С О Д Е Р Ж А Н И Е

ISBN 978-985-493-144-9

Колесник Н.А.

К.т.н. В.Н. Деркач

Брест 2010

Строительных материалов и изделий

Процессы и аппараты в технологии

Колесник Н.А.

Кафедра технологии бетона и строительных материалов

Литература

Контрольные вопросы

Ключевые слова

· инфраструктура

· системы управления

· лицензирование

· аудиторские проверки

· конкурентная среда

· монополия

· инвестиционная политика

· энергосбережение

· инвестор

· постовщик

· производитель

· менеджерская фирма

· проектная организация

· эффективные технологии

1. Состав и структура городской инженерной инфраструктуры.

2. Современное состояние развития инженерной инфраструк­туры в городах страны.

3. Важнейшие проблемы функционирования сферы инженер­ной инфраструктуры в городах и Причины, их вызывающие.

4. Основные причины отставания инженерно-энергетического комплекса в городах страны.

5. Основные цели и задачи развития инженерно-энергети­ческого комплекса в городах.

6. Основные направления и мероприятия по развитию инже­нерно-энергети-ческого комплекса в городах.

7. Основные виды обеспечения стратегии развития инженер­но-энергетического комплекса города.

8. Проблемы разработки и реализации стратегии развития коммунальной энергетики.

9. Схема хозяйственных взаимоотношении участников реали­зации стратегии развития энергетического комплекса города.

10. Пути реализации стратегии развития энергетического комплекса.

11. Основные этапы реализации стратегии энергетического комплекса города.

12. Содержание экономического механизма развития городско­го энергетического комплекса.

 

1. Стратегический план Санкт-Петербурга. СПб., 1997.

2. Яновский В. В. Город как система и объект управления Введение и проблемы управления городским хозяйством. СПб.: Изд-во Сев.-Зап, акад. гос. службы, 1998,

3. Стратегия развития городского хозяйства: Приложение к страте­гическому плану Санкт-Петербурга. СПб., 1997.

 

 

Конспект лекций

для студентов специальности

1-70 01 01 “Производство строительных изделий и конструкций“

 

 

УДК 691.002.5.04: 378.244

БКК 38.6-5я7

К 60

 

Рецензент: зам. директора по научной работе НТЦ МАиС,

 

 

К60Процессы и аппараты в технологии строительных материалов и изделий. Конспект лекций для студентов специальности 1-70 01 01 “Производство строительных изделий и конструкций“. – Брест: Издательство БрГТУ, 2010. – 192 с.

 

 

Конспект лекций содержит изложение основ механических, гидромеханических, тепловых и массообменных процессов. Рассмотрены стадии технологических процессов при производстве строительных материалов: измельчение, классификация, перемешивание исходных компонентов и приготовление формовочных масс, формование и тепловая обработка изделий.

Приведены примеры разработок принципиальных технологических схем изготовления различных изделий с выявлением связей между отдельными переделами.

 

УДК 691.002.5.04: 378.244

БКК 38.6-5я7

 

 

© Колесник Н.А., 2010

ISBN 978-985-493-144-9 © Издательство БрГТУ, 2010


Стр.

 

Введение.................................................................................................................................... 5

1. Общие сведения.......................................................................................................................... 5

1.1. Технологический процесс и краткая характеристика его основных стадий (переделов) 5

1.2. Классификация основных процессов................................................................................ 7

1.3. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов......................................... 9

1.3.1 Изоморфност уравнений переноса................................................................................ 11

2. Подобие и моделирование систем, процессов и аппаратов.................................................. 12

2.1. Основы теории подобия...................................................................................................... 12

2.1.1. Метод подобия как основа исследования.................................................................... 14

2.1.2. Теоремы подобия............................................................................................................ 16

2.1.3. Моделирование систем, процессов и аппаратов........................................................ 17

3. Механические процессы и аппараты....................................................................................... 23

3.1. Процессы измельчения в промышленности строительных материалов........................ 23

3.2. Характеристики исходного и готового продуктов по прочности и хрупкости............ 23

3.3. Степень дробления............................................................................................................... 24

3.4. Способы измельчения и типы измельчителей.................................................................. 24

3.5. Энергоёмкость процесса дробления................................................................................... 27

3.6. Теоретическая и истинная прочность материалов............................................................ 30

3.7. Дефекты кристаллической решетки................................................................................... 32

3.8. Микротрещины Гриффитса................................................................................................. 32

3.9. Влияние среды на кинетику измельчения. Эффект адсорбционного понижения

прочности..................................................................................................................................... 34

3.10. Кинетика измельчения и размолоспособность. Особенности порошков тонкого помола.................. 35

3.10.1. Особенности порошков тонкого помола................................................................... 36

3.11. Классификация (сортировка) материалов....................................................................... 37

3.11.1. Грохочение.................................................................................................................... 37

3.11.2. Виды грохочения и схемы рассева............................................................................. 38

3.11.3. Определение оптимальных скоростей грохотов...................................................... 39

3.11.4. Оценка процесса грохочения...................................................................................... 40

3.11.5. Грохоты......................................................................................................................... 40

3.11.6. Факторы, от которых зависит качество просеивания.............................................. 42

3.11.7. Характеристики крупности материала...................................................................... 43

3.11.8. Способы расчёта среднего диаметра фракции.......................................................... 44

3.11.9. Выбор дробильно-помольного и сортировочного оборудования........................... 45

3.11.10. Выбор сортировочного оборудования..................................................................... 51

3.11.11. Выбор помольного оборудования............................................................................ 51

3.12. Классификация материала в жидкой и воздушной средах......................................... 54

3.12.1. Воздушная сепарация................................................................................................... 55

3.12.2. Гидравлическая классификация................................................................................. 56

4. Гидромеханические процессы и аппараты.............................................................................. 59

4.1. Общие положения................................................................................................................ 59

4.2. Гидродинамика. Основные определения.......................................................................... 61

4.2.1. Внешняя задача гидродинамики................................................................................... 62

4.2.2. Осаждение частиц под действием силы тяжести....................................................... 63

4.3. Смешанная задача гидродинамики.................................................................................... 66

4.3.1. Псевдоожижение твердого зернистого материала (гидродинамика взвешенного слоя)................ 68

4.4. Плёночное течение жидкости и барботаж......................................................................... 70

4.5. Распределение скоростей и расход жидкости в потоке................................................... 72

4.6. Течение неньютоновских жидкостей................................................................................. 74

4.7. Пневмо- и гидротранспорт.................................................................................................. 78

4.7.1. Пневмотранспорт........................................................................................................... 79

4.7.2. Гидротранспорт.............................................................................................................. 84

5. Тепловые процессы и аппараты............................................................................................... 87

5.1. Основы теплопередачи........................................................................................................ 87

5.2. Теплопроводность................................................................................................................ 87

5.3. Конвекция (конвективный теплообмен)........................................................................... 89

5.4. Тепловое излучение (лучистый теплообмен)................................................................... 93

5.5. Закон Стефана Больцмана................................................................................................... 94

5.6. Закон Кирхгофа.................................................................................................................... 94

5.7. Теплообмен лучеиспусканием между телами................................................................... 95

5.8. Сложный теплообмен.......................................................................................................... 96

5.9. Совместный перенос тепла конвекцией и излучением................................................... 96

5.10. Тепловое излучение газов................................................................................................. 96

5.11. Теплообмен при изменении агрегатного состояния (при фазовых переходах).......... 97

5.12. Теплоотдача при конденсации паров.............................................................................. 99

5.12.1. Конденсация чистого однокомпонентного пара...................................................... 99

5.12.2. Теплоотдача при конденсации пара из паровоздушной смеси............................... 99

5.13. Внешний и внутренний теплообмен............................................................................... 99

5.14. Движущая сила тепловых процессов.............................................................................. 101

5.15. Теплообменные аппараты................................................................................................. 103

5.15.1. Классификация теплообменных аппаратов.............................................................. 103

5.15.2. Интенсификация тепловых процессов...................................................................... 105

6. Массообменные процессы........................................................................................................ 105

6.1. Равновесие при массопередаче. Движущая сила процесса............................................. 106

6.2. Материальный баланс массопередачи и уравнение рабочей линии процесса............. 107

6.3. К выводу уравнения линии рабочих концентраций....................................................... 107

6.4. Равновесие между фазами................................................................................................... 109

6.5. Материальный баланс процессов массообмена................................................................ 109

6.6. Основные законы массопередачи...................................................................................... 111

6.6.1. Получение законов массопередачи.............................................................................. 114

7. Перемешивание компонентов и общие закономерности гомогенизации масс.................. 119

8. Классификация методов и общие закономерности формования изделий........................... 121

8.1. Виброформование................................................................................................................ 125

8.2. Центрифугирование............................................................................................................ 127

8.3. Полусухое прессование....................................................................................................... 129

8.4. Пластическое формование.................................................................................................. 133

8.5. Метод литья.......................................................................................................................... 135

9. Основные стадии технологического процесса при производстве строительных материалов................... 136

9.1. Экономичность технологического процесса и его связь с качеством продукции

и производительностью............................................................................................................. 136

9.2. Подготовительные процессы............................................................................................. 138

9.2.1. Измельчение и классификация исходного сырья....................................................... 139

9.2.2. Основные принципы подбора зернового состава исходного сырья........................ 140

10. Тепловлажностная обработка. Теоретические основы........................................................ 147

10.1. Тепловлажностная обработка бетона насыщенным паром........................................... 149

10.1.1. Внешний тепло- и массообмен при нагреве материала.......................................... 150

10.1.2. Внешний тепло- и массообмен в период изотермической выдержки................... 152

10.1.3. Внешний тепло- и массообмен в период охлаждения............................................. 152

11. Тепловая обработка: сушка и обжиг материалов................................................................. 153

11.1. Сушка. Формы связи влаги с материалом. Статика и кинетика сушки...................... 154

11.1.1. Статика сушки. Материальный и тепловой балансы сушки.................................. 157

11.1.2. Кинетика сушки........................................................................................................... 162

11.1.3. Балансовое уравнение тепло- и массопереноса........................................................ 165

11.2. Обжиг материалов............................................................................................................. 167

Литература................................................................................................................................ 174

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Дробление и помол материалов.................................................................. 176

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Грохочение.................................................................................................... 180

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Расчет разделяющих и осаждающих агрегатов......................................... 181

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Гидромеханические и гидравлические классификаторы........................ 187

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Машины для перемешивания материалов................................................. 189

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Основные критерии теории подобия......................................................... 190