Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых icon

Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых


Скачать 496.21 Kb.
НазваниеУчебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых
страница1/9
Размер496.21 Kb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ



Химическая технология, часть 1


Учебное пособие

для студентов химического факультета


УФА

РИЦ БашГУ

2008

2

Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых


Составитель:

доц,., к.х.н. Базунова М.В.


Лекция №1

Тема: «Введение»


План лекции:

  1. Предмет химической технологии;

  2. Связь химической технологии с теоретической химией, физикой, техникой, экономикой;

  3. Химическая промышленность как предпосылка развития науки «Химическая технология»;

  4. Краткие сведения по истории развития химической технологии;

  5. Основные разделы, предлагаемые к изучению в курсе «ОХТ, ч. 1»;

  6. Классификация процессов химтехнологии;

  7. Виды и ресурсы сырья;

  8. Основные направления рационального использования химического сырья;


Предмет химической технологии

Слово «технология» произошло от латинских слов «techne» - мастерство, ремесло и «logos» - понятие, учение, следовательно, дословно слово «технология» можно перевести как «наука о ремёслах». Под технологией в шароком значении этого слова понимают научное описание методов и средств производства в какой-либо отрасли промышленности. Например, методы и средства обработки металлов составляют предмет технологии металлов.

Химическая технология – это наука о наиболее экономичных и экологически обоснованных методах переработки сырых природных метериалов в предметы потребления и средства производства.

^ Связь химической технологии с теоретической химией, физикой, техникой, экономикой

Химическая технология базируется на достижениях естественных и технических наук, и прежде всего на химических науках, таких как физическая химия, химическая термодинамика и химическая кинетика, коллоидная химия, органическая и неорганическая химия, химия высокомолекулярных соединений, но в то же время не просто повторяет, а развивает закономерности этих наук в приложении к крупномасштабным промышленным процессам. Выдающийся физико-химик академик Д.П. Коновалов считал одной из главных задач химической технологии, отличающей её от чистой химии, « установление наивыгоднейшего хода операции и проектирование ему соответствующих заводских приборов и вспомогательных механических устройств». Поэтому химтехнология немыслима без тесной связи с экономикой, физикой, математикой, информатикой, прикладной механикой и другими техническими науками.


^ Химическая промышленность как предпосылка развития науки «Химическая технология»

Развитие химической технологии как науки неотделимо от её практического приложения, т. е. химической промышленности. Химическая промышленность – одна из ведущих отраслей материального производства. Удельный вес химической и нефтехимической отраслей в общем производстве в РФ составляют около 9%, что соизмеримо с удельным весом таких отраслей, как чёрная и цветная металлургия и уступает только топливной отрасли и машиностроению.


^ Краткие сведения по истории развития химической технологии

История химической технологии неотделима от истории химической промышленности. Возникновение в Европе мануфактур и промыслов по получению основных химических продуктов следует отнести к 15 веку, когда стали появляться мелкие специализированные производства кислот, щелочей и солей, фармацевтических препаратов и некоторых неорганических веществ. В России химические производства получили развитие в конце 16 –начале 17 веков, когда начали изготавливать краски, селитры, пороха, соду и серную кислоту.

Во второй половине 18 века началось выделение технологии в специальную отрасль знания, закладывались основы химической технологии как науки. Впервые в этом понимании термин «технология» был употреблён в 1772 году профессором Гёттингенского университета Бекманом, который издал и первые комплексные труды, освещающие технику многих химических производств. В 1795 году вышел двухтомный труд российского учёного И.Ф. Гмелина «Руководство по технической химии».

Химическая технология в конце 18 века стала обязательной учебной дисциплиной в университетах, в высших технических учебных заведениях Европы и России.

Основные вехи

1748 г.: Бирмингем (Англия) – первый завод по производству серной кислоты в свинцовых камерах;

1787-1789 гг.: Н. Леблан разработал первый промышленный способ получения соды;

вторая половина 19го века: широко развивались исследования в области катализа, позволившие осуществить в промышленном масштабе многие химические процессы, например, в 70-ых гг. 19-го века был разработан контактный метод производства серной килоты;

превое десятилетие 20-го века: промышленный синтез каучука по Лебедеву;

1912 год: труды Ле-Шателье, Нернста и Габера позволили создать промышленные установки синтеза аммиака из азотоводородной смеси под давлением;

середина 19-го века: в результате широкого развития работ Либиха появилось производство минеральных удобрений;

30-ые – 50-ые годы 20-го века6 разработаны основы производства платмасс, явившиеся приложением теоретических работ в области цепных реакций Н.Н. Семёнова.

