Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


 инетические закономерности технологических процессов




Ёкономическа€ эффективность пищевых производств в значительной степени зависит от скорости протекани€ технологических процессов.

Ќаука, изучающа€ механизм и скорость изменени€ характеристик процесса, называетс€ кинетикой. ¬ ее основе лежат закономерности, обусловливающие скорость процессов. «нание этих кинетических закономерностей необходимо дл€ расчета параметров отдельных технологических процессов и аппаратов, в которых они происход€т.

”становлен общий кинетический закон: скорость процесса пр€мо пропорциональна потенциалу и обратно пропорциональна сопротивлению системы.

или

где I Ц скорость процесса

X Ц потенциал системы или движуща€ сила

R Ц сопротивление системы

 

¬еличину 1/R можно заменить обратной величиной - проводимости Ц L, тогда уравнение будет иметь вид:

I=L× X

»ме€ сведени€ о потенциале системы, или ее движущей силы, на основе этого общего кинетического уравнени€ можно получить расчетные уравнени€ дл€ любого технологического процесса. ¬спомним, что потенциал системы Ц это мера отклонени€ системы от равновесного состо€ни€, а движуща€ сила Ц разница потенциалов в разных состо€ни€х системы. »х определ€ют по градиентам температуры, давлений, концентраций. ѕроводимость (L) системы называют коэффициентом скорости процесса, или кинетическим коэффициентом. ѕод кинетическим коэффициентом понимают скорость процесса, потенциал которого равен единице. Ёто коэффициенты теплоотдачи, теплопроводности, константы скорости реакции и т.д.

 

«на€ движущую силу конкретного процесса, воспользовавшись общим кинетическим уравнением, можем получить основное уравнение дл€ любого процесса.

ƒл€ процесса теплопередачи

q = k Dt

где q Ц скорость переноса теплоты, удельный тепловой поток, ƒж/(м2 с);

k Ц коэффициент теплопередачи, ƒж/(м2   с) или ¬т/(м2  );

Dt Ц движуша€ сила, т.е. средн€€ разность температур,   или 0—.

 

“епловой поток Ц это количество теплоты, переносимое через единицу поверхности в единицу времени,

q = Q/Ft

 

где Q Ц количество теплоты, ƒж;

F - площадь поверхности, через которую передаетс€ теплота, м2;

t - врем€, с.

 

ƒл€ процесса массопередачи удельный поток массы [кг/(м2 с)]

m =  m DC

где   m Ц коэффициент массопередачи, размерность которого зависит от размерности

концентрации, например, кг/[м2 (кг/м3)с] либо м/с;

DC Ц движуща€ сила Ц средн€€ разность концентраций, кг/м3

 

m = ћ/Ft

где ћ Ц количество переносимого вещества, кг;

F - площадь поверхности, через которую осуществл€етс€ перенос, м2;

t - врем€, с.

 

ƒл€ гидродинамических процессов, например дл€ фильтровани€, кинетическое уравнение примет следующий вид:

V/ Ft = v =  Dр

√де V Ц объем получаемого фильтрата, м3;

F - площадь поверхности, через которую осуществл€етс€ фильтрование, м2;

t - врем€, с;

v Ц скорость фильтровани€, м3/(м2 с) или м/с;

  Ц коэффициент, характеризщующий проводимость фильтрующей перегородки,

м3/(м2сѕа) или м2с/кг;

Dр Ц разность давлений, ѕа.

 

ѕоследнее уравнение известно в литературе как уравнение фильтровани€ ƒарси.

ѕриведенные выше кинетические уравнени€ различных процессов получены нами из основного кинетического уравнени€. „то демонстрирует единство материального мира. ≈ще более убедительно это единство про€вл€етс€ при анализе дифференциальных уравнений, описывающих рассмотренные нами процессы.

јнализ общего кинетического уравнени€ показывает, что увеличить скорость процесса можно, увеличива€ движущую силу либо уменьша€ сопротивление. ¬ этом состоит принцип интенсификации технологических процессов.

 

≈сли исследуемый конкретный процесс достаточно изучен и его можно описать дифференциальным уравнением или системой таких уравнений, то характеристики процесса наход€т аналитическими методами Ц методами математического моделировани€ процесса.   сожалению, дл€ большинства технологических процессов пищевых производств эти методы не могут использоватьс€ из-за того, что процессы очень сложной природы и не могут быть точно описаны дифференциальными уравнени€ми. ѕоэтому дл€ расчета параметров этих процессов используют критериальные уравнени€, в которых большое количество измен€емых величин дифференциального уравнени€ замен€ют ограниченным числом безразмерных комплексов (критериев). “акие уравнени€ значительно простые и поэтому широко примен€ютс€.

 ритериальное уравнение дл€ конкретного сложного процесса составл€ют двум€ пут€ми: или на основе теории подоби€ с системой дифференциальных уравнений, которые не имеют аналитического решени€, или на основе - теоремы методом анализа размерностей. ѕервый путь используют дл€ расчета известных процессов, а второй Ц в случае новых или мало изученных процессов.

ѕосле составлени€ критериального уравнени€ с их помощью определ€ют подобные услови€ однозначности процесса и создают физическую модель Ц упрощенное подобие реального процесса. Ќа модели производ€т серию опытов, целью которых €вл€етс€ нахождение числовых значений кинетических коэффициентов. “акой способ их расчета получил название физического моделировани€, поскольку при этом способе используютс€ физические модели. ѕолученные с помощью критериальных уравнений параметры в дальнейшем используют дл€ проектировани€ реального процесса или аппарата. Ёти расчеты €вл€ютс€ задачей дисциплины Ђѕроцессы и аппаратыї.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-10-01; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1918 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћаской почти всегда добьешьс€ больше, чем грубой силой. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

1650 - | 1514 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.009 с.