulær eksamen | |||
| Varmevekslere: klassifisering, fordeler og ulemper. Valg og beregning av varmevekslere. | Leksjon nr. 2: «Design, valg og beregning av varmevekslere | 1. Studie av driften av en "rør-i-rør" varmeveksler | 1. Forberedelse til klasser (studere litteratur, lage notater, skissere diagrammer av enheter, | |||
| Fordampning: generelle bestemmelser, betydning i HT. Klassifisering av fordampere. Beregning av enkelteffektfordampere. | Leksjon nr. 3: "OVU: beregningsprinsipp" | 1. Forberedelse til undervisningen (studere litteratur, lage notater, skissere | ||||
| Multi-effekt fordampningsanlegg: driftsprinsipp, diagrammer. Funksjoner av beregningen. Fordampningsenheter med varmepumpe. | Leksjon nr. 4: «IDP: beregningsprinsipp» | 2. Studie av driften av et dobbelteffekts fordampningsanlegg | 1. Forberedelse til undervisning. 2. Implementering av IRP | |||
| 5 Konsultasjoner | ||||||
| 5 moduleksamen |
Forberedelse til leksjonen:
1. Studer leksjonsmaterialet i forelesningsnotater og lærebok, s. 293-299, s. 318-332.
2. Lær definisjonene av begreper og begreper (se vedlegg D).
3. Forbered skriftlige, motiverte svar på prøveoppgave nr. 1 (se vedlegg B).
Grunnleggende begreper og begreper:
dråpekondensering av damp;
konveksjon;
varmeoverføringskoeffisient;
varmeoverføringskoeffisient;
koeffisient for termisk ledningsevne;
termiske likhetskriterier;
begrensende stadium;
grunnleggende varmeoverføringsligning;
filmkondensering av damp;
kokende film;
kjerneholdig koking;
hastigheten på termiske prosesser;
gjennomsnittlig temperaturforskjell;
varmeveksling;
varmeoverføring;
varmeoverføring;
termisk ledningsevne;
termisk motstand av systemet;
spesifikk varme av fasetransformasjoner;
spesifikk varme.
Leksjon nr. 2
Emne: Design, valg og beregning av varmevekslere.
Hensikten med leksjonen: Få ferdigheter i å velge og beregne varmevekslerutstyr.
Timeplan:
1. Diskusjon av følgende emner og spørsmål:
– tekniske kjølevæsker og bruksområder;
– klassifisering av varmevekslere og valg av dem;
– beregning av varmevekslere; intensivering av varmevekslerdriften.
2. Løse problemer: 4-38, 44, 52.
Forberedelse til leksjonen:
1. Studer leksjonsmaterialet i forelesningsnotater og lærebok, s. 333-355.
2. Studer og skisser de skjematiske diagrammene over hoveddesignene til varmevekslere: tegninger nr. 13.1, 13.4, 13.6, 13.7, 13.8, 13.10, 13.13, 13.14, 13.15, 13.17, 13.17, .
4. Forbered skriftlige, motiverte svar på prøveoppgave nr. 2 (se vedlegg B).
Grunnleggende begreper og begreper:
avløp;
vanndamp;
"døv" damp;
kritisk varmeoverføringskoeffisient;
kritisk temperaturforskjell;
optimaliseringsfaktorer;
optimalisering;
"levende damp;
overflate varmevekslere;
transitt vanndamp;
mellomliggende kjølevæske;
designberegning av varmevekslere;
verifikasjonsberegning av varmevekslere;
regenerative varmevekslere;
blande varmevekslere;
duggpunktstemperatur.
Leksjon nr. 3
Emne: Enkelteffekts fordampningsenheter (SE).
Hensikten med leksjonen: Studer designene til fordampere. Få praktiske ferdigheter i beregning av enkelteffektfordampningsanlegg.
Timeplan:
1. Diskusjon av følgende emner og spørsmål:
– essensen av fordampningsprosessen, bruksområder. Til hvilket formål skapes det forhold i fordampere for sirkulasjonen av den fordampede løsningen?
- klassifisering av fordampere, bruksområder for fordampere av forskjellige design;
- negative prosesser som følger med fordampning;
– faktorer å vurdere når du velger en fordamper;
– beregning av enkelteffektfordampere.
