- •1 Технологический процесс и краткая характеристика его основных стадий (переделов).
- •3 Классификация основных процессов в технологии производства строительных материалов и изделий.
- •6 Классификация процессов в зависимости от изменения параметров (скорости, давления, концентрации и др.) процесса во времени.
- •7 Материальный баланс и его назначение.
- •8 Тепловой баланс и его назначение.
- •9 Интенсивность процессов и аппаратов, определение необходимой рабочей поверхности или рабочего объема непрерывно действующего аппарата.
- •10 Определение рабочего объема периодически действующего аппарата.
- •11 Кинетические закономерности процессов.
- •12 Основы системного анализа и понятие модели; схема управляемой модели.
- •13 Классификация моделей по в.А.Вознесенскому.
- •14 Подобные явления. Константы и инварианты подобия, индикаторы подобия, симплексы (параметрические критерии), критерии подобия (определяющие и неопределяющие).
- •15 Теоремы подобия. Критериальные уравнения.
- •16 Силовые воздействия при измельчении материалов в машинах
- •17 Виды процесса измельчения материалов в зависимости от конечной крупности
- •18 Характеристики исходного и готового продукта: категории прочности и хрупкости горных пород.
- •19 Степень дробления
- •20 Основные энергетические гипотезы дробления.
- •21 Схемы циклов измельчения.
- •22 Кинетика измельчения и размолоспособность.
- •23 Строение строительных материалов.
- •24 Микро- и макроструктура строительного материала.
- •25 Фазовый состав неорганического материала.
- •26 Кристаллические и аморфные тела, виды химической связи.
- •27 Твердость и прочность, как два различных фактора, характеризующих механические свойства материалов.
- •28 Дефекты реальных композиционных материалов: дефекты в кристаллах (точечные, одномерные и двумерные).
- •29 Теория Гриффитса разрушения твердых тел.
- •30 Теоретическая прочность твердых тел (формула Орована-Келли); критическое напряжение по Гриффитсу.
- •31 Эффект адсорбционного понижения прочностиП.А.Ребиндера.
- •32 Особенности порошков тонкого помола.
- •33 Грохочение. Основные схемы рассева, их достоинства и недостатки.
- •3. Комбинированная схема
- •34 Определение оптимальных скоростей грохотов.
- •35 Характеристики крупности материалов (частные, суммарные и кривые распределения).
- •36 Способы расчета среднего диаметра фракции.
- •37 Виды грохочения, схемы механических грохотов.
- •38 Оценка процесса грохочения (производительность и эффективность грохочения).
- •39 Гранулометрический состав материалов. Непрерывные и прерывистые укладки. Оптимальное соотношение фракций при непрерывной укладке (формула Андерсена).
- •40 Эффективность аппарата и интенсивность его действий.
- •41 Количественная оценка качества перемешивания.
- •42 Классификация смесительных машин.
- •43 Принципиальные схемы устройств для смешивания порошковых материалов.
- •44 Качественные выводы на основе накопленного опыта по смешиванию материалов.
- •45 Коагуляционно-тиксотропные и конденсационно-кристаллизационные структуры.
- •46 Вибрирование. Параметры вибрации и их совокупности, определяющие качество уплотнения. Схемы виброплощадок.
- •47 Разновидности вибрационных методов формования.
- •49 Формование с прессованием бетонной смеси. Разновидности формования с прессованием (полусухое прессование и пластическое формование).
- •50 Общие положения. Вязкость жидкостей динамическая и кинематическая.
- •51 Гидродинамика. Основные определения (живое сечение потока, объемный и массовый расходы и массовая скорость жидкости).
- •52 Безнапорные и напорные потоки. Гидравлический радиус, гидравлический (эквивалентный) диаметр (случаи использования, пример для кольцевого сечения).
- •53 Ламинарный режим обтекания твердого тела жидкостью. Решение (закон)Стокса для силы давления потока.
- •54 Турбулентный режим обтекания твердого тела жидкостью. Формула Ньютона для определения полного сопротивления.
- •55 Осаждение частиц под действием силы тяжести. Скорость витания частицы.
- •56 Движение жидкости через неподвижные и подвижные зернистые и пористые слои.
- •57 Определение сопротивления слоя (потери давления).
- •58 Гидродинамика кипящего (псевдоожиженного)слоя. Скорость и число псевдоожижения. Поршневое псевдоожижение, фонтанирование. Сопротивление кипящего слоя.
- •59 Пленочное течение жидкости. Линейная плотность орошения. Принцип работы центробежного скруббера.
