Вопрос Краткая характеристика основных стадий технологического процесса.

Билет 1

1 Задачи курса и его содержание.

В промышленности строительных материалов осуществл.разнообразные процессы,в которых сырье материал подвергаются комплексу физ.-механ. и хим.воздействий, осуществл. в определенной последовательности для получения продукции с требуемыми свойствами. Технология как прикладная наука базируется на научных данных механики, физики, химии и др.естественных науках. Это наука о методах и способах переработки сырья в предметы потребления, о процессах, происходящих при этом и, наконец, средствах наиболее рационального их осуществления с min затратами труда и материальных ресурсов. В зависимости от характера производственных процессов различают: химическую и механическую технологию. Механической называют технологию, включающую механические процессы переработки сырья, в результате которой происходит изменение размеров, вида или формы материала (дробление и сортировка каменных пород). Химической наз. технологию, в процессе которой исходное сырье претерпевает глубокие превращения с изменением хим. состава, агрегатного состояния и физ. свойств (технология получения ПЦ, извести).

Производство строительных материалов и изделий обычно представляет собой сочетание элементов химической и механической технологии. Технология производства разнообразных изделий включает ряд однотипных физ. И физ.-хим.процессов, характеризуемые обеими закономерностями. Эти процессы в различных производствах проводятся в аналогичных по принципу действия машинах и аппаратах (оборудования для помола и дробления сырья, смесительное оборудование, формовочные, тепловые). В курсе процессы и аппараты изучается теория об основных процессах, принципы устройства аппаратов, причем анализ закономерностей основных процессов происходит из фундаментальных законов физики. Химии, термодинамики, гидравлики. Прочность даже самого крупного сооружения в какой-то мере зависит от хим. и физ.процессов, кот. происходят на молекулярном уровне, поэтому, говоря о материалах, нам придется рассматривать величины как огромные. так и ничтожно малые, переходить от хим. представлений к чисто техническим, совершать переходы из одной области науки в другую.Т.е. материаловедение находится на стыке различных наук. В этом курсе изучаются также закономерности перехода от лабораторных процессов к промышленным. Знание закономерностей перехода от одного масштаба к другому и переноса данных, полученных на одной системе (модели) на др. систему представляет объект натуральной величины, т.е.моделирование, необходимое для проектирования большинства современных предприятий и при разработке новых изделий и конструкций.

Содержание курса «Процессы и аппараты» включает:1)основы теории подобия и моделирования процессов;2)механ. и хим. процессы и аппараты;3)гидромехан. процессы и аппараты;4)тепловые и массообменные процессы и аппараты;5)основные (главные) технологические процессы аппарты при производстве строительных материалов.

2) вопрос Движение тел в жидкостях. Методы определения перемещения двух фазных потоков.

Как известно падение бывают:

1) Свободным;

2) Стесненным.

В классификации аппаратах любой конструкции движения частиц в жидкости или газе происходит в стесненных условиях, которые характеризуются взаимным влиянием частиц движущихся в жидкости или газе. Гидродинамические условия обтекания их другие чем при свободном движении.

При стесненном падении встречные потоки жидкости, обтекающие частицы, движутся в промежутках между ними. Сужение потока увеличивает градиент относительной скорости жидкости, что увеличивает касательные силы, действующие на частицы, то есть увеличивает гидродинамическое сопротивление. При действии одной и той же активной силы скорость частиц при совместном падении будет меньше скорости их свободного падения. Чем больше обьемн. концентр. твердения фазы, тем меньше скорость стесненного падения. В классификации аппаратах стесненного падения частиц происходит в потоке жидкости, ограниченные стенками аппарата. Вследствие воздействия турбулентных вихрей, срывающихся со стенок, в аппарате происходит перемешивание частиц как в продольном так и в поперечном направлениях. Распределение скоростей их неравномерно, меньше у стенок аппарата, выше в центре.

 

Ряд процессов в производстве строительных материалов проводится при движении в трубопроводах и аппаратах двухфазных потоков. При этом одна из фаз является дисперсной, а другая – сплошной дисперсионной средой. Причем первая распределена в объеме второй в виде частиц, капель, пленок и т.д. В зависимости от вида границы между фазами различают 2 рода двухфазных потоков:

1)сплошной фазой является газ или жидкость, а дисперсной – твердая фаза;

2)газ (пар) – жидкость, т.е. потоки двух несмешивающихся жидкостей.