2. Løse problemer: 5-3, 15, 18, 21, 25.
Forberedelse til leksjonen:
1. Studer leksjonsmaterialet i forelesningsnotater og lærebok, s. 359-365.
2. Studer og skisser de skjematiske diagrammene over hoveddesignene til fordampere: tegninger nr. 14.1, 14.7, 14.8, 14.9, 14.10, 14.11.
3. Lær definisjonene av begreper og begreper (se vedlegg D).
4. . Forbered skriftlige, motiverte svar på prøveoppgave nr. 3 (se vedlegg B).
Grunnleggende begreper og begreper:
sekundær damp;
fordampning;
hydraulisk depresjon;
hydrostatisk depresjon;
oppvarming av damp;
Ionbytte;
stoffkonsentrasjon;
multi-effekt fordampningsanlegg;
enkelt-effekt fordampningsanlegg;
nyttig temperaturforskjell;
fullstendig depresjon;
autofordampning;
temperaturdepresjon;
ekstra damp;
Leksjon nr. 4
Emne: Multi-effekt fordampningsenheter (MEP).
Hensikten med leksjonen: Studer faktorene som bestemmer valget av design av fordampningsanlegg. Få praktiske ferdigheter i å beregne IDP.
Timeplan:
1. Diskusjon av følgende emner og spørsmål:
– essens, områder med effektiv bruk, ulike måter å øke effektiviteten til fordampningsanlegg på:
Fordampningsenheter med varmepumpe;
Ved hjelp av en kompenserende varmepumpe;
Valg av ekstra par.
– faktorer som bestemmer valget av IDP-ordning;
– rekkefølge for beregning av IDP.
2. Løse problemer: 5-29, 30, 33, 34*.
Forberedelse til leksjonen:
1. Studer leksjonsmaterialet i forelesningsnotater og lærebøker, s. 365-374.
2. Studer og skisser skjematiske diagrammer av hoveddesignene til fordampere: tegninger nr. 14.2, 14.6.
3. Forbered skriftlige, motiverte svar på prøveoppgave nr. 4 (se vedlegg B).
Lab-planer
Plan for laboratorietimer, regler og krav til studentene i å forberede seg, utføre og forsvare laboratoriearbeid er nedfelt i vedlegg A til denne læreboken, samt i læreboken.
Den spesielle betydningen av laboratorieklasser når man studerer modulen bestemmes av det faktum at den eksperimentelle delen er den logiske konklusjonen av alt arbeid med modulen og lar ikke bare bekrefte eksperimentelt tidligere studerte grunnleggende avhengigheter av prosesser, men også å få praktiske ferdigheter i arbeider med termisk utstyr.
For godt presterende studenter kan læreren tilby individuelt forskningsarbeid om et tema som er en integrert del av instituttets vitenskapelige problemer, og ved vellykket gjennomføring får studenten maksimalt antall poeng for den eksperimentelle delen av modulen.
3.8 Individuell beregningsoppgave (IRP)
Formålet med å utføre IRZ er å oppnå praktiske ferdigheter i analyse og beregning av hovedparametere og kvantitative egenskaper ved termiske prosesser og apparater, arbeid med utdannings- og referanselitteratur og utarbeidelse av tekstdokumenter.
Sekvensen av arbeidet med å implementere IRP:
● 1. stadie: vurdering av den fysiske essensen og formålet med prosessen, analyse av oppgaven og alle tilgjengelige data for implementeringen, filtrering ut overflødige og identifisering av manglende egenskaper;
● trinn 2: valg av passende prosessdiagram og apparatdesign, som forutsetter ikke bare kunnskap om faktorene som påvirker de tekniske og økonomiske indikatorene for prosessen og arten av denne påvirkningen, men også evnen til å finne optimal løsning;
● trinn 3: beregning av spesifiserte prosess- og apparatparametere. Dette stadiet bør begynne med analyse og valg av beregningsmetode (beregningsmodell). I dette tilfellet bør spesiell oppmerksomhet rettes mot å bestemme anvendelsesområdet for en bestemt beregningsmetode og sammenligne den med de spesifiserte forholdene;
● trinn 4: analyse av oppnådde resultater, identifisering av mulige måter å intensivere og forbedre prosessen og dens maskinvaredesign;
● trinn 5: utarbeidelse av et forklarende notat.
