Положение о движущей силе, ее распределении, секционировании процессов как следствие необратимости химических процессов

Август 6, 2022

Главная
Химия
Положение о движущей силе, ее распределении, секционировании процессов как следствие необратимости химических процессов

Содержание

2. Анализ и оптимизация ХТС по Лейтесу и Саму Американский ученый Сама и советский (российский) ученый Лейтес
3. В основе их разработки лежит положение о том, что все технологические процессы необратимы, т.е они не
5. Анализ , который мы с вами провели, показал, что сжимать пружину лучше по частям, т.е уменьшать
6. Если бы мы продолжали дальше равномерно делить на небольшие порции движущую силу процесса сжатия пружины ,
7. Рассмотрим теперь противоположную задачу- пружина сжата. Как получить максимальную работу от ее перехода в исходное состояние
8. Каков же наилучший способ распрямить пружину? Давайте перед тем, как освободить пружину, вместо толстяка весом 100
9. Рассмотрим аналогичную задачу. Пружину сжали, положив на нее ящик с 100 кг кирпичей. Чтобы получить «максимальную»
11. Обратимый и необратимый процесс расширения газа
12. Обратимый и необратимый процесс сжатия газа
14. Работа расширения газа Работа, которую мы потеряли Обратимый процесс Была получена максимальная работа Необратимый процесс
15. Положение о равномерности движущей силы и о секционировании процесса Что это значит для химической технологии: 1.
16. Положение о движущей силе. 2. Движущая сила любого процесса должна быть близка к нулю на всем
17. Примеры а б При противотоке (б) движущая сила относительно постоянная по всей длине аппарата. Следовательно противоток
18. Рассмотрим пример – почему противоток лучше прямотока Задано прямоток 2000 С 1600 С 200 С 1000
19. Аналогично, при одинаковой поверхности теплообменников равномерная движущая сила в противотоке дает возможность рекуперировать больше тепла. Итог
20. Выпарка. Опытные данные показывают, что можно сэкономить пар при переходе от однокорпусной установке к двухкорпусной 50%
21. Когда противоток хуже прямотока 1.Сушка материала, чувствительного к температуре. Горячий теплоноситель встречается с уже подсушенным материалом,
22. Сушка без предварительного подогрева воздуха потребовала бы подогрева до температуры t1 ( точка С).Трехступенчатая сушка позволяет
23. Секционирование процесса окисления SO2
24. Каскад реакторов. Суммарный объем каскада реакторов меньше объема одиночного при сопоставимых условиях
26. Скачать презентацию

Слайд 2

Анализ и оптимизация ХТС по Лейтесу и Саму Американский ученый Сама и

советский (российский) ученый Лейтес на основании анализа использования второго закона термодинамики предложили ряд правил для анализа и оптимизации ХТС

Слайд 3

В основе их разработки лежит положение о том, что все технологические

процессы необратимы, т.е они не могут быть проведены в противоположном направлении через все те же самые промежуточные состояния без затраты дополнительной энергии. Любой необратимый процесс характеризуется потерей энергии, которую нельзя превратить в полезную работу.

Слайд 4

Слайд 5

Анализ , который мы с вами провели, показал,
что сжимать пружину

лучше по частям, т.е уменьшать движущую силу
лучше применять движущую силу, которая разбита на равные части ( 5 и 5 кг дает больший выигрыш, чем 3 и 7 кг.).
Фактически мы разбивали движущую силу на равные части и вводили ее по все длине пружины.

Слайд 6

Если бы мы продолжали дальше равномерно делить на небольшие порции движущую

силу процесса сжатия пружины , то выигрыш в экономии энергии все время бы непрерывно возрастал, до некоторой постоянной величины. Можно показать, что при бесконечно малой движущей силе эффект экономии- максимальный.
Итак, наш расчет показывает, что для того, чтобы сэкономить энергию необходимо движущую силу делить на равномерные части и подводить ее к объекту постепенно.

Слайд 7

Рассмотрим теперь противоположную задачу- пружина сжата.
Как получить максимальную работу от

ее перехода в исходное состояние ?
Задача решается аналогичным образом. И следовательно -
в подобной ситуации, когда есть постепенно уменьшающееся противодействие, пружина совершит работу, близкую к максимальной полезной работе.

Слайд 8

Каков же наилучший способ распрямить пружину? Давайте перед тем, как освободить

пружину, вместо толстяка весом 100 кг поставим на нее чуть более худого, весящего, например, «лишь» 99 кг. Пружина немного поднимет этого «худышку» и опять замрет. Она сделает при этом немного полезной работы. Далее уже всем ясно. Заменим второго мужчину третьим, еще более легким, и так далее, дойдем и до ребенка, как показано на том же рисунке.