Основное различие механизмов движения двухфазных потоков 1-го от 2-го состоит в том, что твердые частицы в таких процессах на осаждение, псевдоожижение, пневмотранспорт практически не меняют своей формы и массы, в то время как элементы дисперсных фаз потоков 2-го рода обычно меняют свою форму из-за подвижности границы между фазами, при этом может происходить слияние или дробление отдельных пузырей фазы.

В промышленности распространены 2 процесса 2-го рода:

1)барботаж (движение газ или пара сквозь жидкость);

2)пленочное движение (течение жидкости соприкосающейся с паром или газом).

 

 

Билет2

Вопрос Краткая характеристика основных стадий технологического процесса.

При выборе и обосновании любого технологич. процесса необх. учит. его соотв. требованиям как качеству готового продукта, так и обеспеч. его производительности. При этом выбранный процесс должен быть проведен с min затратами мат. и труда. Экономичность процесса тесно связана с рациональн. организацией отдельных технологич. операций. Рассм. стадии технологич. процесса с точки зрения совокупности элементарных процессов:

Технологич. процессы можно раздел. на:

1) подготовит.

2) основные.

Подготовит. процессы: Основня задача этих процессов заключ. в раскрытии потенциальных возможностей дан. сырья.

В зав-ти от вида подготовл. сырья и специфичности выпуск. продукта подготовит. операции носят различн. хар-р.

- измельчение и классификация исходных компонентов.

Классификация подготовит. процессов:

- измельчение (дробление, помол)

- классификация (грохочение, гидроклассиф., воздушн. сепарация)

- перемешив. (сухое, мокрое)

- тепловая обр. (подогрев, сушка, обжиг).

Основные процессы: В технологич. процессе получен. строит. изделий операции по формованию явл. важнейшим из переделов. В больш. случаев применен. того или иного способа формования определ. св-ми формуемых масс и изделия. Важнейш. фактором в выборе способа формования явл. получение продукта с заданными св-ми.

 

Вопрос. Основы гидро и пневмотранспорта.

Оба вида рассматриваемого транспорта подчиняются одном законам гидродинамики, но каждый имеет свою специфику и зависит от свойств транспортируемой среды.

Пневмотранспорт характеризуется направлением транспортирования, концентрацией твердой фазы, размером транспортируемых частиц, давлением в системе и т.д. По направлению транспортирования может быть: вертикальным, горизонтальным, наклонным. Сыпучий материал можно транспортировать в системах с высокой (0,1 – 0,12 м³/м³), средней (0,03 – 0,12 м³/м³), низкой (0,03 – 0,04 м³/м³) концентрацией. По размеру транспортируемых частиц: пылевидные (d<1мм), гранулированные (d>1 мм). Пневмотранспорт бывает нагнетательным и всасывающим.

Движущей силой нагнетательного потока является избыточное давление, создаваемое в начале схемы. При всасывающем пневмотранспорте в конце транспортирования создается разряжение и вся система находится в вакууме.

При транспортировании пылевидных смесей последняя схема эффективнее, т.к. исключает пыление и загрязнение окружающей среды.

Гидротранспорт

В промышленности сборного и монолитного Ж/Б гидротранспорт используется в основном для транспортировки бетонных и растворных смесей. Различают 2 способа подачи бетонной смеси: порционный, непрерывный. При порциальном способе бетонная смесь загружается в камерный питатель и давлением воздуха транспортируется по бетоноводу до места укладки. Разновидностью этого способа является разделение каждой порции бетона воздушными прослойками.

Здесь схема!!!!!

 

Лопатки смесителя 1 при вращении перекрывают выходное отверстие наметательного резервуара 2 на короткое время препятствуя поступлению смеси в бетоновод 3. Сжатый воздух в наметательный резервуар и бетоновод подается постоянно по воздуховодам 4 и 5.

