26. Физические процессы

На любой стадии производства физические процессы могут выполнять основную или вспомогательную функцию. Все многообразие физических процессов, использующихся в технологии, можно разделить на группы:

1. механические

2. гидромеханические

3. тепловые

4. массообменные.

В основу данной классификации положены законы, описывающие протекание этих процессов.

Механические– процессы могут быть описаны законами механики твердых тел. К ним относятся :

1. перемещение твердых тел (может осуществляться в вагонетках или по транспортерам);

2. изменение размеров твердых тел (дробление – крупное, среднее, мелкое; измельчение – тонкое и сверхтонкое);

3. сортировка (классификация частиц по размерам: ситовая (грохочение); гидравлическая);

4. смешивание ( процесс образования однородных систем сыпучих материалов);

5. дозирование (проводят по объему и массе).

Гидромеханическиепроцессы описываются законами гидромеханики, т.е. науки о движении жидкостей и газов. К ним относятся:

1. перемещение жидкостей и газов;

2. разделение неоднородных систем (суспензия, эмульсия, пена, аэрозоль, пыль и дым);

3. разделение жидких систем(отстаивание, фильтрование, центрифугирование, мембранное разделение);

4. разделение неоднородных газовых систем.

Таким образом, гидромеханический процесс характеризуется разделением веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях под действием сил тяжести, разности давлений, центробежных сил или за счет различной проницаемости фильтрующих перегородок.

Тепловые процессы подчиняются законам теплопередачи, т.е. науки о распределении тепла в различных средах. К тепловым процессам относятся процессы, скорость которых определяется скоростью переноса энергии в виде теплоты. По механизму переноса энергии различают три способа распространения теплоты:

1. теплопроводность– перенос энергии микрочастицами (молекулами, ионами, электронами) за счет их колебаний при тесном соприкосновении;

2. конвекция – процесс переноса теплоты вследствие движения и перемешивания микроскопических частей газа или жидкостей;

3. тепловое излучение– процесс переноса теплоты в результате распространения электромагнитных колебаний в сплошных средах (инфракрасное излучение).

Среда, передающая тепло, называется теплоносителем, а среда с более низкой температурой, отводящая тепло – хладоносителем.

Массообменные процессы характеризуются переходом вещества (массы) из одной фазы в другую путем диффузии. Движущей силой этих процессов является разность концентраций какого-либо компонента в этих средах. Основными видами массообменных процессов являются:

1. абсорбция– процесс поглощения газов или паров жидкими поглотителями (абсорбентами);

2. перегонка и ректификация – разделение смесей, компоненты которых имеют различные температуры кипения путем нагрева смеси, перевода в пар компонента, кипящего при более низкой температуре, отвода его к последующей конденсации;

3. адсорбция – поглощение газа (жидкости) или компонентов газовой (жидкой) смеси твердым поглотителем – адсорбентом;

4. сушка– процесс удаления влаги из различных (твердых, вязкопластичных, газообразных) материалов;

5. экстракция – процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов).