С. По изменению параметров процесса во времени
ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на многообразие выпускаемых строительных материалов в технологии их производства можно выделить ряд основных технологических процессов, характерных для изготовления большинства материалов и изделий.
Предметом данного курса является изучение:
· теории основных технологических процессов;
· общих методов переработки сырья в готовую продукцию;
· принципов устройства аппаратов и машин, методов интенсификации их работы.
ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ СТАДИЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Технология – это наука о методах и способах переработки сырья в готовую продукцию.
Любой технологический процесс представляет собой совокупность основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.
При всем разнообразии технологических процессов в промышленности строительных материалов многие их них являются общими для различных производств.
Например, процесс перемешивания встречается в технологии изготовления практически любого строительного материала. Он специфичен по некоторым технологическим параметрам при изготовлении бетонной смеси или керамической массы, однако сам процесс подчиняется единому закону.
Другой пример: движение воздуха в сушильных установках или транспортирование растворных смесей по трубам имеют свою специфику, однако оба этих процесса подчиняются единым законам гидромеханики.
С другой стороны, в технологии строительных материалов есть процессы, специфичные только для производства данного материала или группы материалов.
|
|
|
Например, тепловлажностная обработка – специфичный процесс при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, а обжиг – специфический процесс при изготовлении керамических изделий.
С этой точки зрения процессы производства строительных материалов могут быть разделены на общие и специфические процессы.
Основным технологическим процессом называется такой процесс, в результате которого сырьевые материалы превращаются в готовую продукцию, характерную для данного предприятия (производства).
Вспомогательные процессы характеризуются получеием продукции, не являющейся основной для данного предприятия (ремонт оборудования, получение теплоносителя и т.п.).
Обслуживающие процессы создают условия для осуществления основных и вспомогательных процессов (внутризаводской транспорт, система технического контроля и др.).
Мы уже отмечали, что в технологии производства строительных материалов можно выделить ряд основных технологических процессов, характерных для производства большинства изделий. Но некоторые процессы могут отсутствовать даже при изготовлении одного и того же материала, но при использовании разных технологий. Тем не менее, общая последовательность отдельных стадий технологического процесса при изготовлении большинства строительных материалов сохраняется без существенных изменений.
|
|
|
Последовательность основных переделов в промышленности строительных материалов может быть представлена следующим образом:
· Подготовка исходных компонентов;
· Смешивание компонентов;
· Формование полуфабриката;
· Тепловая обработка;
· Дополнительные процессы (отделка, резка и т.д.).
КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ
Классификация основных процессов в технологии строительных материалов может быть проведена на основе различных признаков.
А. По кинетическим закономерностям
В общем виде кинетические закономерности характеризуются следующей зависимостью:
Скорость процесса J прямо пропорциональна движущей силе X и обратно пропорциональна сопротивлению R.
Это положение может быть представлено в виде общего уравнения:
, (1)
где k – проводимость (константа скорости процесса).
По этому признаку различают следующие процессы:
|
|
|
А1. Механические процессы, протекание которых описывается законами механики твердых тел. Движущей силой этих процессов является разность усилий в различных точках обрабатываемого материала X = D F.
К механическим процессам относятся измельчение, классификация, смешивание и транспортирование твердых компонентов. Эти процессы используются главным образом при подготовке сырья.
А2. Гидромеханические процессы – процессы, которые протекают в жидких или газовых системах. Протекание этих процессов описывается законами аэро- и гидродинамики. Движущей силой этих процессов является перепад давлений X = D P.
К гидромеханическим процессам относится перемещение и перемешивание жидкостей и газов, движение твердых тел в жидкостях и газах и др.
А3. Тепловые и массообменные процессы – процессы, протекание которых описывается законами теплопередачи и диффузии. В технологии строительных материалов эти процессы протекают, как правило, одновременно. Движущей силой тепловых процессов является разность температур X = D T, а массообменных процессов – разность концентраций X = D c.
К тепловым процессам относятся сушка, обжиг, тепловлажностная обработка и др. К массообменным – растворение, кристаллизация, адсорбция и др.
|
|
|
А4. Химические процессы – процессы, протекание которых описывается законами химической кинетики.
Получение многих строительных материалов связано с различными химическими превращениями исходных компонентов.
В. По способу организации
В соответствии с этим признаком основные процессы в технологии строительных материалов делят на 3 вида:
В1. Периодические процессы – процессы, все стадии которых протекают в одном аппарате, но разделены по времени.
В этих процессах загрузка и выгрузка сырья осуществляется через определенные промежутки времени, т.е. процесс происходит периодами.
В2. Непрерывные процессы – это процессы, все стадии которых протекают одновременно, но разделены в пространстве.
Непрерывные процессы осуществляются в проточных аппаратах, в которых поступление исходного сырья и выгрузка готовой продукции протекают одновременно.
Непрерывные процессы имеют значительные преимущества перед периодическими процессами:
· большая производительность;
· возможность специализации аппаратов для каждой стадии процесса;
· стабильность параметров процесса во времени;
· улучшение качества готовой продукции;
· возможность осуществления полной автоматизации и механизации.
Периодические и непрерывные процессы характеризуются продолжительностью t и периодом Т.
Продолжительность процесса t - это время, необходимое для завершения всех стадий процесса, начиная от момента загрузки и кончая выгрузкой готового продукта (полуфабриката).
Период процесса Т – время от начала загрузки исходного материала данной партии до начала загрузки исходного материала последующей партии.
Величина t /Т называется степенью непрерывности процесса. Для периодического процесса степень непрерывности £ 1.
В3. Комбинированные процессы – представляют собой либо непрерывный процесс, отдельные стадии которого проводятся периодически, либо такой периодический процесс, одна или несколько стадий которого проводятся непрерывно.
Различие между периодическими и непрерывными процессами касается только способа организации самого процесса и его аппаратурного оформления. Физико-химическая сущность процесса остается неизменной и не зависит от конструкции аппарата.
С. По изменению параметров процесса во времени
Определяющими параметрами процессов производства строительных материалов являются температура, скорость потоков, давление и многие др.
В зависимости от изменения этих параметров во времени все процессы подразделяются на установившиеся (стационарные) и неустановившиеся (нестационарные).
С1. Установившиеся процессы – процессы, в которых значения параметров процесса являются постоянными во времени и зависят только от положения в пространстве.
В общем виде это можно представить следующим образом:
, (2)
где П – какой-либо параметр процесса; x, y, z – координата точки, в которой определяется параметр процесса.
С2. Неустановившийся процесс – процесс, параметры которого зависят не только положения в пространстве, но и от времени t:
. (3)
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 65; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!