 

 

Билет 4

Вопрос)

БИЛЕТ

БИЛЕТ6

Билет

Вопрос) Вопросы теплообмена

Для технологии стр. мат. характерны сл. фаз.переходы: плавление, кипение, испарение, конденсация, растворение, кристаллизац. и т.д. Теплота фаз. перехода в ряде случаев оказ. знач. влияние на ход технолог. процессов, а порой и определ. его скорость.

Ттеплообмен с кипящими жидкостями знач. выше за счёт поглощен. тепла при парообразовании, чем с теми же жидкостями до начала кипения. Это явление использ. в технике, например при производстве ПЦ.

При тепловой обработке твердеющего бетона водяным паром сущ. повышается скорость теплопередачи за счёт тепла выдел. при конденсации пара.

В сложных системах могут иметь место фазовые переходы одновременно как с поглощен., так и с выдел. тепла. При этом к теплу фаз. переходов часто добавляется теплота хим. реакций. В таких системах выделен. или поглощен. тепла явл. суммарным результатом. Напр. подобный процесс наблюдается при твердении цемента. В результате тепловыделения тем-ра бетона может повыш. на 8-40 град. Это необходимо учит. при изготовлении массивных ж/б изделий.

Плавлением называется переход вещества из твердого состояния в жидкое при нагревании его до температуры плавления. Переход твердой фазы в жидкую сопровождается стабильной температуры фаз. Количество тепла, требуемое для расплавления 1г. тепла, предварительно нагретого до температуры плавления, называется скрытой температурой плавления. Затвердевание расплава сопровождается выделением тепла.

Растворением называется физико-химический процесс перехода твердого вещества в раствор, который сопровождается тепловым эффектом .(дальше идет с нета!!!!!!!) Растворение следует отличать от экстрагирования, при котором контактирующие с раствором твердые частицы состоят из двух или более растворимых и инертных твердых фаз, а растворение носит избират. характер. Различают физическое, химическое и электрохимическое растворение. При физическом растворении переход в раствор вещества не сопровождается изменением его хим. состава; вещество можно выделить в твердом состоянии с помощью выпаривания и кристаллизации. При химическом растворении переход вещества в раствор сопровождается хим. реакцией; исходное вещество нельзя выделить из раствора в твердом состоянии физ. методами. Электрохимическое растворение протекает в условиях, когда процессу сопутствует перенос электрич. зарядов.

 

БИЛЕТ8

Вопрос

Билет 9

Билет 10

Билет 12

Билет 13

Билет 14

Билет 15

1 вопрос Основные положения теории Ритенгера……..

Процессы измельчения весьма энергоемки. Энергетические затраты зависят от целого ряда факторов (неоднородного строения материала, наличие трещин, разнообразные формы материала и т.д.) Эти факторы могут изменяться, и они трудно поддаются учету. Поэтому для определения энергии, необходимой для разрушения материала, пользуются следующими основными гипотезами:

1. Поверхностная теория Риттенгера.

Согласно теории работа, расходуемая на измельчение материала пропорциональна новой обнаженной поверхности. В основу теории положена концепция, что работа полностью переходит в поверхностную энергию.

Изменение поверхности куска материала пропорционально его начальной поверхности, последняя пропорциональна D², т.е. харак. начальному размеру.

работа А (Нм), затраченная на разрушение зерна кубической формы со стороной D (м), прямо пропорциональна площади вновь образованной поверхности :

где К — коэффициент равный работе, затрачиваемой на образование одной новой поверхности тела.

Гипотеза Риттенгера применима для приближенного определения полной работы при дроблении с большой степенью измельчения, т.к. данной гипотезой учитывается лишь работа образования новых поверхностей.

2. Объемная теория Кирпичева – Кика.

Основана на том, что работа дробления пропорциональна объему или массе дробимого куска. При дроблении крупного куска с малой степенью измельчения можно пренебречь работой, затрачиваемой на образование новой поверхности вследствие ее незначительности. Кроме того учитывая, что изменение объема материала пропорционально его первоначальному объему, а последнее пропорционально D³, т.е. характеристика его размера, то

где К — коэффициент пропорциональности, равный работе деформирования единицы объема твердого тела,

- изменение объема.

