ЛЕКЦИЯ 1
Положения и законы курса
Содержание:
1.1. Законы сохранения массы и энергии в системе.
1.2. Принципы оптимизации технологических процессов.
Общие закономерности протекания технологических процессов
Теоретической основой, определяющей равновесие системы и скорость протекания
процессов, является закон сохранения
массы и энергии, на основании которого составляются
уравнения материальных и энергетических балансов процесса.
Материальный баланс
. В соответствии с законом сохранении массы количество вещества
поступившего в
аппарат
н
G
для переработки равно массовому количеству готового
продукта
к
G
. С учетом потерь
п
G
уравнение материального баланса можно записать
п
к
н
G
G
G
(1.1)
Материальный баланс справедлив как для
всего вещества, так и для любой его составной
части.
Выход готового продукта определяется по формуле
%
100
н
к
G
G
А
Тепловой баланс
составляется на основе закона сохранения энергии,
согласно которому
при любом процессе приход энергии (теплоты) в аппарат (тепловой, механической или
электрический) равен ее расходу
п
к
н
Q
Q
Q
(1.2)
где
н
Q
- подводимое количество теплоты;
к
Q
- полезно
затраченное количество теплоты;
п
Q
- потери теплоты.
Под подводимым количеством теплоты понимается количество теплоты, которое поступает
с исходными материалами, и теплоты физических или химических превращений,
а под полезно
затраченным количеством теплоты понимается теплота, уходящая с конечными продуктами и
отводимая теплоносителями.
При анализе процессов и расчета машин и аппаратов
придерживаются следующего
алгоритма:
1)
составляют материальный и тепловой баланс процесса;
2)
исходя из статики определяют направление течения процесса;
3)
определяют движущую силу процесса;
4)
на основании кинетики определяют скорость процесса;
5)
согласно данным скорости процесса и величине движущей силы определяют основные
размеры аппарата (рабочий объем или рабочую площадь поверхности) при найденном
оптимальном режиме процесса;
6)
по основному размеру аппарата определяют его остальные
геометрические размеры
(площадь, объем).