Тамак өндірісінде кез келген шикізат белгілі бір өңдеулерден өтеді. Қазіргі кезде өндеуді жалпы үрдіс деп те айтуға болады. Тамақ өнеркәсібінің үрдістерін қарапайым және күрделіге бөлуге болады
жүктеу/скачать 174.9 Kb.
|
| Wг = Wқ.з
6. Электрлі тазалау. Құрғақ және дымқыл электрофильтр деп аталатын аппараттар арқылы электр тогының әсерінде қатты және сұйық бөлшектерді тұндыру процесі. Электрлі тазалау процесі төмендегідей кезеңдерден тұрады: - катодтан шыққан (тәжді электродтан) электрондар газ молекулаларын иондайды. Бұл аппаратта жоғарғы потенциалдардың әр түрлілігінде пайда болады: - шаң және тамшы бөліктерінде пайда болған иондардың адсорбциясы: П+mM-п П(М-п)m - зарядтталған бөлшектердің анодқа орналасуы, олардың разряды және тазалауы. П(М-п)m - mп П + mM Бұл үлгіде М – газ молекуласы; П – бөлшек (шаң, сұйық). Электрлі тазалау әдісі бөлінудің жоғары деңгейін көрсетеді және аз мөлшерлі бөлшегі бар жүйелер үшін қолданылады. Әртекті жүйе екі және оданда көп фазалардан құралған болады. Бұл фазалардың біреуі дисперсионды немесе сыртқы фаза болып, оның ішінде басқа фазалардың бөлшектері таралған болады. Бұл таралған бөлшектерді дисперсті немесе ішкі фаза деп атайды. Фазалардың физикалық күйіне байланысты әртекті жүйелердің келесі түрлері болады. 1- кесте
Бұл кестеден тұну процесi негiзiнен шаң мен суспензиялады ажыратқанда қолданылатындығы көрiнiп тұр. Тұну процесi негiзiнен ауырлық, ортадан тепкiш, электростатикалық және акустикалық күштердiң әсерiнен өткiзiледi. Сүзу процесiн суспензия және шаңдардың сұйық және газдары өткiзiп, ал қатты бөлшектерiн ұстап қалатын кеуектi бөгеттер жәрдемiмен өткiзедi. Мұнда процесс қысымдар айырмасының күшi әсерiнен өтедi. Суспензия және эмульсияларда ортадан тепкiш күш әсерiмен ажырату процесiн центрифугалау деп атайды. Бұл процесте тұнба және сұйық фаза /фугат/ пайда болады. Шаң, түтiн және тұмандағы қатты бөлшектердi сұйық жәрдемiмен ажырату процесiн сұйықпен ажырату деп атайды. Бұл процесте ауырлық және инерция күштерi әсер етедi. Әртектi жүйелердi ажыратуға арналған процестер мен аппараттар 2- кесте
Сұйықты және газды әртектi жүйелердi ажырату процесiнiң бiрдей екендiгiне қарамастан, кейбiр тәсiлдермен қолданылатын аппараттардың өзiндiк ерекшелiктерi болады. Содықтан, сұйықты және газды әртектi жүйелердi ажыратуды төменде жекелеп қарастырамыз. Ажыратудың материалдық балансы. Ажыртылатын жүйе (сыртқы фаза) және оның ішінде таралған в (дисперсті фаза) заттарынан құралған делік. Төменде берілгендерді қабылдаймыз. Gқ, Gм, Gт – берілген қоспа, мөлдірленген сұйық және тұнба мөлшері, кг. Хқ, Хм, Хт – в затының қоспадағы мөлдірленген сұйықтағы және тұнбадағы массалық үлестері. Егер заттардың шығыны болмаса, онда ажыратудың материалдық тепе-теңдігін былай жазуға болады: Заттардың барлық мөлшері бойынша: Gқ = Gм + Gт (9.1) Дисперсті фаза (в заты) бойынша: Gқ Хқ = Gм Хм + Gт Хт (9.2) Егер қоспадағы в затының массалық үлесі берілген болса, онда (9.1) және (9.2) теңдеулерінен мөлдірленген сұйық Gм және тұнба Gт мөлшерін анықтауға болады: (9.3) (9.4) Мөлдірленген сұйықтағы және тұнбадағы в затының массалық үлестерін әр технологиялық процестердің шартына байланысты таңдап алуға болады. ТАМАҚ ӨНДІРІСІНДЕГІ ГИДРОМЕХАНИКАЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРДІ ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ Тамақ өндірісіндегі гидромеханикалық процестерді зерттеудің теориялық және эксперименталды әдістері Процестер мен аппараттарды өндірістік жағдай мен масштабта зерттеу өте қиы және қымбат. Сондықтан процестердің заңдылықтарын лабораториялық жағдайда модельді аппараттарда зерттейді, яғни модельдеуді қолданады. Дегенмен лабораториялық жағдайда өткізілген технологиялық процесс болашақ өндірістің тек принципиалдық схемасын ғана беруі мүмкін. Меншікті мөлшер коэффициенттерін және болашақ аппараттар мен машиналардың құрылысын анықтау мақсатында, лабораторияда алынған нәтижелерді үлкейтілген (пилотты) қондырғыларда тексеру қажет. Процестерді мұндай жолмен зерттеу күрделі және көп уақытты қажет етеді. Өндірістік аппараттарда жобалауға керекті мәліметтерді лабораториялық тәжірибе нәтижелерін тексермей алу үшін төмендегілер белгілі бол керек: біріншіден – процестің негізгі кинетикалық заңдылықтары және олардың математикалық жәе олардың математикалық өрнектері; екіншіден – масштабтандыру теориясы. Қазіргі заманғы ең тиімді технологиялық құрылғылар алудың шарты теориялық және тәжірибелік зерттеулердің бірдей жүргізілуі болып табылады. Қазіргі кезде модельдеу теориясы екі бағытта дамытылуда: физикалық (эксперименталды) модельдеу – процестерді модельдер жәрдемімен және процестің өту жылдамдығына физикалық шамалар (параметрлер) мен аппараттардың өлшемдерінің әсерлерін зрттеу арқылы; математикалық (теориялық) модельдеу – есептеу техникасы жәрдемімен процестің математикалық модельдерін алу және оларды пайдалану арқылы. Физикалық модельдеу ұқсастық теориясы заңдылықтарына негізделген. Лабораториялық модельде алынған тәжірибелі мәліметтер ұқсастық теориясы арқылы өңделіп, әртүрлі сандар (критерийлер) арасындағы байланыстар арқылы процесті өрнектейтін санды теңдеулер алынады. Бұл байланытардан өндірістік аппараттың жұмыс параметрлерін және өлшемдерін анықтайды. Көптеген технологиялық процестер физикалық, физикалық-химиялық және химиялық құбылыстардың үйлесуі болып табылады. Физиканың және химияның жалпы заңдарын пайдаланып, технологиялық процестерді дифференциалды теңдеулермен өрнектеуге болады. Бұл теңдеулер көптеген ұқсас құбылыстарды қамтиды. Бұлардың ішінен белгілі бір құбылысты бөліп қарастыру үшін дифференциалды теңдеулер қосымша бірмәнділік шарттарымен өрнектеледі. Бірмәнділік шарттарға аппараттың геометриялық өлшемдері заттардың физикалық тұрақтылықтары, параметрлердің бастапқы мәндері және т.б. жатады. Бұл бірмәнділік шарттар әртүрлі физикалық шамалардың байланысын өрнектейтін теңдеулер түрінде берілуі мүмкін. Бірмәнділік шарттар дифференциалды теңдеулерді толықтырады және белгілі бір құбылысты процесті көптеген құбылыстардан бөліп алып қарастыруға мүмкіндік береді. Гидромеханикалық процестер мен аппараттарды есептеудің жалпы принциптері Тамақ өндірісіндегі процестер мен аппараттарды есептеу өңделетін материалдардың массалық ағының, қажетті энергияның санын, аппараттың немесе процестің ұзақтығының жылу массаалмасу жазықтығының оңтайлы ауданын және машина мен аппаратардың негізгі мөлшерлерін анықтауды қарастырады. Процестерді талдауды және машина мен аппараттарды есептеуді