Prefacio
Introducción
1 articulo Tecnología química y objetivos del curso
2. Clasificación de procesos
3. Cálculos de materiales y energía.
Conceptos generales sobre el equilibrio de materia. Salida. Actuación. Intensidad de los procesos productivos. Balance de energía. Potencia y coeficiente acción útil.
4. Dimensión Cantidades fisicas
PARTE UNO. PROCESOS HIDRODINÁMICOS
Capítulo primero. Conceptos básicos de hidráulica.
A. Hidrostática Gráficos de ingeniería Geometría descriptiva Fundamentos de seguridad humana Pasantía Cultura Física(Educación física) Psicología y pedagogía Ciencias políticas Sociología Aire acondicionado y ventilación Mecánica estructural y resistencia Termodinámica Física Filosofía Tecnología química general Procesos y aparatos de tecnología química Química Evaluación de impacto en ambiente y evaluación ambiental Ecología industrial Auditoría ambiental y gestión ambiental Monitoreo ambiental Ecología Economía y previsión de la gestión ambiental industrial Conservación de energía y recursos Contabilidad Planificación y control interno Planificación general Marketing Gestión Organización y planificación de la producción Economía Economía y organización empresarial Ingeniería eléctrica Jurisprudencia Derecho empresarial Medio ambiente ley idioma en Inglés Francés

LITERATURA 1. Kasatkin A. G. Procesos y aparatos básicos de tecnología química. Ed. 9º, M.: Química. 1973 – 754 págs. 2. Planovsky A. N., Nikolaev P. I. Procesos y aparatos básicos de tecnología química y petroquímica. Ed. 2º, M.: Química. 1972 – 493 págs. 3. Procesos y aparatos básicos de tecnología química: manual de diseño / G. S. Borisov, V. P. Brykov, Yu I. Dytnersky y otros. Yu. I. Dytnersky. Ed. 2º, M.: Química. 1991 – 496 págs. 4. Aksartov M. M. Procesos básicos y aparatos de tecnología química. Curso de conferencias. Publ. Kar. GI en 1-2 toneladas.

Principios generales análisis y cálculo de procesos y aparatos I. Información general 1. Materia del curso "Procesos y aparatos" 2. El surgimiento y desarrollo de la ciencia de los procesos y aparatos 3. Clasificación de procesos básicos 4. Principios generales de análisis y cálculo de procesos y aparatos 5. Varios sistemas de unidades de medida de cantidades físicas.

Clasificación de procesos básicos n n n Procesos hidromecánicos, cuya velocidad está determinada por las leyes de la hidrodinámica, la ciencia del movimiento de líquidos y gases. Los procesos térmicos que ocurren a una velocidad determinada por las leyes de la transferencia de calor son la ciencia de los métodos de distribución del calor. Procesos de transferencia de masa (difusión), caracterizados por la transferencia de uno o más procesos químicos (reacción) que ocurren a una velocidad determinada por las leyes. cinética química. componentes de la mezcla inicial de una fase a otra a través de la interfaz de fases. Procesos mecánicos descritos por las leyes de la mecánica de sólidos.

Según el método de organización, los procesos se dividen en: 1. 2. 3. Los procesos periódicos se llevan a cabo en dispositivos en los que se cargan las materias primas a intervalos determinados; Tras su procesamiento, los productos finales se descargan de estos dispositivos. Los procesos continuos se llevan a cabo en dispositivos de flujo continuo. Procesos combinados. Estos incluyen procesos continuos, cuyas etapas individuales se llevan a cabo periódicamente, o procesos periódicos, una o más etapas de los cuales ocurren continuamente.

Según la distribución de los tiempos de residencia se distinguen: 1. 2. 3. 4. En los aparatos de desplazamiento ideales, todas las partículas se mueven en una dirección determinada; sin mezclarse con partículas que se mueven delante y detrás y desplazando completamente las partículas delante del flujo. En los aparatos mezcladores ideales, las partículas entrantes se mezclan inmediatamente por completo con las partículas que se encuentran allí, es decir, se distribuyen uniformemente por todo el volumen del aparato. Los dispositivos reales que funcionan continuamente son dispositivos de tipo intermedio. Los procesos también se pueden clasificar en función del cambio de sus parámetros (velocidades, temperaturas, concentraciones, etc.) a lo largo del tiempo. Sobre esta base, los procesos se dividen en establecidos (estacionarios) y no estacionarios (no estacionarios o transitorios).