Forklaringen til IRZ er utarbeidet på standard A4-ark. Tekstmaterialer er vanligvis tegnet opp med håndskrift, og begge sider av arket kan brukes. Terminologien og definisjonene i notatet skal være enhetlige og samsvare med etablerte standarder, og i mangel av disse, allment aksepterte standarder i vitenskapelig og teknisk litteratur. Forkortelser av ord i tekst og bildetekster er generelt ikke tillatt, med unntak av forkortelser fastsatt av standarden.
Alle beregningsformler i forklaringsnotatet presenteres først i generell form, nummerert, og det gis en forklaring på betegnelsene og dimensjonene til alle mengder som inngår i formelen. Deretter erstattes de numeriske verdiene av mengdene i formelen og resultatet av beregningen skrives ned.
Alle illustrasjoner (grafer, diagrammer, tegninger) kalles tegninger, som er nummerert akkurat som ligninger og tabeller.
Bildetekster under figurer og tabelltitler bør være korte.
I listen over brukt litteratur er kildene det refereres til i den forklarende merknaden ordnet i rekkefølgen de er nevnt i teksten eller alfabetisk (etter etternavnet til den første forfatteren av verket).
IRI-alternativer er oppført i vedlegg B.
3.9 Selvstendig arbeid av studenter
Å studere kurset "Basic Processes and Apparatuses of Chemical Technology" (BACT), som er svært vanskelig for studenter, krever kompetent problemformulering, et logisk konsistent forløp av beslutninger, analyse av resultatene som er funnet, dvs. konstant arbeid med forståelse.
Suksessen til læring vil avhenge av de individuelle egenskapene til studentene, og av graden av deres forberedelse til å mestre et gitt system av kunnskap og ferdigheter, graden av motivasjon, interesse for disiplinen som studeres, generelle intellektuelle ferdigheter, nivået og kvaliteten organisering av utdanningsprosessen og andre faktorer.
Det er umulig å forutsi hvordan den kognitive prosessen vil gå for hver elev, men den nødvendige betingelsen som bestemmer suksessen er kjent - dette er studentens fokuserte, systematiske, planlagte uavhengige arbeid.
Moderne undervisningsmetoder er først og fremst fokusert på å utvikle et sett med spesifikke ferdigheter som er nødvendige for en fremtidig spesialist, og ikke bare høyt spesialiserte ferdigheter, men også grunnleggende ferdigheter, som for eksempel evnen til å lære.
Siden utviklingen av de fleste ferdigheter bare er mulig gjennom selvstendig arbeid, må den iboende være mangefasettert, siden ett emne eller en oppgave ikke kan bidra til utviklingen av hele komplekset av ferdigheter.
Uavhengig arbeid i modulær vurderingsteknologi for opplæring er inkludert i alle typer pedagogisk arbeid og implementeres i form av et sett med teknikker og midler, blant annet gis førsteplassen til uavhengig studie av det teoretiske materialet i modulpensum. etterfulgt av fullføring av en individuell oppgave.
Som hovedundervisningsmateriell når du studerer modulen "Termiske prosesser", anbefales det å bruke følgende strukturelle og logiske diagrammer som tilsvarer systemanalysen av seksjonen.
For å overvåke og selvovervåke effektiviteten av studentenes uavhengige arbeid, brukes et testsystem som bruker en PC og enhetlige pedagogiske kunnskapsbaser.
Moduleksamen
Etter fullført studium av modulen «Termiske prosesser» tar studenten en mellomeksamen (modul) (PE). Poengsummene han mottok for alle tidligere og påfølgende mellomeksamener summeres og danner vurderingen hans for PACT-kurset. Hvis han får tilstrekkelig poengsum på alle midtveiseksamener, kan resultatene registreres som hans avsluttende eksamen.
Moduleksamen gjennomføres skriftlig. Innholdet i eksamensoppgavene omfatter fem spørsmål som tilsvarer modulens struktur.
De nødvendige betingelsene for opptak til bestått mellomeksamen er:
– studentens implementering av planer for praktiske og laboratorietimer;
– vellykket forsvar av et individuelt oppgjørsoppdrag;
– positivt resultat (mer enn 6 poeng) av graden av mestring av programmaterialet til modulen ved bruk av det elektroniske ekspertopplæringskomplekset.
