Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
У _
dz
Эсг„ дх
ду дх
dz
+ gy
(4.6)
3v7 dv. dv, dv. 1 —- + v —- + v —- + Vz —- = — dt * дх y ду dz p
дог , dx*z , 9t^
dz dx dy
+ «і.
(4.7)
где (gx, gy, gz) — проекции на соответствующие оси координат вектора ускорения свободного падения.
Уравнение переноса энергии (уравнение энергии). В основе этого уравнения лежит закон сохранения энергии:
р с
Э T Э T Э T dT
--h V--1- V--h V -
dt * dx у dy 2 dz
UrJ0I дх dy dz
+ Xr
= A,
dv
э2т d2т d2тл
dx2 + dy2+ dz2 J dv„ Эу.
а*""»*+*»* +
+ Tr
dy dx
dvv dv,"
(4.8)
+ H1v,
где с — удельная теплоемкость единицы массы при постоянном объеме; T — температура; X — коэффициент теплопроводности (теплопроводность); Wv - удельная мощность источников тепла.
Уравнение переноса вещества (уравнение массопереноса). Если в непрерывном континууме осуществляется перенос вещества и происходит изменение концентрации отдельного (или каждого) компонента вещества в смеси в какой-либо точке технологического пространства в
107произвольный момент времени, то уравнения неразрывности, переноса импульса, энергии используются совместно с уравнением переноса вещества (уравнением массопереноса)
(ъ2C э2с
дх2 + ду2
+
M'
(4.9)
где С — концентрация вещества; р — коэффициент диффузии (диффузия); Ju — удельная мощность источников вещества за счет химических превращений.
Как видно из приведенных дифференциальных уравнений, описывающих процессы переноса импульса, теплоты, вещества, имеется сходство в глобальных закономерностях и механизме самих процессов.
Необходимо отдельно подчеркнуть, что использование мощного аппарата дифференциального и интегрального исчисления, используемого в механике сплошных сред, непосредственно для процессов технологии взрывчатых веществ не представляется возможным. Это связано с тем, что в статистическом макроскопическом эквиваленте дисперсной смеси промышленных взрывчатых веществ не было принято никаких допущений или условий о соотношениях между нагрузками и деформациями. Чтобы отразить эти свойства, необходимо установить связь между шестью компонентами напряжений и шестью компонентами деформаций или их скоростями.
В общем виде эту связь можно записать в виде уравнений, устанавливающих связь между напряжениями и деформациями или скоростями деформаций. Такое уравнение (или система уравнений) называется уравнением (уравнениями) состояния.
В результате такого сочетания уравнения неразрывности, переноса импульса, энергии, вещества и уравнения состояния образуют замкнутую систему дифференциальных уравнений. Однозначное решение этих уравнений должно удовлетворять краевым (начальным и граничным) условиям, которые отделяют конкретный технологический объект исследования от множества ему подобных.
В зависимости от интересующих свойств уравнения состояния ПВВ могут быть определены теоретически или экспериментально в свете существующих знаний и представлений об их физическо-механи-ческих свойствах (см. разд. 2.6).
Литература
1. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. I. — M.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. — 464 с.
2. Генералов М.Б. Механика твердых дисперсных сред в процессах химической технологии: Учеб. пособие для вузов. — Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2002. - 592 с.
108ГЛАВА 5_
МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
у
5.1. Измельчение твердых тел [8,10]
Общие понятия. Под измельчением твердых тел понимают процесс уменьшения их размеров при многократном воздействии внешних нагрузок. В результате этого процесса значительно увеличивается поверхность контакта измельчаемого твердого тела.
Основными способами измельчения являются раздавливание, удар, разламывание, раскалывание, истирание (соответственно рис. 5.1, а—д). В большинстве случаев эти воздействия осуществляются одновременно. Тем не менее часто из указанных способов измельчения основное значение имеет один из них, что обусловлено применяемой для измельчения конструкцией машины.
В зависимости от физико-механических свойств измельчаемого материала выбирают тот или иной метод механического воздействия:
Свойства материала Методы измельчения
Прочный и хрупкий ..............Раздавливание, удар
Прочный и пластичный...........Раздавливание
Хрупкий, средней прочности.......Удар, раскалывание, истирание
Пластичный, средней прочности ... Истирание, резание, раскалывание
а б в г д ,
Рис. 5.1. Способы измельчения
109На выбор метода измельчения большое влияние оказывают склонность материала к комкованию, его влажность и др. Например, измельчение твердых и хрупких материалов обычно проводят раздавливанием, раскалыванием и ударом; твердых и пластичных — раздавливанием и истиранием; мягких и пластичных — резанием.
Отношение значений удельной поверхности материала после (S) и до (S10) измельчения называется степенью или кратностью измельчения: is = SfS0 .Так как на практике определить удельную поверхность достаточно сложно, часто за кратность измельчения принимают отношение характерных (усредненных) размеров куска, зерна или частицы до (Dc) и после (dc) измельчения: і = DJde При этом под характерным размером понимают размер кусков, соответствующих заранее фиксированному содержанию их в материале.