В создание отечественной химической промышленности и развитие технологических наук внесли вклад многие русские и советские учёные и инженеры, прежде всего М.В. Ломоносов (1711-1765), Д.И. Менделеев (1834-1907), Н.Н. Зинин (1812-1880), А.М. Бутлеров (1828-1886), В.В. Марковников (1838-1904), Н.Д. Зелинский, Н.Н. Ворожцов, С.И. Вольфкович, А.Г. Касаткин, А.Н. Плановский, Г.К. Боресков и др.


^ Основные разделы, предлагаемые к изучению в курсе «ОХТ, ч. 1»

В настоящее время в химической технологии произошло выделение самостоятельных научных дисциплин, таких как:

- процессы и аппараты химической технологии;

- общая химическая технология

- автоматизация и моделирование химико-технологических процессов;

- важнейшие химические производства.

В курсе лекций ОХТ, ч.1 мы изучим в разделе «Процессы и аппараты химической технологии»

1) Гидравлику (гидростатику и гидродинамику);

2) Гидромеханические процессы, основывающиеся на законах гидравлики;

3) Тепловые процессы;

4) Массообменные процессы,

а в разделе «Физико-химические закономерности в химической технологии»:

1) Равновесие в технологических процессах;

2) Кинетика и катализ в химической технологии;

3) Основные показатели химико-технологического процесса;

4) Типы реакторов и схем производства.

^ Классификация процессов химтехнологии

Объектами исследований химической технологии являются значительное многообразие процессов, что часто затрудняет разработку их единой классификации. Наиболее распространена классификация процессов, основанная на различии в основных законах, описывающих скорость их протекания. В соответствии с этой классификацией различают:

1) ^ Гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидравлики (примеры: осаждение твёрдых частиц в жидкости, перемешивание жидкостей, транспортировка жидкостей и газов).

2) ^ Тепловые процессы, скорость которых определяется законами теплопередачи (примеры: испарение, конденсация).

3) Массообменные (диффузионные) процессы, скорость которых определяется законами массопередачи (примеры: перегонка, абсорбция, экстракция и т.д.).

4) ^ Механические процессы: измельчение твёрдых материалов, классификация по размерам, смешение твёрдых сыпучих материалов.

5) Химические процессы, скорость которых определяется закономерностями химической кинетики.

Закономерности, описывающие первые четыре вида процессов, опираются, в основном, на законы физики и изучены достаточно хорошо. Менее изучены и представляют больший интерес для студентов-химиков химические процессы.

Запишем также определения установившихся и неустановившихся процессов. При неизменных во времени характеристиках процесса в каждой точке технологического аппарата говорят о стационарном (установившемся) процессе; при этом упомянутые характеристики могут изменяться от одной точки аппарата к другой.

При изменяющихся во времени характеристиках в аппарате в целом или в каких-либо его точках говорят о нестационарном (неустановившемся) процессе.


^ Виды и ресурсы сырья

Сырьем называются природные материалы, используемые в производстве промышленной продукции.

В химическом производстве на различных стадиях перера­ботки можно выделить следующие материальные объекты: ис­ходные вещества или собственно сырье, промежуточные про­дукты (полупродукты), побочные продукты, конечный целе­вой (готовый) продукт и отходы. Это представлено на схеме:


Полупродуктом называется сырье, подвергшееся обработке на одной или нескольких стадиях производства, но не потреб­ленное в качестве готового целевого продукта. Полупродукт, полученный на предыдущей стадии производства, может быть сырьем для последующей стадии, например:

{Каменный уголь} —►{Обратный коксовый газ} —► {Водород} —• {Аммиак}.