Procesos hidromecánicos. II. Conceptos básicos de hidráulica. Cuestiones generales de hidráulica aplicada en equipos químicos 1. Definiciones básicas 2. Algunas propiedades físicas de los líquidos A. Hidrostática 3. Ecuaciones de equilibrio diferencial de Euler 4. Ecuación básica de la hidrostática 5. Algunas aplicaciones prácticas de la ecuación básica de la hidrostática

n Ley de fricción interna de Newton La tensión superficial se expresa en las siguientes unidades: en el sistema SI [ν] = [j/m 2] = [n m/m] = [n/m] en el sistema CGS ] = erg/cm 2] = [din/cm 2] en el sistema MKGSS] = kgf m/m 2] = kgf/m]

Para cada punto de un fluido en reposo, la suma de la altura de nivelación y la presión piezométrica es un valor constante. (II, 18) (II, 18 d) n La última ecuación es una expresión de la ley de Pascal, según la cual la presión creada en cualquier punto de un fluido incompresible en reposo se transmite por igual a todos los puntos de su volumen.

Algunas aplicaciones prácticas de la ecuación básica de la hidrostática Condiciones de equilibrio en vasos comunicantes: Fig. II-4. Condiciones de equilibrio en los vasos comunicantes: a – líquido homogéneo; b – líquidos diferentes (inmiscibles)

En vasos comunicantes abiertos o cerrados bajo la misma presión, llenos de un líquido homogéneo, sus niveles se ubican a la misma altura, independientemente de la forma y sección transversal de los vasos.

Arroz. II-5. Para determinar la altura del sello hidráulico en un separador de líquido de funcionamiento continuo Fig. II-6. Medidor de nivel de líquido neumático

PROCESOS HIDROMECÁNICOS. B. Hidrodinámica 1. Características básicas del movimiento de fluidos 2. Ecuación de continuidad (continuidad) del flujo 3. Ecuaciones diferenciales de movimiento de Euler 4. Ecuaciones diferenciales de movimiento de Navier-Stokes 5. Ecuación de Bernoulli 6. Algunas aplicaciones prácticas de la ecuación de Bernoulli 7. Movimiento de cuerpos en líquidos 8. Movimiento de líquidos a través de capas granulares y porosas estacionarias 9. Hidrodinámica de capas granulares en ebullición (fluidizadas) 10. Elementos de hidrodinámica de flujos de dos fases 11. Estructura de flujos y distribución del tiempo de residencia del líquido en aparato

Radio hidráulico Se entiende por radio hidráulico r (m) la relación entre el área del tramo inundado de una tubería o canal por donde fluye el líquido, es decir, la sección viva del flujo, y el perímetro mojado: (II , 26)

El diámetro equivalente es igual al diámetro de una tubería circular hipotética para la cual la relación entre el área S y el perímetro mojado P es la misma que para una tubería no circular determinada.

Flujos constantes e inestables. El movimiento de un líquido es estable o estacionario si las velocidades de las partículas del flujo, así como todos los demás factores que influyen en su movimiento (densidad, temperatura, presión, etc.), no cambian con el tiempo en cada punto fijo. en el espacio por donde pasa el líquido. En estas condiciones, para cada sección de flujo, el caudal de fluido es constante en el tiempo.

Modos de movimiento de fluidos. n n El movimiento en el que todas las partículas del líquido se desplazan siguiendo trayectorias paralelas se llama corriente o laminar. El movimiento desordenado, en el que las partículas individuales de un fluido se mueven a lo largo de trayectorias caóticas e intrincadas, mientras que toda la masa del fluido en su conjunto se mueve en una dirección, se llama turbulento.

Criterio de Reynolds (Re) n El criterio Re es una medida de la relación entre las fuerzas viscosas e inerciales en un flujo en movimiento.