- •60 Барботаж. Случаи использования барботажа в промышленности строительных материалов. Пузырьковый и струйный виды работы аппарата. Определение давления и расхода воздуха.
- •61 Пневмотранспорт. Принципиальная схема пневмотранспорта цемента на заводахЖби.
- •62 Гидротранспорт. Порционный и непрерывный способы подачи бетонной смеси.
- •63 Гидравлическая классификация и воздушная сепарация. Назначение.
- •64 Принципиальные схемы вертикальных и гидромеханических (спиральных) классификаторов.
- •65 Принцип работы проходного, циркуляционного сепараторов и циклона.
- •66 Течение неньютоновских жидкостей. Их классификация.
- •67 Характеристики бингамовских, псевдопластичных и дилатантных жидкостей.
- •68 Характеристики тиксотропных, реопектических имаксвелловских жидкостей.
- •69 Механические модели бингамовской и максвелловской жидкостей.(паливо)
- •70 Основы теплопередачи. Теплопроводность, конвекция, тепловое излучение.
- •Конвекция – процесс распространения теплоты перемещением частиц. Плотность теплового потока, передаваемого конвекцией, описывается уравнением Ньютона-Рихмана
- •71 Сложный теплообмен.
- •72 Совместный перенос тепла конвекцией и излучением.
- •73 Теплообмен при фазовых переходах.
- •74 Внешний и внутренний теплообмен.
- •75 Движущая сила тепловых процессов.
- •76 Теплообменные аппараты
- •77 Классификация теплообменных аппаратов.
- •78 Интенсификация тепловых процессов.
- •79 Равновесие при массопередаче. Движущая сила процесса.
- •80 Материальный баланс массопередачи и уравнение рабочей линии процесса.
- •81 К выводу уравнения линии рабочих концентраций.
- •82 Равновесие между фазами.
- •83 Материальный баланс процессов массообмена.
- •84 Влажное состояние материала, подвергаемого тепловой обработке. Виды влажных материалов.
- •85 Формы связи влаги с материалом: энергетическая классификация.
- •86 Способы удаления влаги и виды сушки.
- •87 Статика и кинетика сушки. Их назначение.
- •88 Статика сушки. Материальный и тепловой баланс сушки.
- •89 Кинетика сушки. Вид кривых влажности, температуры и скорости сушки, характеризующих процесс сушки на модели процесса для высоковлажного материала.
86 Способы удаления влаги и виды сушки.
Влага может быть удалена различными способами:
1) механический (прессование, отстаивание, фильтрование, центрифугирование) – удаляется влага, не имеющая прочной связи с материалом;
2) физико-химический (поглощение гигроскопическими материалами (H2SO4, NaCl)) – удаление дорогое и сложное;
3) тепловое (испарение, выпаривание, конденсация) – используется при необходимости быстрого удаления влаги.
Процесс удаления влаги из материала с использованием тепловой энергии влаги и с отводом образующихся паров называется сушкой. Выделяют естественную и искусственную сушку.
Основным видом сушки является искусственная сушка. Процессы сушки и применяемые для них установки классифицируют по различным признакам. К наиболее существенным из них следует отнести способ подвода тепла, давления в рабочем пространстве, характер работы установки, направление движения материала и сушильного объекта, конструктивные признаки.
По способу подвода тепла различают сушку конвективную, контактную, радиационную, диэлектрическую (материал нагревается под действием электрического поля), сублимационную (при низких температурах и глубоком вакууме влага (в твёрдой фазе) испаряется без перехода в жидкое состояние).
По давлению в рабочем пространстве различают атмосферные сушилки (давление существенно не отличается от атмосферного) и вакуумные (давление значительно ниже атмосферного).
По характеру работы – непрерывного и периодического действия.
По направлению движения – прямоточные и противоточные сушилки.
По конструктивным особенностям сушилки бывают камерные, туннельные, шахтные, конвейерные.
Процесс перехода влаги, находящейся в твёрдом материале, из жидкой среды в газообразную может протекать лишь тогда, когда давление пара над поверхностью материала больше давления в окружающей среде.
87 Статика и кинетика сушки. Их назначение.
Различают две стороны сушки – статику и кинетику. Статика сушки устанавливает связь между начальными и конечными параметрами участвующих в сушке веществ (материала и сушильного объекта) на основе уравнений материального и теплового баланса. Из статики определяется расход сушильного объекта, состав материала, расход тепла.