^ Побочным продуктом называется вещество, образующееся в процессе переработки сырья наряду с целевым продуктом, но не являющееся целью данного производства. Побочные продук­ты, образующиеся при добыче или обогащении сырья, называ­ются попутными продуктами.

^ Отходами производства называются остатки сырья, мате­риалов и полупродуктов, образующихся в производстве и пол­ностью или частично утративших свои качества.

Полупродукты, побочные продукты и отходы производства после предварительной обработки или без нее могут быть исполь­зованы в качестве сырья в других производствах. Например, при выплавке цветных металлов образующийся как побочный про­дукт оксид серы (IV), является промежуточным продуктом в производстве серной кислоты. Серная кислота, будучи готовым продуктом сернокислотного производства, служит сырьем для производства минеральных удобрений (простого суперфосфата).

Сырьем для химической промышленности служат продук­ты горнорудной, нефтяной, газовой, коксохимической, лесной и целлюлозно-бумажной отраслей промышленности, черной и цветной металлургии. Все химическое сырье подразделяется на группы по происхождению, химическому составу, запасам и агрегатному состоянию. Классификация химического сырья представлена на рис.1.


Химическое сырье принято также делить на:

  • первичное (извлекаемое из природных источников) и

  • вторичное (промежуточные и побочные продукты про­
    мышленного производства и потребления, отходы)

и на

  • природное и

  • искусственное (полученное в результате промышленной
    обработки природного сырья).

К веществам, используемым в качестве химического сырья, предъявляется ряд общих требований. Сырье для химического производства должно обеспечивать:

  • малостадийность производственного процесса;

  • агрегатное состояние системы, требующее минимальных
    затрат энергии для создания оптимальных условий протекания
    процесса;

  • минимальное рассеяние подводимой энергии;

  • минимальные потери энергии с продуктами;

  • возможно более низкие параметры процесса (температу­-
    ра, давление) и расход энергии на изменение агрегатного состо­-
    яния реагентов и осуществление химико-технологического про­-
    цесса;

  • максимальное содержание целевого продукта в реакции-­
    онной смеси.

^ Подготовка химического сырья к переработке

Сырье, предназначенное для переработки в готовую продук­цию, должно удовлетворять определенным требованиям. Это достигается комплексом операций, составляющих процесс под­готовки сырья к переработке.

Целью подготовки сырья является придание ему состава и свойств, обеспечивающих оптимальное протекание химико-тех­нологического процесса его переработки. В процессе подготов­ки сырье приобретает заданную концентрацию полезного ком­понента, влажность, определяемое условиями переработки со­держание примесей, нужную дисперсность. Операции подго­товки сырья многообразны и зависят от его агрегатного состоя­ния. В комплекс операций по подготовке наиболее распростра­ненного в химической промышленности твёрдого сырья входят: классификация, измельчение (или в определенных случаях укрупнение), обезвоживание и обогащение.

Классификацией называется процесс разделения однород­ных сыпучих материалов на фракции (классы) по размерам со­ставляющих их частиц. Классификация осуществляется рассе­вом материалов на ситах (грохочение), разделением смеси час­тиц по скорости их осаждения в жидкой фазе (гидравлическая классификация), разделением смеси частиц по скорости их осаждения в воздухе с помощью сепараторов (воздушная клас­сификация).

Измельчением называется механический процесс деления твердого тела на части за счет приложения внешних сил. Из­мельчение может производиться методами удара, раздавли­вания, истирания и т. д.

Обезвоживание материала достигается методами спекания, отстаивания (в случае жидких систем) и сушки.

Обогащением называется процесс отделения полезной части сырья от пустой породы с целью повышения концентрации полезного компонента, например, флотация.

^ Ресурсы и рациональное использование сырья

В себестоимости продукции химической промышленности доля сырья достигает 70% . Поэтому проблема ресурсов и раци­онального использования сырья при его переработке и добыче весьма актуальна.

^ Основные направления рационального использования сырья:

  1. применение более дешёвого сырья (местного, с минимальными затратами на добычу);

  2. использование менее концентрированного сырья (бедных руд);

  3. 3) комплексная переработка сырья, т.е. метод, при котором в максимальной степени извлекаются и используются все ценные компоненты, содержащиеся в сырье. Примером комплексной переработки руд является переработка апатитовой руды:

Лекция №2

Тема: «Гидравлика. Гидростатика»

  1. Общие сведения по гидравлике;

  2. Гидростатика. Понятие давления;

  3. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера.