Ley de Stokes La ecuación es la ley de Stokes, que expresa la distribución parabólica de velocidades en una sección transversal de una tubería durante el movimiento laminar.

Ecuación de Poiseuille n Con flujo laminar en una tubería, la velocidad promedio del fluido es igual a la mitad de la velocidad a lo largo del eje de la tubería.

Viscosidad turbulenta n La viscosidad turbulenta, a diferencia de la viscosidad ordinaria, no es una constante fisicoquímica determinada por la naturaleza del líquido, su temperatura y presión, sino que depende de la velocidad del líquido y otros parámetros que determinan el grado de turbulencia del flujo (en en particular, la distancia desde la pared de la tubería, etc.).

Ecuación de continuidad de flujo diferencial para el movimiento inestable de un fluido compresible. Ecuación de continuidad diferencial para flujo de fluido incompresible.

Ecuación de flujo constante n Estas expresiones representan la ecuación de continuidad (densidad) del flujo en su forma integral para movimiento estacionario. Esta ecuación también se llama ecuación de flujo constante o balance de flujo de materiales. 1 w 1 S 1 = 2 w 2 S 2 = 3 w 3 S 3 M 1 = M 2 = M 3 n Las velocidades del líquido que cae en varias secciones transversales de la tubería son inversamente proporcionales a las áreas de estas secciones. w 1 S 1 = w 2 S 2 = w 3 S 3 = constante Q 1 = Q 2 = Q 3

Ecuaciones diferenciales de movimiento de Euler n El sistema de ecuaciones (II, 46) que tiene en cuenta las expresiones (II, 47) representa las ecuaciones diferenciales de movimiento de un fluido de Euler ideal para un flujo estacionario. (II, 46) (II, 47)

Ecuación de Bernoulli n n Ecuación de Bernoulli para un fluido ideal La cantidad se llama carga hidrodinámica total, o simplemente carga hidrodinámica.

En consecuencia, según la ecuación de Bernoulli, para todas las secciones transversales de un flujo estacionario de un fluido ideal, la presión hidrodinámica permanece sin cambios. z - altura de nivelación, también llamada presión geométrica o de altitud (hg), representa la energía potencial específica de la posición en un punto dado (sección dada); – presión presión (hpress), o presión piezométrica, caracteriza la energía potencial específica de la presión en un punto dado (sección dada). La suma z+, llamada altura hidrostática total, o simplemente carga estática (hst), expresa, por tanto, la energía potencial específica total en un punto dado (una sección dada).

Ecuación de Bernoulli n n Por tanto, según la ecuación de Bernoulli, durante el movimiento estacionario de un fluido ideal, la suma de la velocidad y la presión estática, igual a la presión hidrodinámica, no cambia al pasar de una sección transversal del flujo a otra. Por tanto, la ecuación de Bernoulli es un caso especial de la ley de conservación de la energía y expresa el balance energético del flujo.

MOVIMIENTO DE LÍQUIDOS n 1. 2. 3. 4. 5. Movimiento de líquidos Bombas de desplazamiento Diseño de bombas de desplazamiento positivo Bombas centrífugas Diseño de bombas centrífugas Otros tipos de bombas. Sifones

MOVIMIENTO DE LÍQUIDOS Dependiendo del principio de funcionamiento de la bomba, se puede aumentar la energía y la presión del líquido: 1. en bombas volumétricas, desplazando el líquido del espacio cerrado de la bomba con cuerpos que se mueven hacia adelante y hacia atrás o giratorio; 2. en bombas de paletas o centrífugas: la fuerza centrífuga que surge en el líquido cuando giran las ruedas de paletas; 3. en bombas de vórtice: formación y destrucción intensivas de vórtices que surgen durante la rotación de los impulsores; 4. en bombas de chorro: una corriente de aire, vapor o agua en movimiento; 5. en ascensores de gas: la formación de espuma cuando se suministra aire o gas al líquido; 6. en monteju y sifones: presión del aire, gas o vapor sobre el líquido.