TESTOPPGAVER
Prøver til leksjon nr. 1
1. Hvilken av legemene som er oppført nedenfor, alt annet likt, vil varmes opp raskere hvis dens varmeledningsevne er l, tetthet r og spesifikk varmekapasitet Med?
a) asbest: l = 0,151 W/m K; r = 600 kg/m3; c = 0,84 kJ/kg K;
b) tre: l = 0,150 W/m; r = 600 kg/m3; c = 2,72 kJ/kg K;
c) torvplate: l = 0,064 W/m K; r = 220 kg/m3; c=0,75 kJ/kg K.
2. Hvor mye varme (J) trengs for å varme opp 5 liter vann fra 20 til 100 0 C, hvis gjennomsnittlig varmekapasitet til vann er 4,2 kJ/kg K; tetthet r = 980 kg/m3; spesifikk fordampningsvarme av vann ved atmosfærisk trykk r = 2258,4 kJ/kg; koeffisient for varmeledningsevne til vann l = 0,65 W/m 2 ×K?
a) 5 × 80 × 4,2 × 103 = 1,68 × 106;
b) 5 × 80 × 4,2 × 980 × 10-3 × 103 = 1,65 × 106;
c) 5 × 10-3 × 980 × 2258,4 × 103 = 11,07 × 106;
d) 5 × 980 × 4,2 × 80 × 103 = 1,65 × 109;
e) 5 × 980 × 0,05 = 3,185.
3. Hvor mye varme (J) kreves for å fordampe 5 liter vann ved atmosfærisk trykk, hvis den spesifikke varmen til vann ved kokepunktet c = 4,23 kJ/kg×K; tetthet r = 958 kg/m3; spesifikk fordampningsvarme r = 2258,4 kJ/kg?
a) 5 × 4,23 × 958 × 10-3 = 20,26;
b) 5 x 2258,4 = 11,29 x 103;
c) 5 × 958 × 2258,4 × = 10,82 × 106;
d) 5 × 958 × 2258,4 × 10 3 = 10,82 × 10 9.
4. Hvilken av kriterieligningene beskriver den stasjonære prosessen med naturlig varmeoverføring?
a) Nu = f (Fo, Pr, Re);
b) Nu = f (Pr, Re);
c) Nu = f (Pr, Gr);
d) Nu = f (Fe, Gr).
5. Hvordan påvirker lengden av et vertikalt rør varmeoverføringskoeffisienten α p når damp kondenserer på det?
a) påvirker ikke;
b) med økende rørlengde øker α p;
c) med økende lengde avtar α n.
6. Hvordan påvirker antall horisontale rør (n) i en bunt varmeoverføringskoeffisienten α p under dampkondensering?
a) påvirker ikke;
b) når n øker, øker α n;
c) når n øker, minker α n.
7. Med en økning i veggruhet, alt annet likt, vil varmeoverføringskoeffisienten under koking av væsker...
a) endres ikke;
b) øker;
c) avtar.
8. Varmeoverføringskoeffisienten under bevegelse av væsker i rør vil være større i områder ...
a) "jevn" flyt;
b) "grov" flyt.
9. Varmeoverføringskoeffisienten under bevegelse av væsker, alt annet likt, er større i...
a) rette rør;
b) spoler.
10. Påvirker lengden på rørene intensiteten til den tverrgående prosessen med varmeoverføring i væsken som beveger seg i dem?
a) påvirker ikke;
b) intensiteten i korte rør øker;
c) intensiteten i korte rør avtar.
11. Varmeoverføringskoeffisient under dampkondensering på en bunt med horisontale rør...
a) er ikke avhengig av deres relative posisjon;
b) flere med en "korridor"-plassering;
c) mer med et "sjakkbrett"-arrangement.
12. Den gjennomsnittlige temperaturforskjellen avhenger av kjølevæskens gjensidige bevegelsesretning...
a) alltid;
13. Det begrensende trinnet i varmeoverføring er trinnet der verdien...
a) den laveste varmeoverføringskoeffisienten;
b) den høyeste varmeoverføringskoeffisienten;
c) termisk motstand er størst;
d) termisk motstand er den minste;
e) varmeledningskoeffisienten er den minste.
14. På hvilken side av veggen som skiller kald luft og varmt vann er det tilrådelig å intensivere varmevekslingen for å øke varmeoverføringskoeffisienten?
a) fra luftsiden;
b) fra vannsiden;
c) på begge sider.