Общие сведения по гидравлике

Многие технологические процессы химической промышленности связаны с движением жидкостей, газов или паров, перемешиванием в жидких средах, а также разделением неоднородных смесей путём отстаивания, фильтрования и центрифугирования. Скорость этих процессов описывается законами гидромеханики, которые изучают в гидравлике.Гидравлика-это наука, изучающая законы равновесия и движения различных жидкостей. Гидравлику подразделяют на гидростатику (законы равновесия жидкостей в состоянии покоя) и гидродинамику (законы движения жидкостей). При этом принятообъединять жидкости, газы и пары под единым названием – жидкости, поскольку при скоростях потоков, значительно меньших, чем скорость звука, законы движения жидкостей без существенных поправок справедливы для газов и паров. Поэтому в дальнейшем под жидкостями будем понимать все вещества, обладающие текучестью.

В гидравлике при выводе основных законов используют понятие так называемой идеальной жидкости, под которой (в отличие от реальной) подразумевают жидкость, абсолютно несжимаемую, не изменяющую своей плотности под действием температуры и давления и не обладающую вязкостью.

Реальные жидкости подразделяются на капельные и упругие (газы и пары). Капельные жидкости можно считать практически несжимаемыми, они обладают относительно малым коэффициентом объёмного расширения.

^ Гидростатика. Понятие давления

Гидростатика изучает жидкости в абсолютном и относительном покое. Кардинальная проблема этого раздела, лежащая в основе ряда конкретных задач – определение давления в произвольной точке технологического пространства: р=р(х,у,z). В задачах гидростатики давление в точке не зависит от пространственной ориентации площадки, на которую оно действует, иными словами давление в любой точке покоящейся жидкости действует одинаково по всем направлениям, иначе бы происходило перемещение жидкости внутри занимаемого объёма.

Представим себе сосуд с жидкостью. Выберем внутри покоящейся жидкости произвольно площадку площадью ∆S, к которой приложена сила ∆F в точке А, находящейся внутри площадки.

∆F/∆S – среднее гидростатическое давление столба жидкости, а предел этого отношения при ∆S→0 носит название гидростатического давления в точке или просто давления.

р=lim(∆F/∆S)

Размерности давления: [р]= 1Н/м2= 1Па - в СИ;

[р]= 1кгс/м2 – в технике.

В расчётах давление часто выражают также в физических и технических атмосферах или в единицах высоты Н столба манометрической жидкости (воды, ртути и т.д.). Между давлением, выраженным в Н/м2 или в кгс/м2 и в единицах высоты столба манометрической жидкости существует простая связь:

Р=γ·Н=ρgH,

Где Н – высота столба манометрической жидкости;

γ=ρg – удельный вес.

Отсюда: 1 атмосфера физическая (1атм)= 760 мм рт ст=10,33 м вод ст = 1,033 кгс/см2 = 10330 кгс/м2 = 101300Н/м2; 1 атмосфера техническая (1ат)= 735,6 мм рт ст=10 м вод ст = 1 кгс/см2 = 10000 кгс/м2 = 98100Н/м2

Приборы для измерения давления (манометры, вакууметры0 показывают не абсолютное давление Рабс внутри замкнутого объёма, т.е. аппарата, а разность между абсолютным и атмосферным давлением. Если давление в аппарате больше атмосферного, то эта разность называется избыточным давлением, а если давление в аппарате ниже атмосферного, то эту разность называют разрежением (в системе вакуум).

^ Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера

На жидкость, находящуюся в покое, действуют сила тяжести и сила гидростатического давления. Соотношение между силами, действующими на жидкость, которая находится в состоянии покоя, определяющее условия равновесия жидкости, выражается дифференциальными уравнениями равновесия Эйлера.

Выделим внутри покоящейся жидкости элементарный параллепипед объёмом dV = dxdydz, рёбра которого ориентированы параллельно осям координат. Сила гидростатического давления на любую из граней параллепипеда равна произведению гидростатического давления р на площадь этой грани: F = pS

Давление р является функцией трёх переменных: р = f(x.y.z)


Используем принцип статики, согласно которому: сумма проекций на оси координат всех сил, действующих на элементарный объём, находящийся в равновесии, равна нулю.

Если по какой-то оси равнодействующая всех сил ∆F не равна нулю, то это действующая сила и жидкость не будет находиться в покое.

Разберём силы, действующие на элементарный параллепипед вдоль оси z. Сила тяжести направлена вниз, параллельно оси z и равна произведению массы параллепипеда dm на ускорение свободного падения g: -dG = -gdm.

dm = ρdV,

-dG = -ρgdV,

dV = dxdydz.

-dG = -ρgdxdydz.

Вдоль оси z на параллепипед действует ещё одна сила – сила гидростатического давления на верхнюю и нижнюю грани. Сила гидростатического давления действует на нижнюю грань по нормали к ней и её проекция на ось z равна р·dxdy,где dxdy – площадь нижней грани. Выберем на ребре dz произвольно точку А. Изменение гидростатического давления в точке А равно δр/δz, то по всей длине ребра dz оно составит (δр/δz)· dz.

Тогда гидростатическое давление на противоположную (верхнюю) грань равно: -(р +(р/z)· dz).Проекция силы гидростатического давления на ось z:-(р +(р/z)· dz) ·dxdy.

Проекция равнодействующей силы давления на ось z:

р·dxdy - (р +(р/z)· dz) ·dxdy.= - (р/z)· dxdydz.

Сумма проекций всех сил на ось z равна нулю, т. е.

-ρgdxdydz - (р/z)· dxdydz = 0,

(-ρg - (р/z))· dxdydz = 0,

учитывая, что объём параллепипеда dV = dxdydz не может быть равен нулю, получаем:

-ρg - (р/z) = 0 -

первое дифференциальное уравнение Эйлера, описывающее закон изменения давления вдоль оси z.

Ось х: Левая грань: давление р

сила гидростатического давления р·dzdy

Выберем на ребре dx произвольно точку В. Изменение давления в точке В равно р/х, тогда по всей длине ребра оно составит (р/х)·dx.

^ Правая грань: давление р+(р/х)·dx,

Сила гидростатического давления -(р+(р/х)·dx) ·dzdy

Проекция силы тяжести на оси x и y равна нулю. Поэтому сумма проекций всех сил на ось х равна: р·dzdy -(р+(р/х)·dx) ·dzdy

Согласно принципу статики приравняем её нулю:

р·dzdy -(р+(р/х)·dx) ·dzdy= 0,

р·dzdy - р·dzdy - (р/х)·dxdzdy= 0,

- (р/х)·dxdzdy= 0,

- р/х = 0 –

второе дифференциальное уравнение Эйлера, описывающее закон изменения давления вдоль оси х.

Соответственно для оси у:- (р/у)·dxdzdy= 0,

- р/у= 0.

Таким образом, условия равновесия элементарного параллепипеда, выбранного в объёме покоящейся жидкости, выражаются системой уравнений:


- δр/δх = 0, (1)


- δр/δу= 0, (2)


-ρg - (δр/δz) = 0 (3)


Это и есть дифференциальные уравнения равновесия Эйлера.


Основное уравнение гидростатики

Для получения закона распределения давления во всём объёме покоящейся жидкости необходимо эту систему уравнений проинтегрировать.

После интегрирования уравнений (1) и (2) выясняется, что значение давления вдоль оси х и вдоль оси у не изменяется , остаётся постоянным.

Т.к. –ρg – δр/δz = 0,

- δр/δz = ρg - давление вдоль оси z изменяется, это изменение давления можно вычислить, зная плотность жидкости.

Значит, давление не является функцией трёх переменных х, у, z, а является функцией только переменной z: р = φ(z)

Частная производная р/z может быть заменена на dp/dz и следовательно: -ρg – dр/dz = 0

умножим обе части уравнения на –dz:

dp + ρgdz = 0

Разделим обе части уравнения на ρg:

dz + dp/ρg = 0

Для несжимаемой однородной жидкости при постоянной температуре плотность постоянна следовательно:

dz + d(р/ρg)= 0,

d(z + р/ρg)= 0.