Arroz. III-8. Diseños de válvulas. I – válvula de bola. 1 - cuerpo; 2 – válvula; 3 – tapa. II – válvula de mariposa. 1 – tapa; 2 – silla de montar.

Bombas de diafragma (diafragma) Fig. III-9. Bomba de diafragma: 1 – carcasa; 2 – válvulas; 3 – cilindro; 4 – émbolo; 5 – diafragma (membrana).

Bombas centrífugas III-13 Fig. III-13. Diagrama de una bomba centrífuga: 1 – válvula de entrada; 2 - tubería de succión; 3 – impulsor; 4 – eje; 5 – cuerpo; 6 – válvula; 7 – válvula de retención; 8 – tubería de descarga.

Tipos de sellos de aceite n n I – sello de aceite con sello hidráulico: 1 – linterna; 2 – sello de aceite. II – glándula para ácidos: 1, 2 – cavidades anulares; 3, 4 – orificios de salida. III – sello de resorte: 1 – junta; 2 – primavera.

Bomba sin sello n 1 carcasa, 2 – cubierta, 3 – impulsor, 4 – manguito de la carcasa, 5 – manguito perfilado, 6 – manguito, 7 – disco izquierdo, 8 – pasador, 9 – disco derecho, 10 – tirante, 11 – resorte , 12 – eje, 13, 14 – anillos.

Montajú. Arroz. III-8. Montaje: 1 – tubo de llenado; 2, 3, 4, 5, 8 – grifos; 6 – manómetro; 7 – tubos para prensar

Bombas de chorro. Bomba de vapor. Arroz. III-22. Bomba de vapor. 1 – conexión de vapor; 2 – boquilla de vapor; 3 – boquilla mezcladora; 4 - cámara de succión; 5 – racor de aspiración; 6 - difusor; 7 – accesorio de descarga; 8 – racor de condensación; 9, 10 - válvulas de retención.

Bomba de chorro de agua. III-22 Fig. III-22. Bomba de chorro de agua. 1 – boquilla; 2 – agujero; 3 – tubería de succión; 4 1 – boquilla; 2 – agujero; 3 – tubería de conexión de succión; 4 - racor III-23

Diagrama de elevación de aire Fig. III-24. Diagrama de elevación de aire: 1, 2 – tuberías; 3 – batidora; 4 - separador Fig. III-24

Elevadores aéreos (puentes aéreos) y sifones Fig. III-25. Sistemas de elevación de aire 1 – tubería de aire; 2 – tubo de alimentación de la mezcla; 3 – batidora. Arroz. III- 26. Sifones. 1 – depósito; 2 – tubo de sifón; 3, 4, 5 – grifos, 6 – canal de inspección

Movimiento y compresión de gases (máquinas compresoras) n n n n 1. Información general 2. Compresores de pistón 3. Compresores rotativos y sopladores de gas 4. Máquinas centrífugas 5. Ventiladores y compresores axiales 6. Compresores de tornillo 7. Bombas de vacío 8. Comparación y aplicaciones de compresor maquinas varios tipos

MOVIMIENTO Y COMPRESIÓN DE GASES (MÁQUINAS COMPRESORAS) n n n n Información general Las máquinas diseñadas para mover y comprimir gases se denominan máquinas compresoras. Dependiendo del grado de compresión, se distinguen los siguientes tipos de máquinas compresoras: ventiladores (3, 0), para crear altas presiones; Bombas de vacío: para aspiración de gases a presión inferior a la atmosférica.

Compresores de pistón n Compresor de simple efecto horizontal de una etapa Fig. IV-1. Esquemas de compresores de pistón de una etapa: a – monocilíndrico, de simple efecto; b – monocilíndrico, de doble efecto; c – acción simple de dos cilindros. 1 = cilindro; 2 – pistón; 3 – válvula de succión; 4 – válvula de descarga; 5 – biela; 6 – manivela; 7 – volante; 8 – control deslizante (cruceta)

Compresión multietapa. Arroz. IV-2. Esquemas de compresores de pistón multietapa. a, b, c – con etapas de compresión en cilindros separados (a – diseño simultáneo; b – diseño de dos hileras; c – con disposición de cilindros en forma de V); d – con pistón diferencial: 1 – cilindro; 2 – pistón; 3 – válvula de succión; 4 – válvula de descarga; 5 – biela; 6 – control deslizante (cruceta); 7 – manivela; 8 – volante; 9 – frigorífico intermedio.

