ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Размерности. Системы единиц. Единицы измерения из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" Химическая технология имеет дело с крайне широким разнообразием аппаратов. Среди них, разумеется, реакторы, в которых происходят химические превращения и получаются целевые продукты. Однако перечень химико-технологической аппаратуры далеко не исчерпывается химическими реакторами по ряду причин. Во-первых, реагенты надо подготовить к проведению процесса в реакторе подать их туда при определенных давлении и температуре, в определенном (часто — отличающемся от исходного) афегатном состоянии, с заданным соотнощением компонентов и т.д. Во-вторых, в ходе химической реакции из-за нестрогой селективности (наряду с основными протекают и побочные реакции) и неполноты превращения почти всегда получаются смеси различных продуктов реакции и исходных реагентов, так что целевые продукты надо отделить от побочных (с целью их особого использования) и непрореагировавших компонентов (чтобы вернуть их в реактор). В-третьих, химическая технология использует ряд операций, вообще не включающих собственно химические превращения. Наконец, в-четвертых, самим химическим превращениям сопутствуют физические (физико-химические) явления, прямо не относящиеся к химической реакции, но оказывающие существенное (иногда — определяющее) влияние на результат химико-технологического процесса. [c.38] Таким образом, наряду с химическими превращениями химическая технология использует многочисленные явления и процессы нехимического характера, требующие определенных способов организации и осуществляемые в соответствующих аппаратах и процессуально-технологических схемах. Протекание таких процессов (собственно химических — тоже, конечно) в той или иной мере связано с переносом какой-либо субстанции — количества движения (импульса), теплоты, вещества (массы), иногда нескольких субстанций одновременно. Этот перенос характеризуется (вызывается или сопровождается) изменением технологической ситуации (параметров процесса), в общем случае — во времени в рассматриваемой точке аппарата, а в самом аппарате — от одной точки к другой, в более простых случаях — только во времени или только от точки к точке. [c.38] Изучение переноса импульса связано с анализом сил (внешних, внутренних), действующих на объект, рабочее тело переноса теплоты — с перемещением и подводом (отводом) тепловой энергии (иногда с изменением агрегатного состояния, с тепловьщелением) переноса вещества — с его перемещением в пределах какой-нибудь одной фазы и (или) между различными фазами. Все эти явления переноса могут быть использованы направленно — для осуществления процесса (скажем, теплоты — для нагрева объекта), а могут и сопровождать какой-либо, в том числе химический, процесс (скажем, отвод теплоты реакции или вывод одного из продуктов реакции). [c.39] Отдельные явления переноса затрагивались (в определенных аспектах) в ряде предшествующих дисциплин — в физике, технической механике, физической химии и др. иные будут затронуты в последующих дисциплинах. Курс ПАХТ анализирует эти явления в плане построения и описания отдельных приемов (процессов) или их совокупностей при этом в ряде случаев исследуется перенос сразу нескольких субстанций. [c.39] В зависимости от преобладания переноса той или иной субстанции в курсе ПАХТ вьщеляют и изучают следующие группы процессов-. [c.39] Приведенная выще классификация ПАХТ по переносимой субстанции не является единственно возможной. Не менее важны и полезны также другие классификационные срезы. [c.40] При неизменных во времени характеристиках процесса в каждой точке технологического аппарата говорят о стационарном (установившемся) процессе при этом упомянутые характеристики могут изменяться от одной точки аппарата к другой. Такая ситуация характерна для непрерывных процессов. При изменяющихся во времени характеристиках в аппарате в целом или в каких-либо его точках говорят о нестационарном (неустановив-шемся) процессе — такая ситуация характерна для периодических процессов либо для полунепрерывных (так нередко именуют процессы, когда некоторые — прежде всего входные — потоки рабочих тел и их параметры поддерживаются постоянными, но тем не менее характеристики процесса изменяются во времени). Заметим если в стационарном процессе отслеживать характеристики какого-либо элемента потока при его перемещении в аппарате, то они претерпевают изменения — в пространстве (в аспекте мгновенного положения этого элемента), во времени (в аспекте самого элемента). В этих случаях, не отказываясь от термина стационарность относительно процесса в целом, нередко вводят еще термин квазистационарность — относительно исследуемого элемента. [c.40] Стационарные процессы отличаются стабильностью как ситуации в технологическом аппарате, так и характеристик получаемого продукта они легко контролируются и управляются для них обычно характерна высокая производительность. По этим причинам чаще всего стремятся к осуществлению технологических процессов в непрерывном режиме. Однако в ряде случаев технологические особенности процесса приводят к необходимости его проведения в периодическом режиме. 3 нередко характерно для малотоннажных производств и при использовании одной и той же аппаратуры для попеременного получения партий разных продуктов возможны и иные причины. С некоторыми из таких процессов нам предстоит встретиться в курсе ПАХТ. [c.40] Как правило, для данного аппарата (технологической схемы) возможны одна эксплуатационная и несколько проектных постановок задач расчета. [c.41] Следует подчеркнуть известную условность (незавершенность, открьггость) приведенных классификаций. В зависимости от постановки проблем (здесь играют роль и соображения удобства анализа и систематизации), а также от уровня наших знаний — эти классификации могут быть изменены, дополнены, а иногда и изъяты из обращения. [c.41] В качестве предпочтительной в настоящее время принята Международная система единиц — СИ (System International — SI), базирующаяся на единицах длины I (м — метр), массы т кг — килограмм) и времени т (с — секунды) к ним примыкает единица температуры Т, t К — градус Кельвина Кельвин ). Отсюда получаются производные размерности и единицы измерения (в принятой системе единиц), например для скорости w = = 1/х (м/с), силы Р = ml/z (кг-м/ ) = Н — ньютон), давления р = /у/2 н/м = Па — паскаль), работы L = Р1 Нм = Дж — джоуль) и др. Для указания на то, что речь идет о размерности, обычно используют квадратные скобки например, [т] = кг. [c.42] Рекомендуется первоначально выразить единицы измерения всех величин в единой системе единиц (например, в СИ), только после этого приступать к расчетам. Попьггка вести пересчет единиц в ходе самого расчета — источник ошибок. [c.43] В ряде случаев полная запись единицы измерения является обязательной. Так, при выражении концентрации [Q = кг кг соверщенно необходимо указывать, о каких к идет речь (особенно в знаменателе) о кг вещества, приходящихся на 1 кг смеси или на 1 кг какого-либо отдельного компонети. [c.44] В ходе технологических расчетов нередко приходится использовать величины, не имеющие размерности. Некоторые из них безразмерны изначально (числа л, е), другие — по определению (различные коэффициенты полезного действия), третьи — по происхождению (комплексы, у которых размерности в числителе и знаменателе одинаковы и потому сократились). [c.44] Вернуться к основной статье