Общие принципы анализа и расчета ПАПП

Содержание и последовательность расчетов будут следующими. Исходным этапом является расчет и анализ статики процесса, т.е. рассмотрение данных о равновесии, на основе которых определяют направление протеканияи возможные пределы осуществления процесса (принцип Ле-Шателье). Пользуясь этими данными, находят предельные значения параметров процесса, необходимые для вычисления его движущей силы. Затем составляются материальные и энергетические балансы, исходя из законов сохранения массы и энергии. Последующий этап представляет собой расчет кинетики процесса (там, где возможно), определение скорости его протекания. Зная скорость и величину движущей силы (при выбранном оптимальном режиме работы аппарата) находят его рабочую поверхность (объем), а затем определяют основные размеры аппарата.

Материальный баланс. По закону сохранения массы количество поступающих веществ _н должно быть равно количеству веществ _к получаемых в результате проведения процесса, с учетом потерь _п:

_н = _к + _п (1-1)

Материальный баланс составляют для процесса в целом или для отдельных его стадий. Баланс может быть составлен для всех веществ, участвующих в процессе, и лишь для. одного из компонентов, если обрабатываемая смесь является двух- или многокомпонентной. Баланс составляют за единицу времени (например, за I час или I сутки) в расчете на единицу количества исходных или конечных продуктов.

На основе материального баланса определяют выходпродукта на единицу затраченного сырья, под которым понимают выраженное в % отношение полученного количества продукта к максимальному, т.е. теоретически возможному.

Энергетический баланс. Его составляют на основе закона сохранения энергии, согласно которому количество энергии, введенной в процесс, равно количеству выделившейся энергии, т.е. приход энергии равен ее расходу.

Проведение любого процесса обычно связано с затратой различных видов энергии - механической, электрической и т.д. Эти процессы часто сопровождаются изменением энтальпии системы, например, вследствие изменения агрегатного состояния веществ. При проведении химических реакций очень большое значение может иметь их тепловой эффект.

Частью энергетического баланса является тепловой, который в общем виде выражается уравнением:

_H = _K + _{П .} (1-2)

При этом количество вводимого тепла:

_H = Q₁ + Q₂ + Q₃ ,