КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ.

Наиболее целесообразно основные процессы классифицировать по способу создания движущей силы процесса. В соответствии с этим основные процессы можно разделить на следующие классы.

I. Гидравлические процессысвязаны с перемещением жидких и газообразных материалов. К ним относятся: перекачивание, транспортирование, хранение, дозирование. Гидравлические про­цессы являются также основой для проведения ряда других про­цессов и их интенсификации (теплообменных, массообменных и др.). Движущей силой гидравлических процессов является раз­ность давлений. Скорость протекания процесса определяется за­конами гидродинамики.

II. Тепловые процессысвязаны с передачей тепла от одного тела к другому. К ним относятся: нагревание и охлаждение, ис­парение и конденсация, плавление и затвердевание. Движущей силой тепловых процессов является разность температур. Ско­рость протекания процесса определяется законами теплопере­дачи.

III. Массообменные процессысвязаны с переходом вещества из одной фазы в другую в результате диффузии. К этому классу относятся: перегонка, ректификация, абсорбция и десорбция, адсорбция, экст­ракция, сушка, кристаллизация и др. Движущей силой массооб­менных процессов является разность концентраций. Скорость про­цесса определяется законами массопередачи.

IV. Гидромеханические процессысвязаны с обработкой неодно­родных систем — жидкостей и газов со взвешенными в них твер­дыми или жидкими частицами. К ним относятся: отстаивание в поле силы тяжести, в центробежном поле, в электрическом и магнитном полях; центрифугирование; перемешивание; фильтро­вание; течение газа или жидкости через слой сыпучих материалов. Движущей силой является разность давлений, обусловленная раз­ностью плотностей обрабатываемых материалов. Скорость про­цесса определяется законами гидродинамики неоднородных систем.

V. Химические процессысвязаны с превращениями обрабаты­ваемых материалов с целью получения новых соединений. Напри­мер, каталитический крекинг, пиролиз, гидроочистка и др. Дви­жущей силой химических процессов являются концентрации реа­гирующих веществ. Скорость процесса определяется законами химической кинетики.

VI. Механические процессысвязаны с обработкой твердых материалов. К ним относятся: измельчение, рассев, транспорти­рование, дозирование, смешивание. Движущей силой процесса является приложенное к телу усилие или напряжение (сжатия, сдвига). Скорость процесса определяется законами механики.

Таблица 5.1.1.

В таблице 5.1.1 дана классификация основных процессов.

Обычно тип аппарата (машины) определяется тем процессом, который играет доминирующую роль.

В таблице 5.1.2 приведена классификация основных классов и типов аппаратов (машин) для проведения типовых процессов.

Различные основные процессы могут быть периодическими и непрерывными.

Периодические процессы характеризуются единством места проведения различных стадий процесса и изменяющимися во времени массами и составами потоков.

Непрерывные процессы характеризуются единством времени проведения всех стадий процесса, каждая из которых осуществ­ляется в специальном аппарате.

. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ АППАРАТОВ И МАШИН.

Аппаратыпредставляют собой устройства для проведения технологических процессов. В наиболее общем случае аппарат состоит из: корпуса (обечайки) с крышками (или днищами), образующими внутреннее пространство соот­ветствующей формы; штуцеров, служащих для ввода сырья, вывода про­дуктов и присоединения к аппарату контрольно-измерительных приборов и других устройств; люков и лазов для монтажа, осмотра и регулирования; опор (лап, стоек, юбок) и внутренних устройств, имеющих специальное функциональное назначение (тарелки, насадка, мешалки, змеевики и дру­гие устройства, которые, кстати, могут и отсутствовать, например, в емко­стях, ресиверах и т.п. оборудовании).

Машиныпредставляют собой устройства для перемещения веществ и материалов или для проведения технологических процессов, связанных с механическим воздействием на вещества и материалы. Основными узлами и деталями любой машины являются: станина (корпус); рабочий орган (ротор, вентилятор, вал, поршень, колесо и т.п.); подшипниковые узлы, служащие для удержания подвижных узлов машины в рабочем положении; механическая передача (редуктор, вариатор, муфта и т.п.) и привод (электродвигатель, паровая машина и др.).

В связи с тем, что большинство технологических процессов характеризуется высокими рабочими параметрами (температурой, давлением, концентрацией, расходом и др.), а также высокой агрессивностью, токсичностью и пожаровзрывоопасностью среды, к аппаратам и машинам предъявляются следующие основные требования:

1. Механическая прочность – способность выдерживать рабочие на­грузки. Прочность обеспечивается при конструировании соблюдением со­ответствующих расчетных нормативов и является главным условием безо­пасной эксплуатации оборудования.

2. Герметичность – способность оборудования не пропускать нахо­дящуюся в них среду наружу или воздух внутрь, что достигается примене­нием цельносварных конструкций, устройством обтюрации в разъемных соединениях. Герметичность оборудования позволяет предотвратить обра­зование взрывоопасных концентраций в аппаратах и производственных помещениях.

3. Устойчивость – способность оборудования сохранять в течение всего периода эксплуатации первоначальную форму и положение, что достигается учетом в расчетах факторов, влияющих на устойчивость (ветра, колебаний почвы, осадки грунта, образования вакуума и других факторов).

4. Надежность и безопасность в эксплуатации, достигаемая устройством предохранительных и защитных систем, одновременно позволяющих обеспечить взрывопожарную безопасность оборудования.

5. Долговечность – расчетный срок службы аппарата или машины, обычно принимаемый в расчетах равным 10-20 годам.

6. Стабильность обеспечения технологических параметров процесса в условиях непрерывного автоматизированного производства.