Принцип составления материального и энергетического балансов.

Под технологическим балансом подразумевают результаты расчетов, отражающих количество введенных и полученных в производственном процессе материалов и энергии. В основе составления материального и энергетического балансов лежат законы сохранения материи и энергии. В каждом материальном балансе количество введенных в производственный процесс материалов должно равняться количеству полученных основных и промежуточных продуктов и отходов производства. Точно так же должны быть равны кол-ва введенной тепловой или электрич. энергии и кол-ва выведенной с продуктом и отходами энергии. Матер. и энерг. балансы имеют большое значение для анализа и эффект. осуществления произв. процесса. С их помощью устанавливают фактич. выход прод-ции, коэф-ты полезного использ-я энергии, расходы и потери сырья, т.п.

Матер. баланс явл. количественным выражением закона сохр-я массы и применительно к отдельным стадиям произв. процесса означает, что масса в-в, поступивших на технологич. операцию (приход), равна массе полученых в-в (расходу). Матер. баланс составляется по уравнению суммарной хим. реакции с учетом параллельных и побочных реакций.

Побоч. р-ции часто явл-ся следствием присутствия примесей в исходном сырье. Поэтому в балансах приходится сопоставлять массу осн. компонентов и примесей с массой отходов произ-ва, осн. и побочных продуктов.

Определение массы в-ва производится отдельно для твердой, жидкой и газообразной фаз по выражения:

Мт+Мж+Мг=Мт’+Mж ‘+Mг ‘, где Мт, Мж, Мг- массы твердых, жидких и газообр. материалов, поступивших на обработку (приход); Мт `,M ж`, Mг `- массы продуктоа получившихся в результате хим. обработки (расход).

Уравнение матер. баланса сост-ся в пересчет на единицу готовой продукции, массы сырья или ед-цу времени. Для составления м.баланса необходимо знать хим. состав, некоторые физич. и физ-хим. св-ва хим. сырья, отходов, основных и побочных продуктов.

Тепловой (энергет.) баланс- количественное выражение закона сохранения энергии. Равенство прихода и расхода теплоты выржается ур-ем общего вида: Qф+Qэ+Qв=Q`ф+Q`п,

где Qф-физич. теплота; Qэ-теплота экзотермич. и физ. переходов, Qв-теплота извне. Тепл. баланс сост-ся на основе матер. баланса, рассчитывается (в кДж) и оформляется в виде таблицы

 

Производство бетона и железобетона.

Бетон - искус-ый камен-й мат-л, получ-й в рез-те затвердевания перемешанной и уплотненной бетонной смеси, состоящей из вяжущего в-ва, воды и заполнителей. Облад-т высокой прочностью при сжатии и знач-но меньшей при растяжении. Чтобы повысить прочность вводят стальную арматуру (железобетон).

Получают на основе вяжущего, воды и заполнителя. Выбор вяжущего опред-ся условиями эксплуа-и бет-й конст-и, назначением, прочность бетона, видом бет-й конст-и. Чаще всего исп-т портланд-цемент, марку кот. выбирают в зав-ти от требуемой прочности бетона, обычно она выше требуемой прочности бетона в 1,7-2 раза. В кач-ве заполнителя исп-ся песок, гравий, щебень. Обяз-ное использ-е опред-го кол-ва мелкого заполнителя (песка), среднего (гравия) и крупного (щебня).Если исп-ть только мелкий заполнитель, то большой расход вяжущего (при изго-т бет-й смеси и ее трердении треб-ся обяз-ное связывание заполнителя вяжущим, а на большое кол-во мелк. напол-ля- большое кол-во вяжущего)

Требования к качеству: Прочность заполнителя должна быть в 1,5-2 раза выше марки бетона. Сод-е глинистых примесей не более 1% от массы в гравии, 1-3%-в песке и щебне. Для пригот-я бет-й смеси исп-ся вода природная, не сод-я солей, кислот, орг. примесей. Нельзя исп-ть болотную и сточную воду, сод-е солей- не выше 5000мг/л воды.

