Общие принципы анализа и расчета ПиА

1.

1

2.

1.
Анализ и расчет статики процесса, т.е. рассмотрение данных о
равновесии, на основе которых определяется направление
протекания процесса и возможные пределы его осуществления
(принцип Ле-Шателье).
2.
Нахождение предельных значений параметров процессов,
необходимых для вычисления движущей силы.
3.
Составление материального и энергетического балансов, исходя из
законов сохранения массы и энергии.
4.
Анализ и расчет кинетики процесса (там где это возможно) и
определение скорости (V) его протекания.
5.
Нахождение площади рабочей поверхности (или объема) аппарата.
6.
Определение основных размеров аппарата.
2

3.

G
G
G
Ï
Ï
G
Ê
ïîò
GK Gïîò
Пример: На мельницу поступило 100 кг зерна пшеницы, из которого получено 75 кг
муки и 25 кг отрубей.
100 75 25
Материальный баланс (М.Б.) составляют технологи для процесса в целом или для
его отдельных стадий. М.Б. составляется за 1 единицу времени (за 1 час, за 1 сутки).
Из уравнения М.Б. можно определить выход продукта (теоретический выход продукта).
GÊ
Âûõ
100% .
GÏ
3

4.

Q
Í
QK Qïîò
где Qн = Q1 + Q2 + Q3
Q1 - количество тепла, вводимое с исходным материалом;
Q2 - количество тепла, подводимое извне;
Q3 – тепловой эффект полученный в результате физических и химических
превращений;
На основании теплового баланса находят расход водяного пара, воды и
других теплоносителей.
4

5.

1
I X
R
.
5

6.

1. При расчете аппаратов первоначально определяют к какому типу относятся
аппараты по принципу действия:
а) периодического действия;
б) непрерывного действия.
2. В зависимости от характера изменения параметров процесса (t, P, C)
во времени выделяют:
а) установившиеся процессы (непрерывные) – значения параметров постоянны во
времени;
б) неустановившиеся процессы (периодические) – значения параметров
переменны во времени.
Для характеристики периодических и непрерывных процессов используют
понятия:
а) продолжительность процесса τ – время, необходимое для завершения всех
стадий процесса от загрузки исходного сырья до выгрузки готового процесса;
б) период процесса ∆τ – время от начала загрузки исходного сырья данной
партии до начала загрузки исходного сырья следующей партии;
в) степень непрерывности процесса – τ
/ ∆τ .
6

7.

1. Определение рабочего объема аппарата:
Wc
Vp
24 N
, м3
где Wc – заданная суточная производительность, м3/сутки;
∆τ – период процесса, час;
24 – количество часов в сутки;
– коэффициент заполнения ( = 0,7…0,8).
2. По справочной литературе уточняют и окончательно
выбирают Vp и число аппаратов N:
3. С увеличением числа аппаратов N
повышается
надежность работы линии, но значительно возрастают
затраты на ремонт и ТО.
7

8.

При расчете аппаратов основной задачей является
определение часовой производительности:
Q F Vì , кг/ч
где F – площадь поперечного сечения рабочей камеры аппарата, м2;
Vм – скорость перемещения материала рабочим органом, м/с;
ρ – плотность материала, кг/м3;
– коэффициент, учитывающий заполнение рабочей камеры.
8

9.

– метод изучения реального или
создаваемого объекта (оригинала), при котором вместо
него используется модель, а результаты распространяются
на оригинал.
– предсказание поведения оригинала
в рабочих условиях производства
по измеренным параметрам
модели.
МОДЕЛИРОВАНИЕ
1. Математическое
2. Физическое
Создается алгоритм или система
управлений с обработкой на ЭВМ
Создается уменьшенная
физическая модель
9

10.

Данная теория представляет собой совокупность физического
и математического моделирования, которая заключается в
изучении процесса на физической модели с составлением
математического описания, получении математических уравнений
и приведении их к расчетному виду.
Теория подобия позволяет распространить результаты одного
опыта на группу подобных процессов в пределах данного класса.
Теория подобия позволяет ответить на следующие вопросы:
а) как следует поставить эксперимент?
б) как обработать полученные результаты?
в) установить условия эксперимента, при которых число опытов будет min?
г) определить min количество измеряемых величин.
д) правильно обработать полученные результаты эксперимента.
е) установить область применения полученных результатов.
10

11.

Í
B T
K const
h b t
―
масштабный коэффициент
t1
t1/
/ K
t2
t2
11

12.

Данной метод устанавливает связи между физическими
величинами процесса или устройства и основан на
рассмотрении их размерностей.
В системе СИ выделяют 7 основных единиц измерений:
1.Масса (кг).
2.Длина (м).
3.Время (ч).
4.Сила тока (ампер).
5.Сила света (канделл).
6.Температура (°C).
7.Мощность (кВт).
С французского Dimension – размерность.
II закон Ньютона
F m a
êã ì
dim F
ñ2
dim F Ì 1 L1 T 2
12