Эта гипотеза используется для приближенного определения работы при крупном дроблении с малой степенью измельчения, т.к. данной гипотезой учитывается только работа деформации объема материала.

3. Гипотеза Бонда.

Эта гипотеза рассматривается как промежуточная между гипотезами Риттенгера и Кирпичева – Кика. Согласно данной гипотезе предполагают, что энергия предаваемая телу при сжатии распределяется по его массе и, следовательно, она пропорциональна первоначальному объему в кубе. С момента появления на поверхности трещины эта энергия концентрируется у краев трещины и тогда она пропорциональна D².

Т.е. работа деформации и разрушения куска пропорциональ­на среднему геометрическому из объема и поверхности куска материала.

4. Гипотеза Ребиндера.

Выражает обобщенный закон разрушения твердых тел.

.

разрушение куска наступает после его деформации, и работа разрушения равна сумме работ на деформацию и образование новых поверхностей

Гипотеза Ребиндера учитывает работу на деформацию дробимого материала.

 

Билет 16

Билет 17

Билет 18

Билет 19

Билет 22

Билет

Билет 23

1 Вопрос Гидродинамика кипящих и псевдо…..

В промышленности значительное применение находят процессы с взаимодействием газов (реже капельных жидкостей) со слоем мелко раздробленных частиц, находящихся в кипящем или псевдоожиженном состоянии (транспортирование, сушка, обжиг).

Аппараты с кипящим слоем используют для перемещения и смешивания сыпучих материалов, производства обжига и теплообмена. Гидравлическое сопротивление кипящего слоя относительно невелико, а уменьшение размера частиц приводит к увеличению поверхности контакта, и в результате возрастает скорость протекания процесса.

При относительно небольших скоростях движения газа зернистый слой остается неподвижным и его характеристики не меняются с изменением скорости потока.

С увеличением скорости до некоторой критической величины слой перестает быть неподвижным, его порозность и высота увеличивается, слой становится текучим и переходит как бы в кипящее состояние. В таком слое твердые частицы интенсивно перемещаются в потоке в различных направлениях и весь слой напоминает кипящую жидкость.

При дальнейшем возрастании скорости потока его порозность и высота увеличиваются до того, пока скорость не достигает нового критического значения. При этом слой разрушается и твердые частицы начинают уноситься потоком. Явление массового уноса частиц воздушным потоком называется пневмотранспортом.

В промышленности используют этот процесс для перемещения сыпучих материалов.

Скорость, при которой нарушается неподвижность слоя и он начинает переходить в псевдоожиженное состояние называется скоростью ожижения.

Начало псевдоожижения наступает при равенстве силы гидравлического сопротивления слоя к массе всех его частиц. Когда скорость становится такой, при которой начинается массовый унос частиц потоком, такую скорость называют скоростью уноса.

Когда отдельная частица отдельно витает, т.е. не осаждается и не уносится потоком, при условии, что ее масса в среде уравновешена силой сопротивления, возникшей при обтекании частиц потоком газа. Малейшее повышение рабочей скорости над величиной свободного витания приводит к уносу частиц (пневмотранспорту).

 

2 вопрос Тонкое измельчение помол …….

Шаровая мельница представляет собой барабан, частично заполненный измельчающими телами (металлическими или кварцевыми шарами). При вращении барабана шары увлекаются трением о его стенки и поднимаясь на некоторую высоту свободно падают, измельчая материал ударом и истиранием.Шаровые мельницы изготавливаются либо с центральной разгрузкой через полую цапфу с торцевой разгрузкой через диафрагму(т.е. через поперечную решётку),установленной у разгрузочного конца барабана.Реже применяют мельницы с периферической разгрузкой через отверстие в барабане и окружающего его цилиндрическое сито.Шаровые мельницы с коротким барабаном часто работают по замкнутому циклу совместно склассифицирующим и транспортирующим устройством,отделяющим недоизмельчённый продукт после выхода из мельницы и возвращающего его на повторное измельчение.

