Классификация процессов промышленных технологий производится по различным признакам: основным материальным процессам, способам организации, виду сырья, кратности его обработки и др.
Все многообразие технологических процессов, используемых в производственной деятельности, с точки зрения их естественной (природной) сущности можно классифицировать условно в три основные группы:
• физические процессы, используемые в технологии;
• химические процессы, используемые в технологии;
• биологические процессы, используемые в технологии. Такая упрощенная классификация не исключает реализацию более сложных по своей сути процессов: физико-химических, биохимических и т.д.
Физические процессы связаны с такими преобразованиями сырья в продукт, при которых существенных изменений с химической структурой исходных веществ не происходит: вода в форме льда, жидкости, пара имеет одну и ту же формулу, хотя свойства этих веществ значительно отличаются друг от друга. Физические процессы вызывают изменение свойств и иногда формы материала.
Все многообразие физических процессов, используемых в технологии, можно разделить, в свою очередь, на следующие подгруппы:
• механические процессы; приводят к изменению форм и иногда физических свойств исходного материала.
• гидромеханические процессы;
• тепловые процессы; связаны с нагреванием или охлаждение материалов.
• массообменные процессы происходят при переходе материала из одной фазы в другую.
Химические процессы изменяют химический состав, внутреннее строение вещества, также возможно изменение агрегатного состояния, физических свойств исходного продукта.
Биологические процессы связаны либо с использованием живых микроорганизмов с целью получения требуемых продуктов (традиционная биотехнология), либо с воспроизведением в искусственных условиях процессов, протекающих в живой клетке (современная биотехнология).
По способу осуществления {протеканию во времени) процессы подразделяются на непрерывные, периодические и комбинированные. Основные стадии непрерывных процессов могут проходить последовательно или одновременно.
В зависимости от кратности обработки сырья процессы могут быть с разомкнутой схемой, когда сырье или материал подвергается однократной обработке, с замкнутой схемой - когда материал неоднократно возвращается в начальную стадию процесса; комбинированные процессы сочетают особенности двух первых.
По характеру производимых операций и месту в общей технологической цепочке процессы являются подготовительными, основными, сборочными, отделочными и т. п.
Классификация процессов используется при разработке производственных технологий, создании оборудования, организации производственных процессов.
15.Основные виды и источники энергии
Все технологические процессы в промышленности связаны с затратами или выделением энергии.
Энергия необходима как для проведения самого технологического процесса, так и для транспортировки
сырья и готовой продукции, вспомогательных операций.Промышленные предприятия потребляют
различное кол-во энергии. Энергоёмкость различных пр-вотств, т. е. расход энергии на ед. продукции,
различается весьма значительно. Различают след. виды энергии: механическую, электрическую, ядерную,
тепловую, химическую, энергию воды.
Механическая энергия проявляется при в/д, движении отдельных тел или частиц.К ней относят энергию
движения или вращения тела, энергию деформации при изгибании, растяжении,закручивании. Эта энергия
широко используется в транспортных и технологических машинах.
Электрическая энергия применяется для преобразования в механическую и является одним из совершенных
видов энергии. В пром-ти электр. энергия исп-ся для осущ-я механич. процессов обработки материалов: дробления,
измельчения, перемешивания, центрифугирования, сверления, для получ. тепл. эн.-и. Получают электроэнергию
на станциях: на ТЭС, ГЭС и АЭС.
Ядерная энергия высвобождается при делении тяжелых ядер.Поэтому атомные электростанции обладают
высоким коэфициентом полезного действия,и за ними остается преимущество в целях экономии и правильного
использования природного невозобновляемого энергетического сырья.
тепловая энергия получается при сгорании топлива.широко применяется для проведения многочисленных тепловых
процессов (нагревания, сушки, ререгонки и т. д.), а также в качестве источника теплоты для проведения
эндотермических реакций. В качестве теплоносителей могут быть использованы топочные газы, водяной пар,
перегретая вода,органические теплоносители.
Химическая энергия связана с выделением теплоты в экзотермических химических реакциях, которые используются
для нагрева реагентов, проведения эндотермических химических процессов. Самый простой пример - химическая
энергия аккумулятора используется для преобразования в электрическую. Химическая энергия характеризуется
высоким коэффициентом полезного действия.
Световая энергия используется в промышленности при создании фотоэлементов, фотоэлектрических датчиков, автоматов и т. д. Фотоэлектрические явления, связанные с преобразованием световой энергии в электрическую, используется в системах управления иконтроля технологических процессов.Источником световой энергии является солнце, где происходят атомные реакции синтеза ядер водорода и углерода. Сначала использовалась лишь теловая энергия солнечных лучей. В настоящее время широко известно применение солнечных батарей на космических станциях.
Солнечную энергию в южных раенах можно использовать для нагрева жидкостей, сушки плодов и овощей и т. д.
Энергия воды подразделяется на энергию рек и энергию морских приливов.
Энергия рек занимает значительное место в производстве электроэнергии ГЭС, которые силу течения рек преобразуют в электрическую энергию. Электроэнергия, вырабатываемая ГЭС, составляет значительный удельный вес в электро- энергетическом балансе стран СНГ, Норвегии. Франции, Италии и др.
Энергия морских приливов - разновидность энергии водного потока. Приливы - периодические колебания уровня моря, обусловленные силами притяжения Луны и Солнца в соединении с центробежными силами, развивающимися при вращении систем Земля - Луна и Земля - Солнце. Приливы обладают огромной энергией. Мировой потенциал морских приливов составляет около 500 млн т условного топлива в год. Сделаны первые исследования на пути к практическому использованию этого источника энергии.
Энергетический потенциал планеты включает невосполнимые источники энергии, связанные с использованием полезных ископаемых - нефти, угля, природного газа, горючих сланцев и др. и практически неистощимые в обозримом будущем энергии - солнце, ветер, воды рек, морей.
Невосполнимые источники энергии имеют три характерных признака:
- полезные ископаемые исчерпаемы;
- выброс вредных веществ при преобразовании ископаемых энергоносителей приводит к загрязнению окружающей среды;
- залежи полезных ископаемых находятся лишь в некоторых районах земного шара.
Альтернативой этим ресурсам являются возобновляемые источники энергии - солнечное тепло, энергия воды и ветра, энергия биомассы и др., которые представляют так называемые нетрадиционные виды энергетики.
Стали. Основные свойства
Сталь – сплав железа с углеродом (до 2 %) и др. элементами. Содержание железа 97-99,5%. Варьируя состав, можно получать стали с различными свойствами – легированные, нержавеющие, инструментальные. Больше всего выплавляется углеродистой стали (сплав железа с углеродом и марганцем).
В состав сталей входит небольшое кол-во серы, фосфора, марганца и кремния, а также случайных примесей (медь, хром). Сера и фосфор отрицательно влияют на кач-во стали. С повышением содержания серы увеличивается красноломкость стали, т. е. хрупкость при t свыше 800 C; фосфор повышает ее хладноломкость – хрупкость при норм. t.
Основная х-ка стали – прочность. Многие виды сталей относятся к инструментальным мат-лам, поэтому опии должны иметь большую твердость, значительно большую чем твердость обрабатываемого мат-ла; достаточную вязкость, чтобы сопротивляться ударным нагрузкам; высокую износо- и теплостойкость (красностойкость), т. е. способностью сохранять свои режущие свойства при резком повышении t.. окую износо- и теплостойкость Красностойкость), т. м твердость обрабатываемого мат-ла; достаточную вязкость, чтобы сопротивля
