Презентация Табиғи үдерістерді физика, химия, механика, тағы басқа жаратылыстану ғылымдары зерттейді онлайн

Содержание слайда: № 1 дәріс. Кіріспе № 1 дәріс. Кіріспе Үдеріс дегеніміз белгілі бір жағдайларда табиғи және технологиялық заттардың өзгеру күйі. Бізді қоршаған табиғи ортада байқалатын құбылыстар – табиғи үдерістер. Мысалы, судың булануы, жер бетінің қызуы мен салқындауы, өзен суларының қозғалысы тағы басқа құбылыстар. Табиғи үдерістерді физика, химия, механика, тағы басқа жаратылыстану ғылымдары зерттейді. Табиғи үдерістерді зерттеуден алынған мәліметтерге және ғылым мен техника жетістіктеріне талдау жасай отырып, табиғи өнімдерді өндеп, тұтыну өнімдері мен өндіріс құралдарын жасап шығару мақсатында көптеген өнеркәсіптік үдерістер іске асырылады. Мұндай үдерістер өндірістік немесе технологиялық үдерістер деп аталады. Технологиялық үдерістерді технология ғылымы зерттейді. Жаратылыстану ғылымдары заңдылықтарын қолдана отырып әр алуан технологиялық үдерістерді тиімді жүргізуді қарастырады. Технология өндіріспен тығыз байланысты. Өндіріс үнемі даму мен өзгерісте болады. Соған байланысты технологиялық үдерістер де үнемі жетілдіріліп отырады. Химиялық технологиядағы үдерістер мынадай топтарға жіктеледі: 1. Гидродинамикалық үдерістер. Бұл процестердің жыл-дамдығы гидродинамика заңдарымен анықталады. Мұндай процестерге: газдар мен сұйықтықтарды тасымалдау, сұйық және газ күйдегі біртекті емес жүйелерді алу мен бөлу әдістері жатады. 2. Жылу алмасу үдерістері. Жылуды тасымалдау заңды-лықтарымен анықталады. Бұларға газдар мен сұйықтықтарды қыздыру мен салқындату, будың конденсациясы, сұйықтықтың қайнауы жатады. Жылу алмасу процестері жылдамдығына жылу алмасу аппараттарындағы гидродинамикалық жағдайлар үлкен әсерін тигізеді.

Содержание слайда: 3. Масса алмасу үдерістері. Бұл үдерістердің жылдамдықтары фазалардың бөлу беті аралығында массаның бір фазадан екінші фазаға өту заңдылықтарымен анықталады. Оларға, мысалы, адсорбция, абсорбция, экстракциялау, сұйықтықтарды айдау, кептіру процестері жатады. Массаны тасымалдау жылдамдығына масса алмасу аппараттарындағы гидродинамикалық жағдайлар мен әрекеттесуші фазаларға жылуды беру немесе алу жылдамдығы әсер етеді. 3. Масса алмасу үдерістері. Бұл үдерістердің жылдамдықтары фазалардың бөлу беті аралығында массаның бір фазадан екінші фазаға өту заңдылықтарымен анықталады. Оларға, мысалы, адсорбция, абсорбция, экстракциялау, сұйықтықтарды айдау, кептіру процестері жатады. Массаны тасымалдау жылдамдығына масса алмасу аппараттарындағы гидродинамикалық жағдайлар мен әрекеттесуші фазаларға жылуды беру немесе алу жылдамдығы әсер етеді. 4. Химиялық үдерістер. Химиялық кинетика заңдылықтарымен анықталынатын үдерістер. Бұл үдерістердің жылдамдығы химиялық аппараттардағы гидродинамикалық жағдайларға байланысты болады. 5. Механикалық үдерістер. Қатты дене механикасы заңдылықтарымен анықталады. Оларға майдалау, жіктеу, қатты денелерді араластыру жатады. Аталған үдерістер көптеген химиялық өндірістің негізін құрайтындықтан химиялық технологияның негізгі үдерістері деп аталады. Жоғарыда аталған үдерістерге ортақ қасиет – олардың жүруі субстанцияның тасымалдануымен –массаның, энергияның, импульстің өзгерісімен сипатталады. Сұйықтық жылдамдығын екі түрге бөліп қарастырады: орныққан және орнықпаған. Сұйықтықтың орныққан қозғалысы кезінде сұйықтық көлемінің әрбір нүктесінде қозғалыс жылдамдығының шамасы мен бағыты тұрақты: (1.1) Дәл осылай қысым да тұрақты болады: (1.2) Бұған мысал, қысымның тұрақты мәнінде су құбырындағы шөлмектен судың ағуы.

