Процеси і апарати у виробництві будівельних конструкцій виробів і матеріалів Лекція

1. Мета і завдання вивчення предмету „Процеси і апарати у виробництві будівельних конструкцій виробів і матеріалів”

Цей предмет вивчає застосування процесів і апаратів в технології будівельних матеріалів.

ПРОЦЕС (від лат. Processus – просування) – це сукупність послідовних дій для досягнення заданого результату, в даному випадку, в технології будівельних матеріалів;

АПАРАТ (від лат. Apparatus – устаткування) – прилад, технічний пристрій, пристосування.

головне питання сучасної технології будівельних матеріалів— є створення структури матеріалу з використанням певних механічних, термічних і інших дій для досягнення необхідних властивостей.

Мета цього курсу – викладення теоретичних основ і принципів окремих процесів, а також принцип дії і характеристики апаратів і машин, що використовуються в технології виробництва основних видів будівельних матеріалів.

Оволодіваючи знанням цього предмету майбутні фахівці зможуть вирішувати наступні основні задачі по розрахунку процесів і машин в технології будівельних матеріалів:

• визначення (на підставі законів термодинаміки, гідродинаміки і ін.) напряму перебігу процесу і умови граничного або рівноважного стану;

• встановлення витрати сировинних компонентів і кількості одержуваних матеріалів, виробів;

• встановлення кількості необхідної енергії, затрачуваної на здійснення певного процесу;

• визначення швидкості процесу, оптимальних режимів роботи;

• визначення робочих об'ємів, поверхонь і інших параметрів апаратів.

1.1. Класифікація основних окремих (одиночних) процесів у виробництві і застосуванні будівельних матеріалів

В технології виробництва будівельних матеріалів є загальні технологічні процеси:

а) подрібнення (дроблення, помол початкової сировини);

б) сортування, класифікація;

в) змішування, гомогенізація;

г) формування, ущільнення;

д) теплова і термічна обробка.

Залежно від основних законів і закономірностей, характеризуючих швидкість протікання процесів, їх ділять на групи:

механічні процеси при виробництві будівельних матеріалів застосовуються найбільш широко: подрібнення, класифікація (розділення сипучих матеріалів), змішування компонентів, формування і ущільнення, регулювання і забезпечення механічних властивостей і їх оцінка;

гідромеханічні процеси при транспорті газоподібного або рідкого середовища, порошкоподібних матеріалів, русі частинок в сушилах «киплячого шару», формуванні виробів, при осіданні завислих частинок в рідині або повітряному середовищі та ін. Швидкість і основні закономірності гідромеханічних процесів визначаються законами гідродинаміки;

теплові процеси при термічній обробці ряду матеріалів. До них відносяться нагрівання, охолодження. Швидкість і закономірності теплових процесів визначаються законами теплопередачі;

масообмінні (дифузійні) процеси при зниженні початкової вологості (сушці), розділенні складних сировинних матеріалів, а також формуванні структури, пов'язаної з дифузією і абсорбцією складових компонентів. Швидкість і закономірності масообмінних процесів визначаються законами масообміну;

Залежно від організаційно-технологічної структури виробництва виділяють наступні технологічні процеси: основні, допоміжні і обслуговуючі. У свою чергу, технологічний процес розділяється на стадійні (по окремих переділах) – приготування суміші, формування, інтенсифікація твердіння і т.д. Стадійний технологічний процес складається з одного або декількох елементарних процесів.

Крім того процеси діляться на періодичні і безперервні.

Періодичні процеси і апарати, в яких вони здійснюються, працюють в циклічному режимі. Цикл починається із заповнення апарату висхідними матеріалами і після їх обробки, достатньої для закінчення даного процесу, закінчується вивантаженням, що і є закінченням циклу. Після розвантаження цикл (процес) повторюється, але вже з іншими висхідними матеріалами.

Для періодичного процесу характерно те, що всі його стадії протікають в одному місці (камері, апараті), але в різний час.

Безперервні процеси здійснюються в проточних апаратах (установках) з безперервним завантаженням висхідних матеріалів і безперервним вивантаженням продуктів, що пройшли переробку. Отже, для безперервного процесу характерно те, що всі його стадії також протікають одночасно, але в різних частинах апарату.