Sopladores turbo de gas. Arroz. IV-8. Esquema de un soplador turbogas de múltiples etapas. 1 – cuerpo; 2 – impulsor; 3 – paleta guía; 4 – válvula de retención. Arroz. IV-9. Diagrama de entropía de la compresión de gas en un turboventilador de gas.

Separación de sistemas heterogéneos V. Separación de sistemas heterogéneos 1. Sistemas heterogéneos y métodos para su separación 2. Separación sistemas líquidos 2. Balance de materiales del proceso de separación A. Asentamiento 3. Tasa de sedimentación restringida (sedimentación) 4. Tanques de sedimentación B. Filtración 5. Información general 6. Particiones de filtro 7. Diseño de filtro

Tanque de sedimentación continuo Fig. IV-3. Tanque de sedimentación continua con mezclador de rastrillo 1 – carcasa; 2 – ranura anular; 3 - agitador; 4 – palas con paletas; 5 – tubo para suministrar la suspensión inicial; 6 – racor para extraer líquido clarificado; 7 – dispositivo de descarga de sedimentos (lodos); 8 – motor eléctrico.

Arroz. V-6. Decantador continuo con estantes cónicos; 1 – accesorio para alimentar la suspensión separada; 2 – estantes cónicos; 3 – racor para drenaje de lodos; 4 – canales para drenar el líquido clarificado; 5 – racor para extraer líquido clarificado

Arroz. V-7. Tanque de sedimentación continuo para separar suspensiones. 1 – accesorio para suministro de emulsiones; 2 – tabique perforado; 3 – tubería para la eliminación de la fase ligera; 4 – tubería para la eliminación de la fase pesada; 5 dispositivo para romper el sifón.

B. FILTRADO Fig. V-8. Diagrama del proceso de filtración. 1 – filtro; 2 – partición de filtro; 3 suspensión; 5 sedimento

Disposición del filtro Fig. V-10. Nutsch opera bajo presión hasta 3 atm. 1 – cuerpo; 2 – turbina; 3 - funda extraíble; 4 – fondo del filtro; 5 – partición de filtro; 6 – tabique de soporte; 7 – malla protectora; 8 – partición anular; 9 – accesorio para suministrar suspensión; 10 – racor para suministro de aire comprimido; 11 – accesorio para eliminar el filtrado; 12 – válvula de seguridad

Filtros de tambor. Arroz. V-13. Esquema de funcionamiento de un filtro de vacío de tambor con superficie de filtración externa. 1 – tambor; 2 – tubo de conexión; 3 – aparamenta; 4 – depósito para suspensión; 5 – batidora oscilante; 6, 8 - cavidades del dispositivo de distribución; 7 – dispositivo de pulverización; 9 – cinta sin fin; 10 – rodillo guía; 11, 13 – cavidades del dispositivo de distribución que comunican con una fuente de aire comprimido; 12 – cuchillo para quitar sedimentos.

B. Centrifugación D. Separación de sistemas de gases (purificación de gases) VI. Mezclado en medios líquidos B. Centrifugación 1. Principios básicos 2. Diseño de centrífugas D. Separación de sistemas de gases (purificación de gases) 1. Información general 2. Purificación de gases por gravedad 3. Purificación de gases bajo la acción de fuerzas inerciales y centrífugas 4 . Depuración de gases por filtración 5. Depuración de gases húmedos 6. Depuración de gases eléctricos VI. Mezclado en medios líquidos 1. Información general 2. Mezclado mecánico 3. Dispositivos de mezclado mecánico

Diseño de centrífugas n Centrífugas de tres columnas. Arroz. V-14. Centrífuga de tres columnas. 1 – rotor perforado; 2 – cono de soporte; 3 – retraso; 4 – parte inferior del marco; 5 carcasa fija; 6 – tapa de la carcasa; 7 – cama; 8 – tracción; 9 – columna; 10 – freno de mano.