Содержание слайда: Сұйықтықтың орнықпаған қозғалысы кезінде жылдамдық пен қысым сұйықтық көлемінің әрбір нүктесінде уақыт бойынша өзгереді. Демек жылдамдық пен қысым көлемдегі нүктенің орналасуының ғана функциясы емес, уақытқа да тәуелді: Сұйықтықтың орнықпаған қозғалысы кезінде жылдамдық пен қысым сұйықтық көлемінің әрбір нүктесінде уақыт бойынша өзгереді. Демек жылдамдық пен қысым көлемдегі нүктенің орналасуының ғана функциясы емес, уақытқа да тәуелді: (1.3) (1.4) Орнықпаған қозғалысқа мысал ретінде сұйықтық деңгейінің төмендеуі нәтижесінде қысымның өзгеруі салдарынан ыдыстағы шөлмектен судың ағуын қарастыруға болады. Химия-технологиялық үдерістерді ұйымдастыру тәсіліне қарай мерзімді және үздіксіз деп ажыратыды. Мерзімді үдеріс жеке кезеңдері бір жерде өтуімен және уақыт бойынша орнықпаған жағдайларымен сипатталады. Бұл үдерісте бастапқы заттар аппаратқа мерзімді салынып, өңделеді де, дайын өнімдер аппараттан алынады, яғни үдерістің барлық кезеңдері бір аппаратта өтеді, бірақ әр түрлі уақытта. Мерзімді үдерістер стационар емес. Барлық кезеңдекрі бір мезгілде өтетін үдерістер – үздіксіз үдерістер. Қосарланған үдерістерге үдерістің куейбір кезеңдері үздіксіз, ал қалған кезеңдекрі мерзімді немесе керісінше болатын пүдерістер жатады. Химиялық технология үдерістерінің теориялық негізі   Химиялық технологияның үдерістері мен аппараттары жөніндегі ғылымның теориялық фундаментін табиғаттың келесі негізгі заңдары құрайды: 1) масса, энергия және импульстың сақталу заңдары, бұл заңдарға сәйкес химиялық өзгерістерде жүйенің ішінде массаның, энергияның, импульстың жиынтығы тұрақты болады.

Содержание слайда: Сақталу заңдары баланс теңдеуімен (материалдық және энергетикалық) сипатталады. Баланс теңдеулерін құрастыру химия-технологиялық үдерістерді есептеу мен сараптаудың маңызды құрам бөлігі болып табылады. 2) Термодинамикалық тепе-теңдік заңдары. Бұл заңдармен кез-келген субстанцияның (массаның, энергияның, импульстың) тасымалдану үдерісі өзінің аяқталуына келер жағдайды анықтайды. Субстанцияның қайтымсыз тасымалдануы жоқ кездегі жүйе күйі тепе-теңдік күй деп аталады. Тепе-теңдік күй Генри, Рауль және тағы басқа заңдармен сипатталады. Тепе-теңдік жағдайларды білу химия-технологиялық үдерістерді есептеу мен сараптаудың маңызды міндеттерінің бірі – тасымалдау үдерісінің бағытын, оның шекаралық жағдайларын және үдерістің қозғаушы күшін есептеуді анықтауға мүмкіндік береді. 3) Массаны, энергияны, импульсты тасымалдау заңдары. Бұл заңдармен меншікті тасымалдау потенциалына тәуелді кез-келген субстанция ағынының тығыздығын анықтайды. Тасымалдау потенциалы масса болса, онда тығыздық немесе концентрация , энергия тасымалданса – энтальпия , импульс тасымалданса, онда сұйықтықтың бірлік көлеміндегі жылдамдық мөлшері қарастырылады. Сонымен тасымалдау заңдары химия-технологиялық үдерістердің өту қарқындылығын және үдерістерді жүргізуге қолданатын аппараттардың өнімділігін анықтайды. Жоғарыдағы аталған заңдар барлық технологиялық үдерістердің: гидромеханикалық, жылу және масса алмасу үдерістерінің теориялық негізін құрайды. Химия-технологиялық .дерістерді қарастырғанда төртінші – химиялық кинетика заңдарын қосып қарастыру қажет.

Содержание слайда: Тыныштықта тұрған жүйеде массаның және энергияның сақталуы дегеніміз жүйе ішінде бұл шамалар өзгеріске ұшырап, ал жиынтығы өзгермейтін жағдай. Егер жүйе бірнеше компоненттерден және бір фазадан құралса, онда химиялық әсерлесулер жоқ жағдайда, массаның сақталу заңы бойынша барлық компоненттер массасының қосындысы бүкіл жүйе массасына тең болуы қажет. Мысалы, Тыныштықта тұрған жүйеде массаның және энергияның сақталуы дегеніміз жүйе ішінде бұл шамалар өзгеріске ұшырап, ал жиынтығы өзгермейтін жағдай. Егер жүйе бірнеше компоненттерден және бір фазадан құралса, онда химиялық әсерлесулер жоқ жағдайда, массаның сақталу заңы бойынша барлық компоненттер массасының қосындысы бүкіл жүйе массасына тең болуы қажет. Мысалы, (1.1) Егер жүйе бірнеше фазадан және бір компоненттен құралса, онда массаның сақталу заңы бойынша барлық фазалар қосындысының массасы жүйенің жалпы массасына тең болады: (1.2) Қарастырылған жағдайлар бойынша үдеріске қатысатын әрбір фаза және әрбір компонент үшін баланс теңдеулерін құрастыруға болады. Көбінесе химия-технологиялық үдерістерде барлық заттар қозғалыста, яғни ағында болады. Ағын дегеніміз кеңістікте кез-келген бір ортаның орын ауыстыруы. Конвективті ағын дегеніміз кеңістіктің бір орнынан екінші бір орынға көп бөлшектердің кез-келген бір күштің әсерінен орын ауыстыруы. Егер конвективті ағын өзі орын ауыстыратын бірлік ауданға қатынасымен берілсе, онда конвективті ағынның тығыздығы алынады. Ағын тығыздығы вектор, бағыты ағын қозғалысының бағытымен бағыттас. Ағын тығыздығының өлшем бірлігі . Кез-келген жүйені сипаттау үшін үш ағынның: массаның (немесе компоненттің), жылудың және энтальпияның болуы жеткілікті. Массаның, энергияның, импульсиың сақталу заңдарын біріктіріп қарастырады.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: