Закон скорости процесса, условие равновесия процесса.

Любой процесс протекает до тех пор пока не устанавливается состояние его равновесия. Примеры – перетекание жидкости в сосуд с более жидким уровнем, передача тепла от теплого к холодному. Условие равновесия характеризует статику процесса и показывает пределы, до которых может протекать процесс. Согласно принципу Ле Шателье в системе выведенной из из равновесия происходят изменения и ослабление воздействий выводящих систему из равновесия.

Закон скорости процесса.

Этот закон вытекает из условия равновесия и гласит, что скорость процесса тем больше чем больше отклонение системы от равновесия. Отклонение системы от равновесия характеризует движущую силу процесса. Рассмотрим любой процесс, который выражается в изменении некоторой физической величины G, могущей иметь любой физический смысл. За бесконечно малый промежуток времени d ΐ , изменение величины G составит dG. как известно dG по dΐ производная представляет собой V=dG/dΐ скорость изменения величины G, то есть скорость процесса. Многочисленные практические опыты показывают, что скорость процесса может быть выражена зависимостью V= KFӨ(2)

F-геометрический фактор

Ө-движущая сила процесса

K- Коэффициент пропорциональности связывающий размерности V, F,Ө

Зависимость (2) универсальная так как описывает любой физический процесс происходящий в природе. Физический смысл величин входящих в эту формулу будет зависеть от конкретного процесса.

В гидравлическом процессе F- сечение трубы, Ө- разность давления

В тепловом процессе F- поверхность теплообменника Ө-разность температур

8. Понятие себестоимости: элементы затрат и структура.

Эффективность технических решений оценивается рядом технико-экономических показателей, которые подробно рассматриваются в экономических курсах на экономических кафедрах. К их числу относятся- прибыль, окупаемость, фондоотдача, рентабельность и т.д. мы ограничимся понятием себестоимости, которая будет использоваться в данном курсе. Под себестоимостью понимают все денежные затраты произведенные на изготовление и реализацию продукта и отнесенные к единице этого продукта. Затраты складываются из расходов на закупку сырья, топлива, энергии и воды, оплаты труда работающим для возмещения изнашивающихся в процессе производства основных фондов(зданий, сооружений, оборудования и т.д) для оценки величины себестоимости и способов ее уменьшения необходимо знать структуру себестоимости под которой понимают отношение стоимости отдельных эл-ов затрат к общей величине себестоимости обычно ее выражают в %.

Анализ структуры позволяет наметить пути ее снижения, понятно, что в первую очередь необходимо анализировать те эл-ты затрат, кот больше всего.

9. Процессы уменьшения крупности: дробление.

Операция дробления и измельчения осуществляется для:

А.увеличение химической активности за счет увеличения поверхности

Б.увеличение скорости растворения

В.увеличение сцепления твердых материалов и искусственных материалов (краски, бумага, резина, бетон)

Процессы разрушения твердых материалов очень энергоемкие. Затраты на них составляют 10-15 % иногда до 30 % всех затрат на производство конечного продукта. Расход энергии зависит от степени измельчения, которая определяется как i= dнач/dкон; dн- средний диаметр кусков перед дроблением; dк- средний диаметр кусков после дробления.

Чем меньше продукт мы хотим получить тем больше затраты энергии и выше затраты. Оборудованием для дробления являются щековые, конусные и валковые дробилки.

1.Щековая дробилка:

Подвижная щека дробилки совершает сложное вращательно-поступательное движение, сдавливающие и разрушающие материалы. Все оборудование для дробления является высокопроизводительным. Недостаток - большая разница крупности кусков. Обычно дробилка нарабатывает за одну смену кол-во материала достаточное для работы цеха в течение нескольких последних смен, во время которых производится ремонтная замена броневых плит.

2.Конусная дробилка:

Принцип действия основан на раздавливании материала между воронкой и бронированным конусом. Для изменения крупности раздробленного материала меняют высоту конуса, глубину воронки или угол наклона. Недостаток - возникает опасность переизмельчения.

