Классификация основных процессов и аппаратов
Классификация процессов по способу создания движущей силы:
- массообменные
- гидромеханические
- механические
- тепловые
- химические
1) Массообменные - переход вещества из одной фазы в другую осуществляется засчет диффузии.
В зависимости от перехода из фазы в фазу процесс называется:
тв → ж (плавление) г → ж (конденсация, абсорбция)
ж → тв (кристаллизация) тв → г (возгонка)
ж → ж (экстракция) г → тв (адсорбция)
ж → г (испарение, десорбция) ж ↔ п (ректификация)
Движущей силой в массообменных процессах является разность концентраций, а скорость процесса определяется законами массопередачи.
2 ) Гидромеханические – связаны с переработкой суспензий (неоднородная система, состоящая из
жидкостей или газов и взвешенных в ней частиц ж/тв. тела.
- перемещение жидкости или газа;
- перемешивание в жидкой среде;
- разделение жидких неоднородных систем (осаждение, фильтрование, центрифугирование);
- очистка газов от пыли;
Движущей силой таких процессов является разность давлений, обусловленная разность плотностей обрабатываемых материалов, а скорость определяем по законам гидромеханики неоднородных систем.
3) Механические – связаны с обработкой и перемещением твердого тела. Включают в себя: измельчение, дозирование, смешение, отсеивание, транспортирование. Движущая сила – разность сил, давлений, или градиент напряжения (сжатия, сдвига, растяжения). Скорость процесса определяется законами механики твердого тела.
4) Тепловые процессы связаны с переходом тепла от одного тела к другому. Нагревание, охлаждение, испарение, конденсация, плавление, затвердение, выпаривание, кристаллизация. Скорость определяется законами теплопередачи. Движущая сила – разность температур.
5) Химические – связаны с химическими превращениями участвующих в процессе веществ и получение новых соединений. Включают в себя каталитический крекинг, гидроочистка, риформинг, пиролиз, коксование, полимеризация, алкилирование. Движущая сила – разность концентраций реагирующих веществ. Скорость процесса определяется законами химической кинетики. По способу осуществления различных процессов во времени:
- Периодические. Характеризуются единством места проведения различных стадий процесса и в связи с этим неустановившимся состоянием во времени.
- Непрерывные. Характеризуются единством времени проведения всех стадий процесса, каждая из которых осуществляется в специальном аппарате, характеризуются установившемся во времени режимом. При этом обеспечивается непрерывный подвод исходных материалов и вывод продуктов.
Аппараты имеют такую же классификацию, что и процессы:
1) Массообменные - абсорберы, адсорберы, десорберы, ректификационные колонны, экстракторы, сушилки, кристаллизаторы.
2) Гидромеханические – фильтры, циклоны, электродегидраторы, отстойники, центрифуги, мешалки
3) Механические – дробилки, сито, смесители, дозаторы.
4) Тепловые – теплообменники, холодильники, испарители, конденсаторы, плавильные печи.
5) Химические – реакторы разного вида (с неподвижным слоем катализатора, с псевдоожжиженным слоем, с фонтанирующим слоем).
Основные признаки массообменных процессов
Основными признаками массообменных процессов являются:
- применяются для разделения смесей
- участвуют минимум 2 фазы
- вещество переходит из одной фазы в другую засчет диффузии
- движущая сила – разность концентраций
- все процессы обратимы, направление процесса определяется законами фазового равновесия, фактическими концентрациями компонента в фазах и внешними условиями (P, t).
- переход вещества из одной фазы в другую заканчивается при достижении динамического равновесия
Основное уравнение массопередачи
- скорость массообменного процесса равна, где 
- масса вещества, переданная через 1-цу поверхности в 1-цу времени
- движущая сила, 
- сопротивление массопереноса, 
- коэф массопередачи, характеризует массу вещества, переданную из фазы в фазу через единицу поверхности в единицу времени при движущей силе, равной единице. Чем больше К, тем меньших размеров нужен аппарат для передачи заданного количества вещества.
- в интегральной форме.
Движущая сила может быть выражена разностью концентраций в той или другой фазе.
-основное уравнение массопередачи, используется для нахождения поверхности контакта фаз, рабочего объема аппарата, числа теор.тарелок
