Keemiatehnika alused (2)

Tallinna Tehnikaülikool - Keemia - Keemiatehnika

2 HALB

Lõik failist

KEEMIATEHNIKA ALUSED
1. SISSEJUHATUS
Keemiatehnika aine sisu:
- Keemilis -tehnoloogiliste protsesside ja seadmete väljatöötamine, uurimine , kasutamine ja täiustamine - Tehnoloogilise protsessi läbiviimine selliselt , et oleksid tagatud ohutus, ökonoomsus ja kvaliteetne toodang
Keemiatehnika (alused) on aluseks igale tehnoloogilisele protsesile, mis omab keemiaga seost. Neid on aga väga palju, alustades igapäevaste asjadega nt. joogivee ja heitvee puhastamine, elektri- ja soojusenergia tootmine lõpetades suurte tööstuslike rakendustega, nagu nafta - jm. kemikaalide tehastega, kuni kosmosetehnoloogiateni välja. Samuti kõiksugused biotehnoloogilised protsessid on ilma keemiatehnikaga mõeldamatud. Igat tervikuna suurt ja keerulist tootmisprotsessi saab jagada kompaktseteks osadeks , milleks on mingid väga konkreetsed protsessid ehk põhioperatsioonid.
Põhimõisted:
Põhioperatsioonid on tootmisprotsessi astmed või osad, mis põhinevad sarnastele teaduslikele printsiipidele ja mille teostamiseks kasutatakse ühiseid meetodeid (G. Davis, 1887). Põhioperatsioonide printsiib kujutab endast äsja mainitud tehnoloogilise protsessi jagamist põhioperatsioonideks.
Põhioperatsioonideks loetakse järgmiseid protsesse:
1. Fluidumi voolamine käsitleb nii vedelate kui ka gaasiliste ainete voolamist , voolamise tekitamiseks kasutavat tehnikat , samuti selle mõjutamist erinevate objektide poolt. 2. Hüdromehhaaniline separeerimine uurib tahkete, vedelate ja gaasiliste ainete lahutamist teineteisest mehhaaniliste meetoditega, nt. filtrimine , sadenemine, jms. 3. Soojusvahetus uurib (soojusliku) energia ülekandmist ühelt soojuskandjalt teisele, selle akumulatsiooni printsiipe ning võimalusi seda mõjutada. 4. Aurustamine on sisuliselt soojusvahetusega väga lähedaselt seotud. See kujutab endast ainete segu lahutamist, mida teostatakse ühe või mitme lenduva aine (lahusti) eraldamist segust . 5. Kuivatamine on lenduva vedeliku (sageli vee) eraldamine tahkest materjalist. 6. Destillatsioon on vedelate segude lahutamine, mis põhineb nende komponentide keemistemperatuuride erinevusel. 7. Absorptsioon on protsess, kus vedelikuga kontaktis olev gaasiline segu loovutab vedelfaasi ühe või mitme oma komponendist . Vastupidisel juhul, kui mingi vedela segu komponent läheb üle gaasifaasi, seda protsessi nimetatakse desorptsiooniks. 8. Adsorptsioon on ühe või mitme komponendi eraldamine gaasilisest või vedelast segust tahke aine ( adsorbendi ) pinnale. 9. Membraanlahutus on lahustunud aine eraldamine vedelast segust difusiooni teel läbi poolläbilaskva membraani. 10. Ekstraktsioon on mingi komponendi eraldamine vedelast materjalist, kasutades teist vedeliku ( lahustit ), mis esimesega ei segune hästi kokku. 11. Leostamine on põhimõtteliselt ekstraktsiooni erijuhtum, kus ekstraktsioon toimub tahkest ainest. 12. Kristallisatsioon on lahustunud aine eraladmine vedelikust väljasadestamisega.
Iga põhioperatsioon, olgu rakendatud ükskõik millises keemiatööstuse harus, jääb tegelikult iseendaks: selle füüsikaline tagapõhi ning selle teostamiseks kasutatav tehnika ei muutu põhimõtteliselt. Näiteks pärmi tootmiseks kasutatava fermenteri püsitemperatuuri hoidmine ja terase sulatamiseks kasutatava martäänahju kuumutamine on vaatamata erinevale temperatuurile ja üldisele skaalale tegelikult üks ja sama protsess.
Kõigi põhioperatsiooni aluseks on kolm järgmist ülekandeprotsessi:
- liikumishulga ülekanne toimub liikuvas keskkonnas (vedeliku/gaasi voolamine, osakeste sadenemine vedelikes, segamine ); - soojusülekanne on soojusliku energia ülekandmine ühelt kehalt teisele; - massiülekanne on aine ülekanne ühest faasist teisse .
2. PÕHIPRINTSIIBID
Keemiatehnika kui teadus baseerub massi ja energia jäävuse seadustele ning termodünaamikale.
Mõned tähtsamad seosed:
2.1 Olekuvõrrandid
Näiteks siin võib tuua kõigile tuntud ideaalgaasi olekuvõrrandi: pV = R, (2.1) T mille järgi kindel hulk gaasi (tähistatud aine hulgana moolides , ) omab etteantud temperatuuril (T, K) ja rõhul (p, Pa) kindla ruumala (V, m3). Selle võrrandi saab panna kirja ka kujul pV = 1. (2.2) RT Kuigi seda võrrandit saab kasutada teatud täpsusastmega ka mõnede reaalsete gaaside jaoks, viimaste korral muutub see mõnevõrra keerulisemaks: pV = z, (2.3) RT kus z on kokkusurutavustegur, mis ei ole konstantne , vaid on funktsioon aine mooltihedusest (M, mol m-3). Kui tähistada M = , (2.4) V siis võtab seos (2.3) järgmise kuju: p 2 3 = 1 + B M + C M + D M + ... , (2.5) M RT kus tegurid B, C, D, jne. on konstantsed suurused, mida võib saada kätte nt. empiiriliselt. Kui võrrelda omavahel ideaalgaasi (2.2) ja reaalgaasi (2.3) olekuvõrrandeid, saab näha, et ideaalgaasi korral on kokkusurutavustegur z võetud üheks. 2.2 Energia jäävuse seadus
Selle seaduse järgi iga süsteemi energiahulk on konstantne suurus. Energia jaguneb süsteemis järgmisteks osadeks:
- siseenergia - potentsiaalne energia - kineetiline energia
Juhul, kui enegria liigub üle süsteemi piire, see toimub kas tööna või soojusena.
Energiabilanssi üldine kuju on massibilanssi omale analoogne :
E(sisse) + E(genereeritud) - E (välja) - E (tarbitud) = E (akumuleeritud), (2.6).
Statsionaarse süsteemi jaoks võtab energiabilanss järgmise kuju:
E (sisse) = E (välja), (2.7),
kui arvestada energiakadu:
E (sisse) = E (välja) + E (kadu), (2.8).
Energia voog (q, J s-1 e. W) on energia voolukiirus süsteemi või süsteemist välja (nt. Maa

Lae alla, et näha rohkem ▪ ▪ ▪

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 23 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2010-04-18 Kuupäev, millal dokument üles laeti

188 laadimist Kokku alla laetud

2 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

leppinda Õppematerjali autor

sissejuhatus keemiatehnikasse fluidumi voolamine soojusvahetus destillatsioon absorptsioon ideaalne vedelik hüdrostaatika rõhk bernoulli võrrand diafragma rotameeter hõõrdetakistus kohttakistus voolamine turbulente voolamine laminaarne voolamine hõõrdetegur reynoldsi arv

Sarnased õppematerjalid

pdf

Keemiatehnika osaeksami konspekt

Osaeksam hõlmab fluidumi voolamisega seonduvate massi- ja energiabilansside rakendusoskust, hüdrostaatika ja hüdrodünaamika põhialuseid ja rakendusi ning vedelike transporti (voolamist torustikes) ning pumpade ehitust ja arvutust. Loengumaterjal lk 2 kuni lk 71. Harjutustunni materjal. Geankoplis. 2.7A-2.7F, Paal jt. Hüdraulika ja pumbad. 1. MÕISTED Reaalne fluidum, ideaalne fluidum, perioodiline ja pidev protsess, statsionaarne ja mittestatsionaarne protsess, akumulatsioon, kokkusurutav ja mittekokkusurutav fluidum jne Füüsikalised suurused ja nende mõõtühikud. Tuleb teada igas peatükis esitatud mõisteid! Põhioperatsioonid on tootmisprotsessi astmed või osad, mis põhinevad sarnastele teaduslikele printsiipidele ja mille teostamiseks kasutatakse ühiseid meetodeid. Protsess on vastastikku seotud või vastastikust mõju avaldavate tegevuste kogum, mis muundab sisendid väljunditeks. 𝑚 𝑘𝑔 Masskulu 𝑚̇ = = [ ] ?