15. Med en økning i bevegelseshastigheten til kjølevæsken, mest sannsynlig ...
a) de totale kostnadene ved produksjon og drift ("K" - kapital og "E" - operasjonell) for varmeveksleren øker;
b) de totale kostnadene for produksjon og drift ("K" - kapital og "E" - operasjonell) av varmeveksleren reduseres;
c) "K" - økning, og "E" - reduksjon;
d) "K" - redusering, og "E" - økning.
16. Veggoverflatetemperatur t st1, som blir dekket med forurensninger, under en stasjonær kontinuerlig varmeoverføringsprosess...
| a) endres ikke; b) øker; c) avtar. | t st1 t st2 Q forurensning |
17. Å øke bevegelseshastigheten til kjølevæsken fører ikke til en betydelig intensivering av prosessen hvis...
a) denne kjølevæsken er gass;
b) denne kjølevæsken er flytende;
c) den termiske motstanden til veggen på grunn av dens forurensning er svært høy.
18. Når du velger en metode for å intensivere varmeoverføring, er kriteriet for dens optimalitet i de fleste tilfeller...
a) tilgjengeligheten;
b) innflytelse på varmeoverføringskoeffisienten;
c) påvirkning på apparatets masse;
d) økonomisk effektivitet.
Prøver til leksjon nr. 2
1. Når damp kondenserer under varmeveksling, vil drivkraften...
a) øker med motstrøm;
b) avtar med motstrøm;
c) er ikke avhengig av kjølevæskens innbyrdes retning.
2. Strømningshastigheten til kjølevæsken avhenger av den relative bevegelsesretningen deres...
a) alltid;
b) hvis temperaturen på begge kjølevæskene endres;
c) hvis temperaturen på minst én kjølevæske endres.
3. Motstrømsbevegelsen til kjølevæsken lar deg øke slutttemperaturen til den "kalde" kjølevæsken. Dette leder...
a) til en reduksjon i strømningshastigheten til "kald" kjølevæske G x og en reduksjon i drivkraften til prosessen Dt cf;
b) til en reduksjon i strømningshastigheten til "kald" kjølevæske G x og en økning i drivkraften til prosessen Dt cf;
c) til en økning i strømningshastigheten til den "kalde" kjølevæsken G x og en økning i drivkraften til prosessen Dt jfr.
4. Valget av kjølevæske er først og fremst bestemt...
a) tilgjengelighet, lav kostnad;
b) oppvarmingstemperaturen;
c) utformingen av apparatet.
5. Kjølevæsken må gi en tilstrekkelig høy varmeoverføringshastighet. Derfor må han ha...
a) lave verdier for tetthet, varmekapasitet og viskositet;
b) lave verdier for tetthet og varmekapasitet, høy viskositet;
c) høye verdier for tetthet, varmekapasitet og viskositet;
d) høye verdier for tetthet og varmekapasitet, lav viskositet.
6. Ulempen med mettet vanndamp som kjølevæske er...
a) lav varmeoverføringskoeffisient;
b) avhengighet av damptrykk på temperatur;
c) jevn oppvarming;
d) umuligheten av å overføre damp over lange avstander.
7. Tilstedeværelsen av ikke-kondenserbare gasser (N 2, O 2, CO 2, etc.) i damprommet til apparatet ...
a) fører til en økning i varmeoverføringskoeffisienten fra damp til veggen;
b) fører til en reduksjon i varmeoverføringskoeffisienten fra damp til veggen;
c) påvirker ikke verdien av varmeoverføringskoeffisienten.
8. Hovedfordelen med organiske kjølevæsker med høy temperatur er...
a) tilgjengelighet, lav kostnad;
b) jevn oppvarming;
c) muligheten for å oppnå høye driftstemperaturer;
d) høy varmeoverføringskoeffisient.
9. Hvilken bevegelse av kjølevæsker i en skall-og-rør varmeveksler er mest effektiv:
a) varm kjølevæske - nedenfra, kald - ovenfra (motstrøm);
b) varm kjølevæske - ovenfra, kald - ovenfra (direkte strømning);
c) varm kjølevæske – ovenfra, kald – nedenfra (motstrøm)?
10. I hvilke tilfeller brukes multi-pass shell-and-tube varmevekslere?
a) ved lav hastighet av kjølevæskebevegelse;
b) med høy kjølevæskestrøm;
c) å øke produktiviteten;
d) for å redusere installasjonskostnadene?
11. I multi-pass varmevekslere sammenlignet med motstrøms varmevekslere, er drivkraften ...
a) øker;
b) avtar.
12. Skall-og-rør varmevekslere av ikke-stiv design brukes...
a) med stor temperaturforskjell mellom rørene og foringsrøret;
b) ved bruk av høyt trykk;
c) å øke effektiviteten av varmeoverføring;
d) å redusere kapitalkostnadene.
13. For å øke varmeoverføringskoeffisienten i spiralvarmevekslere økes hastigheten på væskebevegelsen. Dette er oppnådd...
a) øke antall spoleomdreininger;
b) å redusere diameteren til spolen;
c) ved å installere et glass inne i spolen.
14. Vanningsvarmevekslere brukes hovedsakelig til...
a) oppvarming av væsker og gasser;
b) kjølevæsker og gasser.
15. Hvilke varmevekslere er tilrådelig å bruke hvis varmeoverføringskoeffisientene varierer sterkt i verdi på begge sider av varmeoverføringsflaten?
a) skall og rør;
b) spole;
c) blanding;
d) finnet.
16. Plate- og spiralvarmevekslere kan ikke brukes hvis...
a) det er nødvendig å skape høyt trykk;
b) høy kjølevæskehastighet er nødvendig;
c) en av kjølevæskene har for lav temperatur.
17. Blandevarmevekslere bruker...
a) "varm" damp;
b) "døv" damp;
c) varmt vann.
18. Hvilken parameter er ikke spesifisert under designberegningen av en varmeveksler?
a) forbruk av en av kjølevæskene;
b) start- og slutttemperaturer for en kjølevæske;
c) begynnelsestemperaturen til den andre kjølevæsken;
d) varmevekslerflate.
19. Hensikten med verifikasjonsberegningen av varmeveksleren er å bestemme ...
a) varmevekslerflater;
b) mengden varme som overføres;
c) driftsmodus for varmeveksleren;
d) slutttemperaturer for kjølevæsker.
20. Ved løsning av problemer med å velge den optimale varmeveksleren er optimalitetskriteriet oftest...
a) økonomisk effektivitet av enheten;
b) massen til apparatet;
c) kjølevæskeforbruk.
21. I en shell-and-tube varmeveksler er det tilrådelig å lede kjølevæsken som frigjør forurensninger...
a) inn i rørrommet;
b) inn i mellomrørsrommet.
Prøver til leksjon nr. 3
1. Hvilken betingelse er nødvendig for fordampningsprosessen?
a) temperaturforskjell;
b) varmeoverføring;
c) temperatur over 0 o C.
2. Varmen som kreves for fordampning tilføres oftest ...
a) røykgasser;
b) mettet vanndamp;
c) kokende væske;
d) noen av metodene ovenfor.
3. Dampen som genereres under fordampning av løsninger kalles..
a) oppvarming;
b) mettet;
c) overopphetet;
d) sekundær.
4. Den minst økonomiske måten er å fordampe...
a) under overtrykk;
b) under vakuum;
c) under atmosfærisk trykk.
5. Fordampning under positivt trykk brukes oftest for å fjerne løsemiddel fra...
a) termisk stabile løsninger;
b) termisk ustabile løsninger;
c) eventuelle løsninger.
6. Ekstra damp er….
a) fersk damp tilført den første bygningen;
b) sekundær damp brukt til å varme opp det påfølgende huset;
c) sekundærdamp brukt til andre behov.
7. I kontinuerlige fordampere er den hydrodynamiske strukturen til strømninger nær...
a) ideelle blandingsmodeller;
b) ideelle forskyvningsmodeller;
c) cellemodell;
d) diffusjonsmodell.
8. Under fordampningsprosessen vil kokepunktet til løsningen ...
a) forblir uendret;
b) avtar;
c) øker.
9. Under fordampning, når konsentrasjonen av løsningen øker, vil verdien av varmeoverføringskoeffisienten fra varmeoverflaten til den kokende løsningen...
a) øker;
b) avtar;
c) forblir uendret.
10. Hvordan registreres materialbalansen for en kontinuerlig fordampningsprosess?
a) G K = G H + W;
b) G H = G K – W;
c) G H = G K + W;
hvor G H, G K er strømningshastighetene til henholdsvis den initiale og fordampede løsningen, kg/s;
W – sekundær dampeffekt, kg/s.
11. Varmebalansen til et fordampningsanlegg brukes vanligvis til å bestemme...
a) slutttemperatur av løsningen;
b) oppvarming av dampforbruk;
c) temperaturtap.
12. Drivkraften bak fordampningsprosessen er...
a) gjennomsnittlig temperaturforskjell;
b) total (total) temperaturforskjell;
c) nyttig temperaturforskjell.
13. Drivkraften til fordampningsprosessen er funnet som forskjellen mellom temperaturen på oppvarmingsdampen og ...
a) starttemperaturen til løsningen;
b) temperatur på sekundær damp;
c) temperaturen på den kokende løsningen.
14. Temperaturdepresjon er forskjellen mellom...
a) løsningstemperaturer i midthøyde av varmerørene og på overflaten;
b) kokepunkt for løsningen og rent løsningsmiddel;
c) temperaturene til den genererte sekundærdampen og sekundærdampen ved enden av dampledningen.
15. Økning i temperaturtap...
a) fører til en økning i ∆t gulv;
b) fører til en nedgang i ∆t gulv;
c) påvirker ikke ∆t gulv.
16. Under fordampningsprosessen med økende konsentrasjon og viskositet av løsningen, verdien av varmeoverføringskoeffisienten ...
a) forblir uendret;
b) øker;
c) avtar.
17. Sirkulasjonen av løsningen i fordamperen fremmer intensiveringen av varmeoverføringen, først og fremst fra siden...
a) skillevegg;
b) oppvarming av damp;
c) kokende løsning.
18. For ikke-varmebestandige løsninger anbefales det å bruke...
19. For fordampning av svært viskøse og krystalliserende løsninger, er det best å bruke...
a) fordampere med naturlig sirkulasjon;
b) fordampere med tvungen sirkulasjon;
c) filmfordampere;
d) boblefordampere.
20. De mest egnede for å fordampe aggressive væsker er...
a) fordampere med naturlig sirkulasjon;
b) fordampere med tvungen sirkulasjon;
c) filmfordampere;
d) boblefordampere.
Prøver til leksjon nr. 4
1. Koketemperatur for løsningen i den andre delen av multi-effekt fordampningsanlegget...
a) lik kokepunktet til løsningen i det første legemet;
b) høyere enn i den første bygningen;
c) lavere enn i det første bygget.
2. Hvilket bilde viser en motstrømsfordamper?
EN) 
b) 
3. Hva er mengden oppvarmingsdamp som kommer inn i flerfordampningshuset m?
a) ∆ m = Wm-1 - Em-1;
b) Δm = Em-1 - Wm-1;
c) ∆ m = W m -1 + E m -1.
hvor W m -1 – mengde vann;
E m -1 – ekstra damp.
4. Sekundærdamp fra den siste bygningen...
a) går for teknologiske behov;
b) pumpes inn i det første huset;
c) slippes ut i den barometriske kondensatoren.
5. Antall bygninger med flere fordampningsinstallasjoner bestemmes...
a) kostnadsbeløpet for å gjennomføre prosessen;
b) avskrivningskostnader;
c) kostnader ved dampproduksjon;
d) grunnene spesifisert i a), b) og c).
6. Ulempene med direktestrømsdesignet til et multi-effekt fordampningsanlegg er...
a) senke kokepunktet og senke konsentrasjonen av løsningen fra den første kroppen til den neste;
b) øke kokepunktet og redusere konsentrasjonen av løsningen fra det første legemet til det neste;
c) øke kokepunktet og øke konsentrasjonen av løsningen;
d) senke kokepunktet og øke konsentrasjonen av løsningen.
7. Installasjoner med flere kropper kan være...
a) rett gjennom;
b) motstrøm;
c) kombinert;
d) alt det ovennevnte.
8. Den totale varmeoverflaten til en dobbelskallfordamper kan uttrykkes som...
EN) 
;
b) 
;
V) 
.
9. Fordelene med et engangs multi-effekt fordampningsanlegg er...
a) løsningen strømmer ved tyngdekraften;
Laster inn...