келесі тәртіпте жүргізеді: процестің энергетикалық және материалдық балансын құрастырады; статикаға сүйене отырып процестің ағу бағытын және тепе-теңдік шартын анықтайды; жүретін күшті есептейді, кинетика негізінде процестің жылдамдығын анықтайды. Процестер мен аппарттарды есептеу төмендегі негізгі мақсаттарды көздейді: а) жүйенің тепе-теңдік күйін анықтау; б) шикізат материалының шығынын және алынған өнімнің мөлшерін, сонымен бірге жұмсалатын энергия және жылутасымалдағыштың мөлшерін есептеу; в) аппараттың қолайлы режимін, жұмыс бетін немесе жұмыс көлемін анықтау; г) аппараттың негізгі өлшемдерін есептеу. Жүйенің тепе-теңдік күйін қарастыру арқылы процестің өту бағыты және оны өткізудің мүмкіндік шегі анықталады. Осыған байланысты процеске әсер ететін параметрлердің бастапқы және соңғы шамаларын анықтайды. Массаның сақталу заңы негізінде материалдық тепе-теңдік құрылады: (3.1) мұнда - процесте қатысатын бастапқы заттарыдың жалпы массасы; - процесс нәтижесінде алынған өнімдердің массасы; - шығын болған заттардың массасы (буға айналу, саңылаудан шығып кету және т.б.) Бұл баланстан қажет болған шикізаттың шығыны немесе алынатын өнімнің шамасы есептеп табылады. Энергияның сақталу заңы негізінде жылу тепе-теңдік құрылады: (3.2) мұнда - процесте қатысатын бастапқы заттармен енгізілетін жылу; - аппараттан алынған өнімдермен шығатын жылу; - қоршаған ортаға таратылған жылу шығыны. + + (3.3) мұнда - шикізатпен енгізілетін жылу; - процестің жылу эффектісі; - сырттан енгізілетін жылу. = + (3.4) - алынған өнімдермен кететін жылу; - жылутасымалдағышпен кететін жылу. Процестердің негізгі теңдеулерін төмендегіше жазуға болады. (3.5) мұнда М – процесс нәтижесі, мысалы өткен жылу немесе зат мөлшері; КF - процесс жылдамдығының беттік коэффициенті; - қозғаушы күш - жүйенің тепе-теңдік күйден ауытқу дәрежесін сипаттайды. - уақыт. Процесс нәтижесінің уақыт бірлігіне қатынасы процестің жылдамдығы деп аталады (3.6) Процестің жылдамдығын аппараттың бетіне қатынасын процестің қарқындылығы деп атайды , (3.7) (КF-ның кері мәні 1/К = R кедергіні анықтайды. Сонымен, процестің қарқындылығы барлық уақыт қозғаушы күшіне тура пропорционал, ал кедергіге кері пропорционал болады: , (3.8 ) (Егер аппарат арқылы өтетін заттың көлемі Vc белгілі болса және оның жылдамдығы берілсе, онда аппараттың көлденең қимасы былай табылады. S = Vc / (3.9) S-тің мәні бойынша аппараттың негізгі өлшемдерінің біреуін анықтайды, мысалы цилиндр тәрізді аппараттар үшін оның диаметрі , аппарттың биiктiгi Н (тiк аппарат) немесе ұзындығы (ұзындығы). (3.8 ) теңдеу арқылы F анықталса, онда арқылы V табылады. Мұнда – аппараттың меншiктi бетi, яғни аппараттың бiрлiк көлемiне сәйкес бетi; V – аппараттың биiктiгi немесе ұзындығы V = S . Н теңдеуiнен есептелiнедi. Процестiң қозғаушы кұшi мен жылдамдық коэффициенттерiнiң сандық мәнiн табу, процестердi есептеудiң ең күрделiсi болып табылады. Процестің оңтайлы тәртібі табылған жағдайда процестің жылдамдығы мен жүретін күштің шамасы туралы мәліметтер бойынша аппараттың негізгі мөлшерін (жазықтықтың жұмыс ауданыны немесе жұмыс көлемін) анықтайды. Негізгі мөлшері бойынша аппараттың барлық қалған мөлшерлерін анықтайды. Дифференциалды теңдеулерді шешу нәтижесінде осы құбылысты