Трубные мельницы как правило используют по открытому циклу.В этих мельницах достигается наиболее полное измельчение материала за счёт увеличения времени пребывания материала в длинной трубе,в этом случае отпадает необходимость в классификаторе,но увеличиваются затраты энергии на измельчение.Трубные мельницы делятся на:однокамерные,многокамерные.Многокамерные мельницы разделены решётчатыми перегородками на 3-4 камеры,через щели диафрагмы проходит измельчаемый материал.Размер дробящих тел в камерах от1 до последней уменьшается в соответствии с измельчением материала.Такое устройство барабана способствует уменьшению расхода энергии на измельчение.Первые по ходу движения материала,камеры футерованы волнистыми плитами и заполняются шарами на 23-28%,а последние камеры имеют гладкую футеровку и загружаются шарами на 30-40% от объёма камеры.Разгружают трубные мельницы через решётку у торцевой стенки барабана.

Стержневые мельницы как правило имеют короткий барабан,в который загружают стержни диаметром 40…100 мм.При небольшом числе оборотов барабана(12-30 об/мин) стержни не падают,а перекатываются в данном барабане,в результате чего не происходит переизмельчение материала, поэтому,стержневые мельницы дают более равномерный продукт,чем шаровые полые цапфы.Измельчение производится главным образом мокрым способом.

В промышленности строительных материалов использую так же кольцевые мельницы,измельчение в которых происходит раздавливание или истиранием рамками,котрые катятся по внутренней поверхности кольца,к котрым прижимается за счёт центробежными силами либо пружинами.Для весьма тонкого измельчения применяются вибрационные мельницы.Данные мельницы представляют собой барабан,заполненный на 70-80% шарами,а внутри барабана установлен вибратор.При этом происходит интенсивное движение шаров относительно друг друга,который тонко измельчают материал,за счёт удара и истирания.

Главное при измельчении является необходимость получения материала,удовлетворяющим требованиям либо в соответствии стандартов,либо требованиям,предъявляемые технологами.1)получение продукта заданного зернового состава, 2)требование S_уд, 3)оптимальная конфигурация получаемых зёрен, 4)необходимая прочность.

Билет 24

Билет 1

1 Задачи курса и его содержание.

В промышленности строительных материалов осуществл.разнообразные процессы,в которых сырье материал подвергаются комплексу физ.-механ. и хим.воздействий, осуществл. в определенной последовательности для получения продукции с требуемыми свойствами. Технология как прикладная наука базируется на научных данных механики, физики, химии и др.естественных науках. Это наука о методах и способах переработки сырья в предметы потребления, о процессах, происходящих при этом и, наконец, средствах наиболее рационального их осуществления с min затратами труда и материальных ресурсов. В зависимости от характера производственных процессов различают: химическую и механическую технологию. Механической называют технологию, включающую механические процессы переработки сырья, в результате которой происходит изменение размеров, вида или формы материала (дробление и сортировка каменных пород). Химической наз. технологию, в процессе которой исходное сырье претерпевает глубокие превращения с изменением хим. состава, агрегатного состояния и физ. свойств (технология получения ПЦ, извести).

Производство строительных материалов и изделий обычно представляет собой сочетание элементов химической и механической технологии. Технология производства разнообразных изделий включает ряд однотипных физ. И физ.-хим.процессов, характеризуемые обеими закономерностями. Эти процессы в различных производствах проводятся в аналогичных по принципу действия машинах и аппаратах (оборудования для помола и дробления сырья, смесительное оборудование, формовочные, тепловые). В курсе процессы и аппараты изучается теория об основных процессах, принципы устройства аппаратов, причем анализ закономерностей основных процессов происходит из фундаментальных законов физики. Химии, термодинамики, гидравлики. Прочность даже самого крупного сооружения в какой-то мере зависит от хим. и физ.процессов, кот. происходят на молекулярном уровне, поэтому, говоря о материалах, нам придется рассматривать величины как огромные. так и ничтожно малые, переходить от хим. представлений к чисто техническим, совершать переходы из одной области науки в другую.Т.е. материаловедение находится на стыке различных наук. В этом курсе изучаются также закономерности перехода от лабораторных процессов к промышленным. Знание закономерностей перехода от одного масштаба к другому и переноса данных, полученных на одной системе (модели) на др. систему представляет объект натуральной величины, т.е.моделирование, необходимое для проектирования большинства современных предприятий и при разработке новых изделий и конструкций.