Centrífugas colgantes. Arroz. V-15. Centrífuga suspendida. 1 - tubería para suministro de suspensión; 2 – rotor con paredes macizas; 3 – eje; 4 – carcasa fija; , 5 accesorios para eliminar líquido; 6 – tapa cónica; 7 – nervaduras de conexión

Centrífugas horizontales con dispositivo de cuchilla para eliminar sedimentos. Arroz. V-16. Centrífuga horizontal con dispositivo de cuchilla para eliminar sedimentos. 1 – rotor perforado; 2 – tubo para suministro de suspensión; 3 – carcasa; 4 – accesorio para quitar el centrado; 5 – cuchillo; 6 – cilindro hidráulico para levantar la cuchilla; 7 tolva inclinada; 8 – canal para eliminar sedimentos

Centrífugas con pistón pulsante para descarga de sedimentos. Arroz. V-17. Centrífuga con pistón pulsante para descarga de sedimentos. 1 – tubo para el suministro de suspensión; 2 embudos cónicos; 3 – rotor perforado; 4 – tamiz ranurado de metal; 5 – pistón; 6 – accesorio para quitar el centrado; 7 – canal para eliminación de sedimentos; 8 – varilla; 9 – eje hueco; 10 – disco moviéndose hacia adelante y hacia atrás

Centrífugas con dispositivo de tornillo para descarga de sedimentos. Arroz. V-18. Centrifugadora con dispositivo de tornillo para descarga de sedimentos. 1 – tubo exterior; 2, 4 – orificio para el paso de la suspensión; 3 – tubo interior; 5 – rotor cónico de paredes macizas; 6 – base cilíndrica del sinfín; 7 – barrena; 8 – carcasa; 9 – pasadores huecos; 10 – orificios para el paso de sedimentos; 11 – cámara para sedimentos; 12 – agujero para el paso del centrado; 13 – cámara para centrar.

Centrífugas con descarga de sedimentos inercial. Arroz. V-19. Centrífuga con descarga de sedimentos inercial. 1 – embudo para la suspensión; 2 – rotor; 3 – canal para eliminar la fase líquida; 4 – canal para eliminación de fase sólida; 6 – barrena.

Separadores de líquidos. Arroz. V-20. Separador de líquidos tipo disco. 1 – tubo para suministro de emulsión; 2 – platos; 3 – orificio para drenar el líquido más pesado; 4 – orificios para drenar el líquido del encendedor; 5 – costillas.

1. 2. 3. 4. 5. SEPARACIÓN DE SISTEMAS DE GAS (PURIFICACIÓN DE GAS) Se distinguen los siguientes métodos de purificación de gases: sedimentación bajo la influencia de la gravedad (purificación por gravedad); sedimentación bajo la influencia de fuerzas inerciales, en particular centrífugas; filtración; limpieza húmeda; deposición bajo la influencia de fuerzas electrostáticas (eléctricas

Depuración de gases por gravedad. Cámaras de decantación de polvo. Arroz. V-21. Cámara de sedimentación de polvo. 1 – cámara; 2 – tabiques horizontales (estantes); 3 tabiques reflectantes; 4 – puertas.

Purificación de gases bajo la influencia de fuerzas inerciales y centrífugas. Arroz. V-22. Colector de polvo de lamas inerciales. 1 – colector de polvo primario con rejillas; 2 – ciclón; 3 – tuberías para gas purificado; 5 – tubo de extracción de polvo.

Fig. Ciclón. V-23. Ciclón diseñado por NIIOgaz. 1 – cuerpo; 2 – fondo cónico; 3 – tapa: 4 – tubo de entrada; 5 – colector de polvo; 6 - tubo de escape.

Batería ciclón V-24. V-25. Arroz. V-26. Elemento de un ciclón de batería de flujo directo. 1 – dispositivo de torsión; 2 tubos de entrada; 3 – espacio de ranura anular; 4 – tubo de escape.