Keemiatehnika

docx

Gaaside ja vedelike voolamine eksam

Gaaside ja vedelike voolamine eksam. 1. Mõisted  reaalne fluidum- Reaalvedelikud jaotatakse: - tilkvedelikud – moodustavad homogeense võõristeta ja tühikuteta keskkonna (vedelikud), on praktiliselt kokkusurumatud ning väikese ruumpaisumisteguriga, - gaasid ja aurud - on kokkusurutavad, tihedus sõltub temperatuurist ja rõhust.  ideaalne fluidum -vedelik, millel on konstantne tihedus ja nulliline viskoossus. See tähendab, et ideaalvedelikul on lõpmatult suur voolavus, ta liikumine on hõõrdevaba (puudub viskoossus); ta ei ole rõhu mõjul kokkusurutav ning ta tihedus ei muutu temperatuuri muutudes.  perioodiline protsess- protsess,mis toimub tsüklitena (seeriatena) s.t. on teatud ajavahemike järel korduv, seejuures protsess viiakse igas tsüklis lõp

Gaaside ja vedelike voolamine

doc

Keemiatehnika I vaheeksam

absorptsioon, membraanlahutus Ekstraktsioon, adsorptsioon, leostamine, kristallisatsioon Keemiatehnika aluseks on - termodünaamika - mateeria ja energia jäävuse seadus - ülekandeprotsesside kineetika ja keemiline kineetika Ülekandeprotsessid: 1)liikumishulga ülekanne liikumishulga ülekanne esineb liikuvas keskkonnas 2)massiülekanne toimub massi ülekanne ühest faasist teise faasi. Põhimehhanism nii gaasi, tahke kui vedela oleku korral on sama. 3)soojusülekanne Hüdraulika alused: Fluidium aine, mis ei allu jäävalt deformatsioonile ning seetõttu muudab oma kuju Hüdromehhaanika teadusharu, mis uurib fluidiumi tasakaalu ning liikumist, samuti fluidiumi ning selles olevate tahkete osakeste omavahelist vastastikmõju Hüdraulika hüdromehhanika teadusharu, mis käsitleb vedeliku tasakaalu (hüdrostaatika) ja liikumise (hüdrodünaamika) seaduspärasusi.

Keemia

doc

Hüdraulika I eksam

Püstuvus e. stabiilsus ujuva keha võime vastu panna tasakaaluasendist välja viivatele jõududele ja taastada algasendit pärast nende jõudude mõju lakkamist. Püstuvus või olla absoluutne või suhteline. Absoluutne püstuvus selle puhul paikneb ujuvkeha raskuskese allpool veeväljasurvekeset ja sellist keha ümber ajada ei saa. Selline püstuvus on allveelaevadel ja kiiljahtidel. Muud alused on suhteliselt püstuvad ning võivad ümber minna, kui kreen (külgkalle) ülemäära suureneb. Püstuda saavad vaid sellised alused, mille veealune osa ei ole ümmargune. Silindriline või kerajas ujuvkeha jääb sellesse asendisse, millesse ta keeratakse, sest väljatõrjeruum on alati ühesuguse kujuga. Tasakaal on labiilne. Suhteliselt püstuva ujuvkeha kallutamisel väljatõrjeruumi kuju muutub ja veeväljasurvekese nihkub uude asendisse.

Hüdraulika i

docx

Füüsika pilet 3

Pilet 3 1. dünaamika põhivõrrand dünaamika põhivõrrand on Newtoni II seadus pöördliikumise kohta. Ta väidab, et impulsimomendi tuletis aja järgi võrdub jõumomendiga: dL / dt = M . Ehk teisiti - jõumoment on see põhjus, mis muudab keha impulsimomenti. 2. Faraday induktsiooni seadus on seaduspärasus, mille järgi on elektromagnetilise induktsiooni elektromotoorjõud võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega. Seaduse sõnastas 1831. aastal inglise füüsik Michael Faraday. 3. Harmooniliselt võnkuva keha kiirus ja harmoonilise õnkumise energia harmooniline liikumine (ingl. Simple Harmonic Motion, lühendina SHM) - võnkumine, mille periood ei sõltu mingitest välistest teguritest. Väga paljud nähtused on hästi kirjeldatavad konstantse perioodiga võnkumiste abil. Loodus pakub meile tohutult näiteid võnkuvate kehade või süsteemide kohta. Iga keha (süsteem), mis on püsivas tasakaalus, hakkab pärast tasakaalust välja viimist võnkuma. Need pole küll ilmtingi

Füüsika

pdf

Keemiatehnika põhieksami konspekt

1. PÕHIOPREATSIOONID Staatika: • Bilansid • Tasakaal Kineetika: • Soojusjuhtivuse v • Soojusülekande v • Soojusläbikande v 1) Fluidumi voolamine - käsitleb printsiipe, mis määravad fluidumi voolamise või transpordi ühest punktist teise. 2) Hüdromehaaniline separeerimine - käsitleb tahkete ainete, vedelike ja gaaside lahutamist mehaaniliste meetoditega, nagu fitrimine, sadenemine, osakeste suuruse vähendamine. 3) Soojusvahetus - käsitleb printsiipe, mis juhivad soojuse või energia akumulatsiooni või ülekannet ühest punktist teise. 4) Aurustamine - soojusvahetuse erijuhtum, milles toimub lenduva lahusti eraldamine lendumatust lahustunud ainest (soolast või teisest materjalist lahuses). 5) Kuivatamine - lenduva vedeliku (vee) eraldamine tahkest materjalist. 6) Destillatsioon - vedeliksegude lahutamine, mis põhineb vedelike erinevatel keemistemperatuuridel, aur vedelik tasakaalul

Keemiatehnika

pdf

Keemiatehnika põhieksami kordamisküsimused

1. SEGAMINE ❖ Mis on segamise eesmärgid? Milliseid meetodeid on võimalik kasutada vedelike segamiseks? Segamise eesmärgid: • tahkete osakeste ühtlane jaotamine vedeliku mahus (suspensioonide saamine), • vedeliku (või gaasi) osakeste ühtlane jaotamine ja selle osakeste vähendamine kuni etteantud mõõtmeteni teises vedelikus (emulsioonide saamine, aereerimine), • soojusvahetuse (töödeldavate ainete soojendamise või jahutamise) intensiivistamine, • massivahetuse intensiivistamine (lahustamisel jne). Segamise meetodid: • Mehaaniline segamine – kasutatakse erinevate konstruktsioonidega segisteid. • Pneumaatiline segamine – kasutatakse suruõhku või inertgaasi. Kasutatakse suruõhku või inertgaasi, mille barboteerimisel läbi vedeliku vedelikukihid segunevad. Kasutatakse reaktsioonisüsteemides. • Ringlussegamine – kasutatakse düüse ja pumpasid. • Staatiline segamine – kasutatakse vedeliku läbipumpam

Keemiatehnika

docx

Hüdromehaanika eksam

algasend vees peale jõu toime lakkamist. Keha püstuvus võib olla absoluutne või suhteline. Absoluutse püstuvuse jaoks paikneb ujuvkeha raskuskese CG allpool veeväljasurvekeset CB ja selline keha ei muuda oma püstasendit peale välisjõu lakkamist (nagu allveelaevad ja kiiljahid). Silindriline ujuvkeha jääb asendisse millesse see paigutatakse kuna keha veeväljasurvega määratud osa on alati ühesuguse kujuga. Muud alused, mis on suhteliselt püstuvad võivad muuta püstasendit, kui keha kalle on piisavalt suur. 40) keha mille metatsentriline kõrgus on negatiivne on ebapüstuv see tähendab et metatsentri punkt on raskuskeskme punktist allpool ehk kui raskuskese ja metatsentri vahe on suur siis laev õõtsub suure kreeniga aga kui vahe on väike siis õõtsub kiirelt ja kui negatiivne siis tasakaalustamiseks keerab laeva ümber (püstuvus on võime taastada tasakaalu olekut)

Hüdromehaanika

Rohkem sarnaseid