6.3. Интенсивность процессов и аппаратов.

Для анализа и расчета процессов хим. технологии (произв-во вяж. Веществ, строит. изделий и пластмасс и т.д.) кроме данных материального и теплового балансов надо знать интенсивность ПиА. В 1-ом приближении можно считать, что результат процесса хар-ся массой перемещенного в-ва:

- масса перенесенного вещ-ва;

- коэф. пропорциональности, характеризующий скорость процесса (коэф. массапередачи) – величина обратная сопротивлению, т.е. ;

- величина к которой относят интенсивность процесса, т.е. под А подразумевается либо раб. объем V, либо поверхность F действующего аппарата;

– время;

- движущая сила.

Под интенсивностью процесса – понимается его результат, отнесенный к единице времени и единице величины А:

здесь k можно рассматривать, как меру интенсивности процесса, т.е. интенсивность, отнесенная к единице движ. силы.

Интенсивность всегда пропорциональна движущей силе и обратно-пропорциональна сопротивлению.

Из этого следует, что для увеличения интенсивности процесса необходимо увеличивать движущую силу или уменьшать сопротивление.

6.4. Определение необходимой рабочей поверхности или рабочего объема непрерывно действующего аппарата.

Интенсивность процесса всегда пропорциональна движ. силе и обратно-пропорциональна сопротивлению R.

Часто k называют кинетическим коэф, тогда и ур-е перепишется в виде

- масса перенесенного вещ-ва;

- коэф. пропорциональности, характеризующий скорость процесса (коэф. массапередачи) – величина обратная сопротивлению, т.е. ;

- величина к которой относят интенсивность процесса, т.е. под А подразумевается либо раб. объем V, либо поверхность F действующего аппарата;

– время;

- движущая сила.

из уравнений или находят требуемую раб. поверхность или раб. объем аппарата (непрерывно действующего)

От интенсивности процесса следует отличать объемную интенсивность аппарата – интенсивность, отнесенную к единице его общего объема.

С увеличением объема уменьшаются размеры аппарата и снижается расход мат-ла на его изготовление.

При определении осн. рамеров аппаратов (непрерывно действующих) площадь поперечного сечения находят из соотношения:

- объем среды протекающей ч/з аппарат в ед. времени, м³/ч

- лин. скорость среды, м/ч (заданная или принятая)

По величине S опр-ся один из основных размеров аппарата. Например: для аппарата цилиндр. формы его диаметр.

6.5.Определение рабочего объема периодически действующего аппарата.

Раб. объем периодически действующего аппарата:

– заданная производительность, м³/ч

- период процесса, включающий его производительность и время, затраченное на загрузку. выгрузку и др. вспомогательные операции.

7. Определение условий равновесия системы: принцип Ле-Шателье и правило фаз Гиббса.

Определение направления протекания процесса в рановесных системах под действием внешней силы опирается на 2 основных закона термодинамики:

1. Принцип Ле-Шателье

2. Правило фаз Гиббса

Согласно (1): направление сил, возникающих в системе выведенной из равновесия, противоположно направлению внешней силы.

Согласно (2): зависимость м/д кол-вом компонентов с-мы (k), фаз (f) и её степеней свободы (S):

n – число внешних факторов, влияющих на положение равновесия в данной системе

k – кол-во независимых компонентов системы

S – число степеней свободы или min число факторов, которое можно изменять независимо друг от друга ьез нарушения рановесия системы

Применительно к процессам массапередачи внешн. факторами влияющими на равновесие системы являются: температура. давление, поэтому n=2 и правило фаз м.б. сформулировано следующим образом:

число степеней свободы равновесной термодинамической системы на которую из внешних факторов влияют только температура и давление равно числу независимых компонентов системы минус число фаз + 2, т.е.

Правило фаз позволяет установить кол-во переменных, опред-х равновесие системы. которые могут быть выбраны произвольно.

В зависимости от числа степеней свободы система:

1. безвариантная S=0

2. одновариантная S=1

3. двухвариантная S=2

4. многовариантная S>2

Пример: Рассм. систему состоящую из одного компонента (вода). По правилу фаз Гиббса:

Сл-но система безвариантная, т.е. все три фазы могут существовать при строго опр-х температуре и давлении. Любое изменение одного из этих факторов приводит к исчезновению одной из фаз

t=0.0075°C, p=4.578 мм.рт.ст.

Пример: Жидкость и насыщенный пар .

Можно изменять температуру и давление в определенных пределах.