сипаттайтын негізгі шамалардың бір-бірімен аналитикалық байланыстарын алуға болады. Бірақ, күрделі дифференциалды теңдеулерді белгілі математикалық тәсілдермен шешу көбінесе мүмкін болмайды. Мұндай жағдайларда тәжірибелік зерттеулер арқылы процесті сипаттайтын шамалар арасындағы байланыс анықталады. Тәжірибе нәтижелерінің негізінде эмпириялық теңдеулер қолданылады. Дегенмен, кезкелген күрделі процестерді зерттегенде мәселені жалпы түрде шешіп, жекеленген тәжірибенің нәтижесінен алынған заңдылықтар мен теңдеулерді көптеген процестерді зерттеуде пайдалану керек. Мұндай мақсатқа ұқсастық теориясын тәжірибе нәтижелеріне пайдалану арқылы жетуге болады. Ұқсастық теория көптеген ұқсас процестерді өрнектейтін теңдеу және теңдеулер жүйесін алу үшін тәжірибені қалай жасау және оның нәтижелерін қалай өңдеу керектігін көрсетеді. Ұқсастық теория жәрдемімен өте күрделі процестерді өндірістік аппараттарда емес, өлшемі одан да көп кіші моделді аппараттарда және іс жүзінде қолданылатын тез тұтанғыш немесе денсаулыққа зиянды заттар орнына моделді заттар пайдаланып зертттеуге болады. Сондықтан, ұқсастық теория тәсілдері процестерді масштабтандыру мен моделдеудің негізі болып табылады. Ұқсастықтың төрт түрі болады: Геометриялық ұқсастық. Бұл ұқсастық екі аппараттың сәйкес гесометриялық өлшемдерінің қатынасының тұрақтылығын көрсетеді. Мысалы: өндірістік аппараттың размерлері /ұзындығы, диаметрі, т.б./ - L1,L2,L3 ,…ал модельдің сәйкес размерлері - , , ,… Онда геометриялық ұқсастық шарт бойынша (2.1) - ұқсастық тұрақтылық. Егер жүйелер қозғалыста болса, онда олардың барлық сәйкес нүктелері геометриялық ұқсас траекториялармен қозғалуы керек. Процестердің ұқсастығына аппараттардың геометриялық шарты орындалуы қажет, бірақ жеткіліксіз. Уақыт бойынша ұқсастық. Геометриялық ұқсас болған жүйелердің сәйкес нүктелері геометриялық ұқсас траекториямен уақыт бірлігінде геометриялық ұқсас жолмен қозғалады. Бұл уақыт бірлігінің бір-біріне қатынасы тұрақты болады. (2.2) мұнда, Т1, Т2, Т3, - өндірістік және моделді аппараттардағы уақыт бірліктері, -ұқсастық тұрақтылық. Уақыт бойынша ұқсастық гомохрондық /уақыт бойынша біркелкілік/ -деп атайды. Физикалық ұқсастық. Қарастырылған екі жүйелердің геометриялық және уақыт бойынша ұқсастық шарттары орындалған жағдайда ұқсас сәйкес нүктелеріндегі физикалық тұрақтылықтарының /мысалы, тұтқырлық, тығыздық, т.б./ қатынастары тұрақты болады, яғни (2.3) U және u - өндірістік және моделді процестердегі физикалық тұрақтылықтары. -ұқсастық тұрақтылық. Бастапқы және шекаралық шарттар ұқсастығы. Егер геометриялық уақыт бойынша және физикалық ұқсастықтар жүйелердің алғашқы және шекаралық шарттарына тән болса, онда олардың бастапқы /мәселен температура, қысым, т.б./және шекарадағы /мысалы, құбыр қабырғасының жанындағы жылдамдық/ жағдайларға ұқсас болады. Ұқсастық инварианттар және сандар. Егер бір жүйедегі мәселен, өндірістік аппаратта/ сәйкес шамалардың қатынасын алсақ, онда олардың да қатынасы тұрақты және өлшемсіз болады, яғни ; ; (2.4) Бір жүйеден екінші жүйеге өткенде i , i , iu шамалары өздерінің мәндерін сақтап қалады. Өлшемсіз i саны ұқсастық инварианты –деп атайды және былай жазылады: жүктеу/скачать 174.9 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|