Проинтегрируем:

d(z + р/ρg)= ∫0,

z + р/ρg = const, ρg = γ - относительный удельный вес,

z + р/γ = const (5) – основное уравнение гидростатики.

Это уравнение говорит нам о том, что жидкость, находящаяся в равновесии и в покое обладает какими-то видами энергии, т.е. основное уравнение гидростатики – это частный случай закона сохранения энергии.

Выразим энергию в произвольных точках 1 и 2 внутри покоящейся однородной капельной жидкости относительно произвольно выбранной плоскости отсчёта. Плоскость отсчёта перпендикулярна плоскости рисунка, ОО – линия пересечения плоскости отсчёта с плоскостью рисунка.




Рис. 3.


z1 и z2 - высоты расположения двух точек внутри покоящейся жидкости, называются нивелирным или геометрическим напором. Геометрический напор выражает удельную потенциальную энергию положения данной точки 1 или 2 над произвольно выбранной плоскостью сравнения ОО.

p1 и р2пьезометрическое давление столба жидкости, находящейся выше точки 1 и 2 соответственно.

p1и р2 - пьезометрические напоры.


z1 + р1/γ = z2 + р2/γ (6) -для каждой точки покоящейся жидкости сумма нивелирной высоты и пьезометрического напора столба жидкости есть величина постоянная. Или, другими словами, сумма удельной потенциальной энергии положения и удельной потенциальной энергии давления для любой точки покоящейся жидкости есть величина постоянная и равная полному гидростатическому напору.

^ Закон Паскаля

Для вывода закона Паскаля рассмотрим две точки в покоящейся жидкости, одна из которых расположена внутри объёма жидкости (точка 1) на высоте z от произвольно выбранной плоскости сравнения, а другая находится на поверхности жидкости – на высоте z0 от той же плоскости. Пусть р и р0 – давления в точках 1 и 2 соответственно. Согласно основному уравнению гидростатики: z + р/γ = z0 + р0/γ.

р/γ = z0 + р0/γ.- z (умножим обе части на γ),

р = р0 + γ(z0 – z) – математическое выражение закона Паскаля

Определение: давление в любой точке покоящейся несжимаемой жидкости передается одинаково всем точкам её объёма.

Покажем данное утверждение наглядно:

При постоянной температуре относительный удельный вес жидкости γ = ρg есть величина постоянная; разность ( z0 – z) (разность нивелирных напоров) тоже величина постоянная, следовательно γ(z0 – z)=const – обозначим данное произведение буквой А, тогда: р = А + р0

Пусть р0 = 1 атм, то р = А + 1 атм

Увеличим р0 на 4 атм: р = А + 5 атм

р0 = 4 атм; ∆р = 4 атм - то есть, насколько изменилось давление в точке на поверхности жидкости, настолько оно изменилось и в любой точке в объёме жидкости.

Следствием закона Паскаля является принцип сообщающихся сосудов: если давление над сообщающимися сосудами одинаковое, то жидкость в сосудах находится на одном уровне:

р1 = р2 → z1 = z2

Этот принцип используют для измерения уровня и объёма жидкости в закрытых аппаратах с помощью водомерных стёкол.

^ Гидростатические машины




Рис. 4. Гидравлический пресс. 1- малый поршень; 2 – большой поршень; 3 – прессуемое изделие; 4 – неподвижная опора




Наиболее распространённым типом гидростатических машин является гидравлический пресс, который применяют для прессования и брикетирования различных материалов: пластических масс, металлокерамических порошков и др. В основу работы гидравлического пресса положен закон Паскаля. Схема гидравлического пресса представлена на рисунке 4.

При приложении сравнительно небольшого усилия к поршню ^ 1, движущемся в цилиндре меньшего диаметра d1, и создании удельного давления р на поршень 1 и, следовательно, на рабочую жидкость (вода, масло и др.), такое же давление р будет приходиться на поршень 2 большего давления d2. При этом сила давления на поршень 1 и на поршень 2 соответственно составит F1 = pS1; F2 = pS2 , где S1 и S2 - площади поперечного сечения поршней 1 и 2 соответственно. Тогда:

Таким образом, поршень ^ 2 передаст силу давления, во столько раз превышающую силу, приложенную к поршню 1, во сколько раз поперечное сечение цилиндра 2 больше, чем сечение цилиндра 1.

