Физические процессы в технологии. Механические процессы, их разновидности и способы реализации.

Механические процессы связаны с преобразованием исходных веществ, находящихся в твердом агрегатном состоянии, которое сопряжено с изменением положения, формы, размеров, соотношения твердых тел в смесях

Разновидности Механических процессов:

· Транспортные процессы – для перемещения насыпных и штучных грузов по заданной трассе без остановок для разгрузки и загрузки. Делятся на

· процессы непрерывного (ленточные, элеваторы) и дискретного(вагоны, вагонетки) транспорта

· вертикальные, пространственные и горизонтальные.

· Процессы формообразования и формоизменения твердых тел – делятся на:

· процессы, основанные на использовании методов пластической деформации (обработка давлением)

· процессы, основанные на механическом изменении формы, размеров твердых тел, путем снятия поверхностного слоя с обрабатываемого материала(обработка резанием)

· Процессы соединения твердых тел – происходят более сложные физические (тепловые и диффузионные) и физико-химические явления. В различных конструкциях изделий и сооружений используют подвижные и неподвижные соединения отдельных их частей и деталей, а также разъемные и неразъемные соединения.

· Процессы изменения размеров твердых тел:

· дробление (крупное, среднее, мелкое)

· измельчение (тонкое и сверхтонкое)

В зависимости от физико-механических свойств измельчаемого материала выбирают тот или иной вид воздействия.

· Процессы сортировки, смешивания и дозирования:

· сортировка: ситовая (механическое разделение на ситах), гидравлическая (разделение смеси на классы зерен с одинаковой скоростью осаждения в воде или воздухе) (сито, решето)

· смешивание – процесс образования однородных систем из сыпучих материалов. Смешивание: механическое, гидравлическое, пневматическое и др. Машины для смешивания – смесители.

· Дозирование применяется в любых отраслях и осуществляется дозаторами. Дозирование: по объему и по массе (более современное, качественное и рациональное).

Физические процессы в технологии. Гидромеханические процессы. Суспензии, эмульсии, дымы, туманы.

Гидромеханические процессы связаны с одновременной переработкой веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях – неоднородных систем. Как правило, химическое взаимодействие не происходит.

Гидромеханические процессы подразделяются на след.групы:

· Процессы получения неоднородных систем – систем, состоящих из двух или более фаз; совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций или только физико-химических явлений. Различают виды неоднородных систем:

· суспензия - неоднородные системы, состоящие из жидкости и взвешенных в ней частиц; в зависимости от размеров частиц делят на грубые, тонкие и мелкие;

· эмульсия – системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости, не смешивающейся с первой;

· пены – системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней пузырьков газа;

· пыли и дымы – системы, состоящие из газа и распределенных в нем частиц твердого вещества; пыли образуются при механическом распределении частиц в газе, дымы – в процессе конденсации паров при переходе их в жидкое или твердое состояние;

· туманы – при образовании дисперсной фазы и частиц жидкости.

· Процесс разделения неоднородных систем проводится с целями: очистка жидкой или газовой фазы от примесей, выделение ценных продуктов в жидкой или газовой фазе. Применяются методы:

· отстаивание – осаждение, происходящее под действием силы тяжести;

· фильтрование – разделение с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкую (газообразную) среду, но задерживать твердые частицы;

· центрифугирование – разделение эмульсий и суспензий в поле центробежных сил с использованием сплошных или проницаемых для жидкости перегородок.

· Процесс транспортирования жидкостей и газов – в основном по трубопроводам. В систему трубопровода входят: резервуары-хранилища, трубопроводы, транспортирующие машины, в случае перемещения жидкостей – насосы, газов – компрессоры. В настоящее время широко распространено транспортирование сыпучих материалов с помощью движущегося потока воздуха – пневмотранспорт.

15. Физические процессы в технологии. Тепловые процессы. Механизм переноса тепла, виды теплоносителей.

Тепловые процессы –скорость которых определяется скоростью переноса энергии в форме теплоты: нагревание, охлаждение, испарение, плавление и др. по механизму переноса энергии различают 3 способа распространения теплоты:

· Теплопроводность – перенос энергии микрочастицами за счет их колебаний при тесном соприкосновении.

· Конвекция – перенос тепла от стенки к движущейся относительно нее жидкости или от жидкости (газа) к стенке.

· Тепловое излучение – перенос энергии в форме электромагнитных колебаний, поглощаемых телом.

На практике широко применяются следующие виды тепловых процессов:

· Процессы нагревания и охлаждения – в аппаратах(теплообменниках). Наиболее распространено кожухотрубные теплообменники, труба в трубе и др. Для передачи тепла при нагревании используется теплонасос, нагретая вода, расплавленная соль, жидкие металлы, газы. При охлаждении наиболее распространена вода, воздух.

· Процессы выпаривания, испарения, конденсации: Выпаривание – процесс удаления растворителя в виде пара из раствора нелетучего вещества при его кипении. Испарение – процесс удаления жидкой фазы в виде различных сред, главным образом, путем их нагрева или создания иных условий для испарения. Конденсация – охлаждение пара (газа), либо охлаждение и сжатие одновременно.

· Процессы искусственного охлаждения – связано с переносом тепла от тела с более низкой температурой к телу с более высокой. Оно достигается методами: испарение низкокипящих жидкостей; расширение газов дросселированием, путем пропускания их через устройство, вызывающее сужение потока с последующим его расширением; расширение газа в детандере – машина, в которой расширение происходит без обмена теплом с окружающей средой.

· Плавление и кристаллизация: Плавление – используется для подготовки полимеров к формованию, металлов и сплавов к литью, стеклянной шихты к варке и др. Наиболее распространенный способ - передача тепла через металлическую стенку, обогреваемую любым способом. Кристаллизация – процесс выделения твердых веществ из насыщенных растворов или расплавов. Обычно осуществляется из водных растворов, понижая растворимость кристаллизуемого вещества за счет изменения температуры раствора или удаления части растворителя. Кристаллизация из расплавов происходит путем их охлаждения водой или воздухом.