Содержание курса «Процессы и аппараты» включает:1)основы теории подобия и моделирования процессов;2)механ. и хим. процессы и аппараты;3)гидромехан. процессы и аппараты;4)тепловые и массообменные процессы и аппараты;5)основные (главные) технологические процессы аппарты при производстве строительных материалов.

2) вопрос Движение тел в жидкостях. Методы определения перемещения двух фазных потоков.

Как известно падение бывают:

1) Свободным;

2) Стесненным.

В классификации аппаратах любой конструкции движения частиц в жидкости или газе происходит в стесненных условиях, которые характеризуются взаимным влиянием частиц движущихся в жидкости или газе. Гидродинамические условия обтекания их другие чем при свободном движении.

При стесненном падении встречные потоки жидкости, обтекающие частицы, движутся в промежутках между ними. Сужение потока увеличивает градиент относительной скорости жидкости, что увеличивает касательные силы, действующие на частицы, то есть увеличивает гидродинамическое сопротивление. При действии одной и той же активной силы скорость частиц при совместном падении будет меньше скорости их свободного падения. Чем больше обьемн. концентр. твердения фазы, тем меньше скорость стесненного падения. В классификации аппаратах стесненного падения частиц происходит в потоке жидкости, ограниченные стенками аппарата. Вследствие воздействия турбулентных вихрей, срывающихся со стенок, в аппарате происходит перемешивание частиц как в продольном так и в поперечном направлениях. Распределение скоростей их неравномерно, меньше у стенок аппарата, выше в центре.

 

Ряд процессов в производстве строительных материалов проводится при движении в трубопроводах и аппаратах двухфазных потоков. При этом одна из фаз является дисперсной, а другая – сплошной дисперсионной средой. Причем первая распределена в объеме второй в виде частиц, капель, пленок и т.д. В зависимости от вида границы между фазами различают 2 рода двухфазных потоков:

1)сплошной фазой является газ или жидкость, а дисперсной – твердая фаза;

2)газ (пар) – жидкость, т.е. потоки двух несмешивающихся жидкостей.

Основное различие механизмов движения двухфазных потоков 1-го от 2-го состоит в том, что твердые частицы в таких процессах на осаждение, псевдоожижение, пневмотранспорт практически не меняют своей формы и массы, в то время как элементы дисперсных фаз потоков 2-го рода обычно меняют свою форму из-за подвижности границы между фазами, при этом может происходить слияние или дробление отдельных пузырей фазы.

В промышленности распространены 2 процесса 2-го рода:

1)барботаж (движение газ или пара сквозь жидкость);

2)пленочное движение (течение жидкости соприкосающейся с паром или газом).

 

 

Билет2

вопрос Краткая характеристика основных стадий технологического процесса.

При выборе и обосновании любого технологич. процесса необх. учит. его соотв. требованиям как качеству готового продукта, так и обеспеч. его производительности. При этом выбранный процесс должен быть проведен с min затратами мат. и труда. Экономичность процесса тесно связана с рациональн. организацией отдельных технологич. операций. Рассм. стадии технологич. процесса с точки зрения совокупности элементарных процессов:

Технологич. процессы можно раздел. на:

1) подготовит.

2) основные.

Подготовит. процессы: Основня задача этих процессов заключ. в раскрытии потенциальных возможностей дан. сырья.

В зав-ти от вида подготовл. сырья и специфичности выпуск. продукта подготовит. операции носят различн. хар-р.

- измельчение и классификация исходных компонентов.

Классификация подготовит. процессов:

- измельчение (дробление, помол)

- классификация (грохочение, гидроклассиф., воздушн. сепарация)

- перемешив. (сухое, мокрое)

- тепловая обр. (подогрев, сушка, обжиг).

Основные процессы: В технологич. процессе получен. строит. изделий операции по формованию явл. важнейшим из переделов. В больш. случаев применен. того или иного способа формования определ. св-ми формуемых масс и изделия. Важнейш. фактором в выборе способа формования явл. получение продукта с заданными св-ми.