Приборы для измерения давления

В технике для измерения давления применяют манометры, вакуумметры, пьезометры. Простейшим прибором является пьезометр – открытая, обычно стеклянная трубка (рисунок 5а). Чтобы избежать влияния на результаты измерения капиллярных сил, диаметр таких трубок должен быть не менее 8-10 мм.


При р12 (т.е. давление в аппарате выше атмосферного) и равновесии давление р’ справа и слева от точки а со стороны сосуда и со стороны трубки по закону Паскаля соответственно равно:

р’ = р1 + ρgz1; р’ = р2 + ρgz2.

Отсюда получаем давление р1: р1 = р2 + ρg(z2 – z1), причём величина ρg(z2 – z1) характеризует избыточное по отношению к атмосферному давление в ёмкости 1 (над жидкостью). Трубку 2 называют пьезометром.

Если р12 (т.е. давление в аппарате ниже атмосферного), то давление в точке А (рисунок 5б ) можно также замерить с помощью трубки, которую в этом случае называют обратным пьезометром или чаще – вакуумметром, представляющим собой трубку 2. Давление в точке А со стороны жидкости в аппарате и со стороны жидкости в трубке 2 соответственно равно: р’ = р1 + ρgz1; р’ = р2 + ρgz2

отку р1 = р2 + ρg(z2 – z1),

причём в данном случае z21, и выражение ρg(z2 – z1) будет иметь отрицательный знак.


Лекция №3

  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconУчебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых
Связь химической технологии с теоретической химией, физикой, техникой, экономикой
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconУчебное пособие для студентов 3 курса химического факультета уфа риц башгу 2009 удк 66. 021 Ббк 35
Учебное пособие предназначено для студентов 3 курса химического факультета БашГУ
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconУчебное пособие для студентов 3 курса химического факультета уфа риц башгу 2013 удк 66. 021 Ббк 35
Учебное пособие предназначено для студентов 3 курса химического факультета БашГУ
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconУчебное пособие для студентов химического факультета. Уфа: риц башГУ, 2012. 89с. Введение
Химическая технология. Часть Физико-химические закономерности в химической технологии: Учебное пособие для студентов химического...
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconУчебное пособие для студентов химического факультета. Уфа: риц башГУ, 2013. 89с. Введение
Химическая технология. Часть Важнейшие производства: Учебное пособие для студентов химического факультета. – Уфа: риц башГУ, 2013....
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconДля студентов 3 химического факультета Башгосуниверситета. Уфа рио башГУ
Печатается в соответствии с решением кафедры вмс и охт (протокол №6 от 30. 01. 2007 г.)
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconМетодическое указание по курсу «Общая химическая технология» для студентов 3 и 4 курсов химического факультета Башгосуниверситета. Уфа рио башГУ
Печатается в соответствии с решением кафедры вмс и охт (протокол №11 от 13. 04. 2005 г.)
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconУчебное пособие для подготовки к экзамену предисловие учебное пособие предназначено для студентов медицинских вузов
Прежде всего, оно будет полезным при подготовке к экзамену по нормальной анатомии
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconУчебное пособие по курсу «Общая химическая технология» для студентов специальностей 240701, 240702, 240706, 240901
Данное учебное пособие предназначено для того, чтобы обеспечить методическое руководство самостоятельной работой студентов, изучающих...
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconУчебное пособие для самостоятельной работы Ставрополь 2010 ббк 63. 3 (2) Я73 удк 99 (С) р -82
Учебное пособие предназначено для студентов медицинских и фармацевтических вузов
Учебное пособие для студентов химического факультета уфа риц башгу 2008 2 Учебное пособие предназначено для студентов химического 3-го курса химического факультета Башгосуниверситета. Оно включает 3 раздела, посвящённых iconТестовые задания по дисциплине «Химическая технология» для студентов 4 курса химического факультета (7 семестр)

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы