- •1.Технологический процесс и краткая характеристика его основных стадий (переделов)
- •2.Последовательность основных переделов в промышленности строительных материалов
- •3.Классификация основных процессов в технологии производства строительных материалов и изделий
- •5.Классификация процессов по способу организации и направленности взаимодействующих потоков
- •6. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •6.1. Материальный баланс и его назначение.
- •6.2. Тепловой баланс и его назначение.
- •6.3. Интенсивность процессов и аппаратов.
- •6.4. Определение необходимой рабочей поверхности или рабочего объема непрерывно действующего аппарата.
- •6.5.Определение рабочего объема периодически действующего аппарата.
- •7. Определение условий равновесия системы: принцип Ле-Шателье и правило фаз Гиббса.
- •8.Изоморфность уравнений переноса гидродинамических, тепловых и массообменных процессов.
- •9. Основы теории подобия и моделирования систем процессов и аппаратов.
- •9.1. Основы системного анализа и понятия модели
- •9.2. Классификация моделей по в.А. Вознесенкому
- •9.4.Теоремы подобия
- •10.Механические процессы и аппараты, измельчение твёрдых материалов.
- •10.1.Силовые воздействия при измельчении материалов в машинах
- •10.2. Виды процесса измельчения материалов в зависимости от конечной крупности кусков материала.
- •10.3. Характеристики исходного и готового продукта: категории прочности и хрупкости горных пород.
- •10.4. Степень дробления
- •10.5. Основные энергетические гипотезы дробления.
- •10.6. Схемы циклов измельчения
- •11. Элементы физики твёрдого тела. Теоретическая и истинная прочность материала.
- •11.1. Дефекты реальных композиционных материалов: дефекты в кристаллах (одномерные и двумерные)
- •11.2. Теория Гриффитса разрушение твердых тел.
- •11.3. Теоретическая прочность твердых тел (формула Аравана). Критические напряжения по Гриффитсу.
- •12. Влияние среды на кинетику измельчения.
- •12.1. Эффект адсорбционного понижение прочности.
- •12.2. Кинетика измельчения и разломоспособность.
- •13. Классификация (сортировка) материалов
- •13.1. Грохочение: типы рассеивающих устройств и ситовой анализ
- •13.2. Основные схемы рассева, их достоинства и недостатки
- •3. Комбинированная схема
- •13.3. Виды грохочения, схемы механических грохотов
- •13.4.Оценка процессов грохочения (производительность и эффективность)
- •13.5.Гранулометрический состав материалов. Понятие о плотнейших упаковках.
- •14. Перемешивание материалов.
- •14.1. Эффективность аппарата и интенсивность его действия.
- •14.2. Количественная оценка качества перемешивания.
- •14.3. Классификация смесительных машин.
- •14.4. Принципиальные схемы устройств для смешивания материалов.
- •14.5.Качественные выводы на основе накопленного опыта по смешиванию материалов.
- •15. Формование изделий.
- •15.1. Коагуляционно-тиксотропные и конденсационно-кристаллизационные структуры.
- •15.2. Вибрирование. Параметры вибрации и их совокупности, определяющие качество уплотнения.
- •15.3. Разновидности вибрационных методов формования.
- •15.4. Невибрационные методы формования.
- •15.4.2. Формование с прессованием бетонной смеси. Разновидности формования с прессованием (полусухое прессование и пластическое формование).
- •16.4. Движение тел в жидкостях
- •16.5. Ламинарный режим обтекания твердого тела жидкостью. Решение (закон) Стокса для силы давления потока.
- •16.6.Турбулентный режим обтекания твердого тела жидкостью. Формула Ньютона для определения полного сопротивления.
- •16.7.Осаждение частиц под действием силы тяжести. Скорость витания частицы.
- •16.8.Движение жидкости через неподвижные и подвижные зернистые и пористые слои.
- •16.9.Определение сопротивления слоя (потери давления).
- •16.10. Гидродинамика кипящего (псевдоожиженного) слоя. Скорость и число псевдоожижения. Поршневое псевдоожижение, фонтанирование
- •16.11.Плёночное течение жидкости. Линейная плотность орошения. Принцип работы центробежного скруббера.
- •17.Барботаж. Случаи использования барботажа в промышленности строительных материалов. Пузырьковый и струйный виды работы аппарата. Принципиальная схема барботажного абсорбера.
- •17.1.Гидравлическая классификация и воздушная сепарация. Назначение.
- •17.2.Принципиальные схемы вертикального и спирального классификаторов.
- •17.3.Принцип работы проходного, циркуляционного сепараторов и циклона.
- •18.Тепловые процессы и аппараты.
- •18.1.Основные законы распространения теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением.
- •18.2.Сложный теплообмен: конвекцией теплопроводностью (на примере однослойной стенки).
- •18.3.Теплообмен при фазовых переходах: теплоотдача при конденсации паров. Внешний и внутренний теплообмен.
- •18.4.Движущая сила тепловых процессов. Характер изменения температур различных сред при прямоточном и противоточном движении вдоль поверхности теплообмена.
- •18.5.Теплообменные аппараты. Классификация по принципу действия, по назначению и по режиму работы. Принципиальные схемы.
- •19.Массообменные процессы: сушка
- •19.1.Способы удаления влаги и виды сушки. Классификация форм связи влаги с материалом. Статика и кинетика сушки
- •19.2.Материальный и тепловой баланс воздушной сушки
16.7.Осаждение частиц под действием силы тяжести. Скорость витания частицы.
В инженерной практике часто приходится иметь дело с движением 2-ухфазной жидкостью (жидкость + смесь твердых частиц). Законы движения таких жидкостей имеют поэтому большое значение. В промышленности СМ взвесенесущие потоки применяют при пневмотранспорте цемента, гидро транспорте бетонной смеси, сушке и обжиге сыпучих материалов во взвешенном состоянии и других технологических процессах.
Основные вопросы интересующие инженера: определение необходимой скорости транспортирования и потерь давления.
Особенности взвесенесущих потоков в значительной степени определяются характером обтекания твердых частиц потоком жидкости или газа.
Пусть в вертикальной трубе диаметром D движется частица в форме шара диаметром d, причем D>>d. Поток вязкой жидкости направлен снизу вверх, скорость потока V. На частицу действует сила F (давление потока) и сила тежести G=mg.
Схема сил, действующих на частицу, находящуюся в восходящем потоке:
В зависимости от соотношения этих сил частица может подниматься, опускаться или оставаться неподвижной. Условие равновесия будет наблюдаться в том случае, если F=G. Это случай, так называемого, витания частицы.
Вес частицы с учетом силвзвешивания(архимедовых сил) жидкой среды будет:
(1)
Приравняем силу давления потока и силу тяжести, получим уравнение равновесия: . (2)
Т.е. скорость восходящего потока при котором частица остается статически на одном уровне, находится во взвешенном состоянии:
. (3)
Очевидно, если скорость потока станет равная нулю «0», то частица будет осаждаться со скоростью равной скорости витания, следовательно скорость витания и свободного осаждения частицы равноценны. Т.е. уравнение (3) при известном «с», позволяет определить скорость витания или скорость свободного осаждения частицы, в зависимости от конкретных условий решаемой задачи. Недостаток этого уравнения заключается в неопределенности коэф-та "c", зависящего от Re, который в свою очередь определяются по скорости свободного осаждения или витания частицы. Только в ламинарной области (области действия законов Стокса) при Re<=2, где с= 24/Re.
Ур-е (3) принимает вид: .
За пределами законов Стокса, уравнение (3) обычно решается подбором или графически. При падении частицы в воздухе без заметной погрешности можно принять, что , - плотность воздуха. В этом случае формула (3) для скорости витания упрощается: . (4)
В реальных взвесенесущих потоках в формулы (3) и (4) необходимо вносить поправку, для учета влияния стенок труб и соседних частиц на скорость витания:
- коэффициент стеснения, зависящий от соотношения d/D и объемной концентрации частиц в потоке. Обычно за объемную концентрацию принимают отношение объема занятого дискретной фазой к общему объему 2-ухфазной системы.
, где - соответственно объемы дискретной, непрерывной фаз и общий объем.
Таким образом тело, находящееся в потоке жидкости, будет находиться в состоянии равновесия(будет витать), если скорость витания равна скорости движения жидкости Vвит=V. Тело будет двигаться по направлению движения жидкости, если Vвит<V(унос), осаждение – если Vвит>V.
В системе пневмотранспорта для надежного перемещения материалов скорость движения воздуха обычно в 1.5-2 раза превышают скорость витания.