Получение:

1)приготовление бет-й смеси

2)подготовка форм

3)укладка араматуры в форму

4)укладка бетонной смеси

5)твердение бетон

6)распалубка форм

I. Включ-т подготовку исход-х мат-в, дозирование и перемешив-е. Отдозированные на замес составляющие поступают в бетономешалки, где тщательно перем-ся. Важн. св-м бет-й смеси явл-ся удобоукладываемость или формуемость (способность смеси растекаться и принимать заданную форму, сохраняя однородность). Пригот-я смесь поступает на формовку II, кот. складывается из:1)подготовки форм на соответствие размерам; 2)очистку от остатков бетона; 3)смазку форм с целью уменьшения величины сцепления бетона с формой.

III. В очищенную и смазанную форму уклад-ся арматура. Подготовленная так. образом форма с арматурой передается на начало технол-й схемы. IV. Укладка выпол-ся с помощью бетонораздатчиков. Для равномерного распределения бет-й смеси в форме производят ее уплотнение

V. Может осущ-ся в обычныз усл-х (прод-ть твердения 28 суток) и в условиях тепловлажной обработки (пропаривание в камерах при темп. до 250С и давлении водяных паров 12 МПа)

После тепловлаж-й обр-ки железобет-е изделие приобретает 50-80% проектной прочности и направл-ся на след. Стадию-распалубку (извлеченное из форм изделие передается на отделку, а форма-на стадию подготовки).

Формов-е ж/бет-х изд-й: стендовым способом (изд-я форм-ся и твердеют в стационарном положении на стенде или установке без перемещения. Тепловлажностную обработку производят непосредственно на стенде. Требует больших производс-х площадей, усложняет автоматизацию процесса, но этим способом целесообразно изгот-ть крупногабаритные конструкции); поточно-агрегатным (формы с изделиями последовательно перемещаются по отдельным технологич-м постам с помощью кран-балок и др. транспорт-х ср-в и проходит все технолог-е операции. Тепловлажностная обработка осущ-ся в пропарочных камерах. При этом нет принудительного ритма для выполнения каждой операции, что позволяет кажд. изделие перемещать независимо от степени готовности др. изделий. Продолжит-ть операций колеблется от неск-х мин (вибрирование) до неск. часов (пропаривание). Универсальность, возможность быстрой перекладки линии на разл. виды изделий, но материалоемкость (необх-ть перемещать технол-е оснастки с поста на пост); конверным (усовершенст-й поточно-агрегатный. Процесс расчленяется на элементарные процессы, кот. выполняются на отдельных раб. местах. Формы с изделиями перемещ-ся от одного поста к др. спец. транспорт-си ср-ми. Принудительный вид работы (одновремен-е перемещение всех форм по замкнутому технол-му кольцу с заданной скоростью.).

 

Определение расходных коэффициентов, степени превращения, выхода продукции.

Оценка выбора технологии определяется экономич. показателями, кот-е дают расходные коэффициенты. Расх. коэф-т- это затраты на единицу продукции с учетом качества потребляемого сырья и стоимости. Чем ниже расх. коэф-т, тем более экономически выгодным будет данный технолог. процесс и будет ниже себестоимость дан. продукции. Для определения расх. коэф-та необходимо знать все стадии производства, т.е. техн. операции, в результате которых исходный сырьевой материал превращается в готовый продукт. Различают практич. и теоретич. расх. коэф-ты. Теоретич. расх. коэф-т расчитываеися исходя из хим. реакции, абсолютной чистоты используемого материала.

Коэффициент определяется отношением массы сырья к массе целевого продукта: K=mс/mц.прод-та. Характеризует сколько можно получить целевого продукта с ед-цы сырья. Степень совершенства техн процесса определяется выходом продукта и ее качеством. Под выходом продукта Х понимают отношение фактически полеченного продукта Мф к теоретическому Мт, к-е можно было бы получить их данного исходного вещества: Х=Мф/Мт Для хим реакций выход продукта определяется по уровню реакций с учетом количества исходного вещества. Для диффузионных процессов сушки, испарения, улавливания, поглощение и других, связанных с переносом массы из фазы в фазу через границу раздела, за max принимается все количество продукта, к-е имеется в отдельной фазе. Такой выход продукта применительно к хим реакциям наз степенью превращения, а применительно к процессам переноса массы – степенью улавливания, поглощение