Кинетика сушки устанавливает связь между изменением материала во времени и параметрами процесса (свойства и структура материала, его размеры). Уравнения кинетики сушки характеризуют процесс удаления влаги из материала во времени и используются для определения длительности и режима сушки.
Для расчёта процессов сушки и создания рациональных конструкций сушилок необходимо совместное рассмотрение статики и кинетики процесса.
88 Статика сушки. Материальный и тепловой баланс сушки.
m1, m2– количество влажного материала, поступающего в сушилку, и высушенного материала соответственно, кг/с
U1, U2 – влажность материала (U1 и U2 весовых долей соответственно)
W – количество испарённой влаги, кг/с
Материальный баланс по всему количеству материала: m1=m2+W, кг/с (1)
Баланс по абсолютно сухому веществу, количество которого не меняется в процессе сушки: mсух=m1·(1-U1)= m2·(1-U2) (2)
Из (1) и (2) определяют m2 и W.
Для теплового расчёта сушилки необходимо знать расход воздуха на сушку, который определяется из баланса влаги. Если на сушку расходуется L кг абсолютно сухого воздуха, причём влагосодержание влажного воздуха в сушилке на входе Х0 кг/кгсух.в., а сухого – Х2 кг/кгсух.в., то с воздухом поступает (L·X0) кг влаги, с отработанным воздухом – (L·X2) кг, из материала испаряется W кг влаги. Тогда баланс влаги в сушилке: L·X2=L·X0+W.
Расход воздуха составляет: L=W/(X2-X0)
Удельный расход воздуха (на 1 кг влаги): l=L/W=1/(X2-X0), кгсух.в/кгвл (3)
Из (3) видно, что l зависит только от разности влагосодержаний отработанного и свежего воздуха. Расход воздуха тем выше, чем выше его Х0, которое определяется температурой и относительной влажностью воздуха. Расход воздуха при других условиях выше.
Расход воздуха в летних условиях больше, чем в зимних, и устройства для перемещения воздуха (вентиляторы, газодувки) необходимо выбирать по расходу на самый тёплый месяц года. Значение t0 и φ0 зависят от условий района, где работает сушилка.
Тепловой баланс сушки
С, Св, С2,Ст – средние удельные теплоёмкости: сушильного агента (на 1 кг сухого); влаги, удалённой из материала; высушенного материала; транспортных устройств сушилки, Дж/(кг·0С).
t0, t2 – температура сушильного агента до и после сушилки, 0С
θ1, θ2 – температура материала на входе и выходе из сушилки, 0С
mт – масса транспортных устройств, кг
– температура транспортных устройств на входе и выходе из сушилки, 0С
– энтальпия водяного пара в свежем и отработанном виде, Дж/кг
Баланс тепла:
1) приход тепла: L·C·t0
2) с высушенным материалом: m2·C2·θ1
3) с влагой, испаряемой материалом: W·Св·θ1
4) физическое тепло транспортных устройств: mт·Cт·
5) подводимое тепло: Q=Qн+Qдоб, где Qн – тепло нагревания сушильного объекта (в воздухонагревателе или топке), Qдоб – дополнительное тепло в сушильной камере (от дополнительных воздухонагревателей)
Расход тепла:
1) в сушильном агенте: L·C·t2
2) с высушенным материалом: m2·C2·θ2
3) с влагой, испаряемой материалом: W·
4) физическое тепло транспортных устройств: mт·Cт·
5) потери тепла в окружающую среду: Qп
Уравнение теплового баланса:
L·C·t0+ m2·C2·θ1+ W·Св·θ1+ mт·Cт· + Q= L·C·t2+ m2·C2·θ2+ W· + mт·Cт· + Qп (4)
Решая (4) относительно полученного тепла, получим:
Q=L·C·(t2 -t0)+ m2·C2·(θ2 -θ1)+W· -Св·θ1)+mт·Cт·( +Qп (5)
Из (5) видно, что подводимое в сушку тепло расходуется следующим образом:
1) потери с уходящим сушильным агентом Qух
2) потери на испарение влаги Qисп
3) потери на нагревание высушенного материала Qмат
4) потери на нагревание транспортных устройств Qт
5) потери в окружающую среду Qп
(5) можно записать в виде:
Q=Qух+Qисп+Qмат+Qт+Qп (6)
Для сравнения работы различных сушилок удобно вести тепловые расчёты на 1 кг испарённой влаги, разделив все члены уравнения (5) на W и обозначив удельный расход тепла и сушильного агента соответствующими строчными буквами:
q=l·C·(t2 -t0)+ -Св·θ1)+qмат+qт+qп=qух+qт+qмат+qт+qп