3.Волковое дробление:

Валки представляют собой горизонтальные вращающиеся цилиндры, дробилки этого типа имеют низкую производительность, так как дробление происходит в маленьком пространстве, но материал получается равномерным по крупности.

10. Процессы уменьшения крупности: измельчение.

Измельчение – здесь требуется принципиально другое оборудование, так как в процессе поступает много мелких частиц, кот при раздавливании между двумя плоскостями, которые будут спрессовываться, уплотнятся, на что пойдет много энергии, но мало повлияет на крупность. Для измельчения эффективны разрушающие удары и перетирание между трущимися поверхностями. Наиболее распространенным оборудованием являются мельницы, стальные цилиндры, горизонтально расположенные и вращающиеся вокруг своей оси.

Центробежная сила и сила трения захватывает частицы сырья и переносят их в верхнюю часть цилиндра. Падая вниз частицы, производят ударное действие, которое вместе со стиранием обеспечиваютизмельчение.

В зависимости от типа мелющих тел различают шаровые и стержневые мельницы. Недостаток- на мол мелющих тел (1 тонна размолонной руды содержит 200г. мелющих тел). Мелющие тела могут быть заменены крупными кусками того же материала. Сверхтонкое измельчение применяется для изготовления очень тонких порошков. Это очень дорогой процесс. Его основные виды: 1.струйный помол, 2.электроимпульсное измельчение, 3.распыление электрической дугой.

11. Процессы увеличения крупности: таблетирование, грануляция.

Эти процессы применяются, когда порошкообразные материалы:

А.взрыва или пожароопасные (угольная или мучная пыль, металлический цинк)

Б.гигроскопичны, В.смерзаются, Г. пылят, загрязняя воздух и вызывают потери материала

Д.требуют специальной упаковки для точной дозировки.

Способы соединения частиц при укрупнении:

1.прессование под действием внешней силы

склеивание, спекание, т. е частичное оплавление только поверхностного слоя.

2.Таблетирование- это получение из порошков твердых, крупных кусков- таблеток, за счет применения процесса- прессования за счет нагревания, таблетки не очень прочны, они разрушаются, поэтому их применяют только для дозировки, хранения, транспортировки, после чего они сразу превращаются в порошок.

3.Грануляция (окомкование)- соединение тонких частиц с помощью связующего комка, который называется гранулой. Механич воздействия или нагрева при этом не происходит. Окомкование происходит в грануляторах - аппаратах в виде тарелки с бортами, на которую подается порошок и связующее вещество.

Твердые частицы, перекатываясь на тарелке при ее вращении сменяются между собой, образуя непрерывно образующие комки. Как только окатыши станут больше, чем 2h, он перекатывается через борт и при падении подсушивается воздухом. Этим способом можно готовить многослойные гранулы. Механическая прочность гранул не велика, но все-таки больше чем у таблеток. Этот способ применяется при плавке руды : многослойная гранула состоит из руды, флюса и восстановителя. При этом обеспечивается равномерная загрузка в печь всех компонентов.

12. Процессы увеличения крупности: брикетирование, агломерация.

Брикетирование- процесс изготовления из порошков прочих твердых кусков больших размеров, путем прессования с применением связующих материалов. Процесс дороже, чем таблетирование, грануляция. Широко применяется брикетирование порошкообразного топлива, что позволяет использовать угольную пыль и торф. Брикетирование позволяет увеличить степень использования сырья, применять низкосортное сырье, улучшать условия транспортирования.

Агломерация (спекание)- применяется для укрупнения материалов, выдерживающих высокую температуру. Процесс основан на сплавлении частично оплавленных с поверхности частиц материалов, образовании в результате хим реакций соединений, цементирующих остальные частицы. Процесс проводят в высокотемпературных печах непрерывного действия.