Слайд 9

Рассмотрим аналогичную задачу. Пружину сжали, положив на нее ящик с 100

кг кирпичей. Чтобы получить «максимальную» работу нужно снимать по одному кирпичу. В подобной ситуации, когда есть постепенно уменьшающееся противодействие, пружина совершит работу, близкую к максимальной полезной работе.

Слайд 10

Слайд 11

Обратимый и необратимый процесс расширения газа

Слайд 12

Обратимый и необратимый процесс сжатия газа

Слайд 13

Слайд 14

Работа расширения газа
Работа, которую мы потеряли
Обратимый процесс
Была получена
максимальная работа
Необратимый процесс

Слайд 15

Положение о равномерности движущей силы и о секционировании процесса
Что это значит

для химической технологии:
1. Движущая сила должна была равномерной. Как этого добиться? Ведь скорость реакции пропорциональна концентрации которая со временем убывает, а тепло реакции (экзо) и температура растет со временем.
Ответ - Наилучший энергосберегающий аппарат – это аппарат, в котором все потоки вещества и энергии вводятся и выводятся по всей его высоте (или длине). В целом это означает, что необходимо переходить к секционированию.

Слайд 16

Положение о движущей силе.
2. Движущая сила любого процесса должна быть близка к нулю на всем

его протяжении, то есть во всех точках аппарата и в любой момент (минимальный расход энергии).
Но так как это приводит к росту капитальных затрат, то движущая сила должна быть выбрана с учетом капитальных затрат. Иногда встречаются исключения - энергия и капитальные затраты уменьшаются одновременно.

Слайд 17

Примеры а б При противотоке (б) движущая сила относительно постоянная по всей

длине аппарата. Следовательно противоток лучше прямотока!

Слайд 18

Рассмотрим пример – почему противоток
лучше прямотока
Задано прямоток
2000 С 1600 С
200

С 1000 С
Тср= 1100 С
Задано противоток
2000 С 1600 С
1000 С 200 С
Тср= 1190 С
Во втором случае поверхность теплообмена
F = Q /K∆Tср
меньше!

Слайд 19

Аналогично, при одинаковой поверхности теплообменников равномерная движущая сила в противотоке дает возможность

рекуперировать больше тепла. Итог — проектируя теплообменники (а также и другие аппараты — абсорберы, ректификационные колонны и так далее), можно одновременно сэкономить и энергоресурсы, и капитальные затраты, если избегать неравномерности движущих сил. И наоборот — при неравномерной движущей силе можно бездарно растранжирить капитальные затраты и не получить желаемой экономии энергоресурсов.

Слайд 20

Выпарка. Опытные данные показывают, что можно
сэкономить пар при переходе
от

однокорпусной установке к двухкорпусной
50%
от однокорпусной установке к трехкорпусной
67%
от однокорпусной установке к четырехкорпусной
75%

Слайд 21

Когда противоток хуже прямотока
1.Сушка материала, чувствительного к температуре.
Горячий теплоноситель встречается с

уже подсушенным материалом, не защищенным водой, что может привести к его разложению.
2.Каталитические процессы с циркулирующим катализатором.
При противотоке избыточное тепло регени-рированного катализатора расходуется на перегрев, выходящих из реактора продуктов реакции. При прочих равных условиях средняя температура в рабочей зоне прямоточных реакторов больше чем в противоточных.

Слайд 22

Сушка без предварительного подогрева воздуха потребовала бы подогрева до температуры t1

( точка С).Трехступенчатая сушка позволяет ограничиться подогревом до температуры t B

Слайд 23

Секционирование процесса окисления SO2

Слайд 24

Каскад реакторов.
Суммарный объем каскада реакторов меньше
объема одиночного при сопоставимых

условиях

Положение о движущей силе, ее распределении, секционировании процессов как следствие необратимости химических процессов

Содержание

Анализ и оптимизация ХТС по Лейтесу и Саму Американский ученый Сама и

В основе их разработки лежит положение о том, что все технологические

Анализ , который мы с вами провели, показал, что сжимать пружину

Если бы мы продолжали дальше равномерно делить на небольшие порции движущую

Рассмотрим теперь противоположную задачу- пружина сжата. Как получить максимальную работу от

Каков же наилучший способ распрямить пружину? Давайте перед тем, как освободить

Рассмотрим аналогичную задачу. Пружину сжали, положив на нее ящик с 100

Обратимый и необратимый процесс расширения газа

Обратимый и необратимый процесс сжатия газа

Работа расширения газаРабота, которую мы потерялиОбратимый процессБыла полученамаксимальная работаНеобратимый процесс

Положение о равномерности движущей силы и о секционировании процессаЧто это значит

Положение о движущей силе.2. Движущая сила любого процесса должна быть близка к нулю на всем