Depuración de gases mediante filtración Según el tipo de tabique filtrante, se distinguen los siguientes filtros de gas: a) con tabiques porosos flexibles fabricados con fibras naturales, sintéticas y minerales (materiales textiles), materiales fibrosos no tejidos (fieltro, cartón, etc. ), materiales laminados porosos (caucho esponjoso, espuma de poliuretano, etc.), tejidos metálicos; b) con tabiques porosos semirrígidos (capas de fibras, virutas, mallas); c) con tabiques porosos rígidos fabricados con materiales granulares (cerámicas porosas, plásticos, polvos metálicos sinterizados o prensados, etc.); d) con capas granulares de coque, grava, arena de cuarzo, etc.

Filtros con tabiques porosos flexibles. Arroz. V-27. Filtro de mangas con agitación mecánica y retrolavado del tejido. I-IV – secciones de filtro; 1, 9 – aficionados; 2 – conducto de entrada de gas; 3 – cámara; 4 – mangas; 5 – red de distribución; 6, 8 – válvulas de mariposa; 7 – tubo de escape; 10 – mecanismo de sacudida; 11 – marco; 12 – barrena; 13 – compuerta.

Filtros con tabiques porosos rígidos Filtro cerámico-metal Fig. V-28. Filtro metal-cerámico. 1 – cuerpo; 2 – casquillos metálicos; 3 – rejilla; 4 - racor de entrada; 5 – racor de salida; 6 – colector de aire comprimido; 7 – búnker.

Filtros con capas granulares. Arroz. V-29. Filtro continuo con una capa móvil de material filtrante granular. 1 – cuerpo; 2 – partición de filtro; 3 – material filtrante; 4 accesorios de entrada; 5 – racor de salida; 6 – puertas; 7 – comederos.

V-34

MEZCLA EN MEDIOS LÍQUIDOS Métodos de mezcla. Independientemente del medio que se mezcle con un líquido (gas, líquido o sustancia granular sólida), existen dos métodos principales de mezcla en medios líquidos: mecánico (utilizando mezcladores de varios diseños) y neumático (aire comprimido o gas inerte). Además, se utiliza la mezcla en tuberías y la mezcla con boquillas y bombas.

Clasificación de procesos y aparatos básicos de tecnología química.

Dependiente de patrones Al caracterizar el flujo, los procesos de tecnología química se dividen en cinco grupos principales.

1. Procesos mecánicos , cuya velocidad está relacionada con las leyes de la física del estado sólido. Estos incluyen: molienda, clasificación, dosificación y mezcla de materiales sólidos a granel.

2. Procesos hidromecánicos , cuyo caudal está determinado por las leyes de la hidromecánica. Estos incluyen: compresión y movimiento de gases, movimiento de líquidos, materiales sólidos, sedimentación, filtración, mezcla en fase líquida, fluidización, etc.

3. Procesos térmicos , cuyo caudal está determinado por las leyes de la transferencia de calor. Estos incluyen los siguientes procesos: calentamiento, evaporación, enfriamiento (natural y artificial), condensación y ebullición.

4. Procesos de transferencia (difusión) de masa. , cuya intensidad está determinada por la velocidad de transición de una sustancia de una fase a otra, es decir, Leyes de transferencia de masa. Los procesos de difusión incluyen: absorción, rectificación, extracción, cristalización, adsorción, secado, etc.

5. Procesos químicos asociado con la transformación de sustancias y cambios en sus propiedades químicas. La velocidad de estos procesos está determinada por las leyes de la cinética química.

De acuerdo con la división de procesos enumerada, los aparatos químicos se clasifican de la siguiente manera:

– máquinas rectificadoras y clasificadoras;

– dispositivos hidromecánicos, térmicos y de transferencia de masa;

– equipos para realizar transformaciones químicas – reactores.

Por estructura organizativa y técnica Los procesos se dividen en periódicos y continuos.

EN proceso periódico las etapas individuales (operaciones) se llevan a cabo en un lugar (dispositivo, máquina), pero en diferentes momentos (Fig. 1.1). EN proceso continuo (Fig. 1.2) las etapas individuales se llevan a cabo simultáneamente, pero en diferentes lugares(dispositivos o máquinas).

Los procesos continuos tienen importantes ventajas sobre los procesos periódicos, entre ellas la posibilidad de especializar equipos para cada etapa, mejorar la calidad del producto, estabilizar el proceso en el tiempo, facilidad de regulación, capacidades de automatización, etc.

Al realizar procesos en cualquiera de los dispositivos enumerados, los parámetros de los materiales procesados ​​cambian. Los parámetros que caracterizan el proceso son presión, temperatura, concentración, densidad, caudal, entalpía, etc.

Dependiendo de la naturaleza del movimiento de los flujos y los cambios en los parámetros de las sustancias que ingresan al dispositivo, todos los dispositivos se pueden dividir en tres grupos: dispositivos ideal (lleno )mezclando , dispositivos ideal (lleno )represión y dispositivos tipo intermedio .

Lo más conveniente es demostrar las características de los flujos de varias estructuras utilizando el ejemplo de intercambiadores de calor continuos de varios diseños. La figura 1.3a muestra un diagrama de un intercambiador de calor que funciona según el principio de desplazamiento ideal. Se supone que en este aparato hay un flujo de "pistón" sin mezclar. La temperatura de uno de los refrigerantes cambia a lo largo del aparato desde la temperatura inicial hasta la temperatura final como resultado del hecho de que los volúmenes posteriores de líquido que fluyen a través del aparato no se mezclan con los anteriores, desplazándolos por completo. La temperatura del segundo refrigerante se supone constante (vapor de condensación).

en el dispositivo mezcla perfecta Los volúmenes de líquido posteriores y anteriores se mezclan idealmente, la temperatura del líquido en el aparato es constante e igual a la temperatura final (Fig. 1.3, b).

En dispositivos reales no se pueden garantizar ni las condiciones ideales de mezcla ni de desplazamiento ideales. En la práctica, sólo se puede lograr una aproximación bastante cercana a estos circuitos, por lo que los dispositivos reales son dispositivos de tipo intermedio (Figura 1.3, c).

Arroz. 1.1. Aparato para realizar un proceso periódico:

1 – materias primas; 2 – producto terminado; 3 – vapor; 4 – condensado; 5 – agua de refrigeración;

Arroz. 1.2. Aparato para realizar un proceso continuo:

1– intercambiador de calor-calentador; 2 – aparato con agitador; 3 – intercambiador de calor-refrigerador; I – materias primas; II – producto terminado; III – vapor; IV – condensado;
V – agua de refrigeración

Arroz. 1.3. Cambios de temperatura al calentar un líquido en dispositivos de varios tipos: a – desplazamiento completo; b – mezcla completa; c – tipo intermedio

La fuerza impulsora del proceso de calentamiento de líquido considerado para cualquier elemento del aparato es la diferencia. entre las temperaturas del vapor de calentamiento y el líquido calentado.

La diferencia en el curso de los procesos en cada tipo de aparato se vuelve especialmente clara si consideramos cómo cambia la fuerza impulsora del proceso en cada tipo de aparato. De la comparación de los gráficos se deduce que la fuerza motriz máxima se produce en los dispositivos de desplazamiento completo, la mínima en los dispositivos de mezcla completa.

Cabe señalar que la fuerza impulsora de los procesos en un aparato mezclador ideal que funciona continuamente se puede aumentar significativamente dividiendo el volumen de trabajo del aparato en varias secciones.

Si el volumen de un aparato mezclador ideal se divide en n aparatos y el proceso se lleva a cabo en ellos, entonces la fuerza impulsora aumentará (figura 1.4).

Con un aumento en el número de secciones en los aparatos mezcladores ideales, el valor de la fuerza impulsora se acerca a su valor en los aparatos de desplazamiento ideales, y con una gran cantidad de secciones (alrededor de 8 a 12), las fuerzas impulsoras en los aparatos de ambos tipos se vuelven aproximadamente lo mismo.

Arroz. 1.4. Cambiar la fuerza impulsora del proceso durante la partición