Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 6ο εξάμηνο

Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 6ο εξάμηνο Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης 1 ο μάθημα

Ποιος είμαι ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 2

Που θα με ξανασυναντήσετε Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών (6 ο εξάμηνο) Τεχνολογία Περιβάλλοντος (8 ο εξάμηνο) Διπλωματική εργασία (5-8% πιθανότητα) ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 3

Περιγραφή Μαθήματος Το μάθημα αυτό είναι οργανωμένο σε τέσσερις ενότητες. Ενότητα 1η : Προαπαιτούμενες γνώσεις (μονάδες, διαστάσεις, moles, πυκνότητα, συγκέντρωση, θερμοκρασία, πίεση, τεχνικοί υπολογισμοί) Ενότητα 2η : Ισοζύγια μάζας (εισαγωγή στην έννοια του ισοζυγίου, συστήματα ανοικτά, κλειστά, σταθερής, μη σταθερής κατάστασης, ισοζύγια χωρίς ή με χημική αντίδραση, ανακύκλωση, παράκαμψη, βιομηχανικές εφαρμογές) Ενότητα 3η : Αέρια, ατμοί, υγρά και στερεά (ιδανικά αέρια, συστήματα ενός συστατικού και δύο φάσεων - τάση ατμών, συστήματα δύο φάσεων αερίωνυγρών, κορεσμός, συμπύκνωση, εξάτμιση μερικός κορεσμός και υγρασία) Ενότητα 4η : Ισοζύγια ενέργειας (έννοιες, μονάδες, ηδιατήρησητης ενέργειας, ειδική θερμότητα, ενθαλπία, μεταβολές της ενθαλπίας, ισοζύγια ενέργειας απουσία ή με χημική αντίδραση, θερμότητες διάλυσης και ανάμιξης) ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 4

Σκοπός Μαθήματος Εισαγωγή των φοιτητών στις έννοιες: πυκνότητα, συγκέντρωση, θερμοκρασία, πίεση, ισοζύγια μάζας-υλικών με ή χωρίς χημική αντίδραση, στοιχειομετρία, καύση, διφασικά συστήματα, κορεσμός, συμπύκνωση, εξάτμιση μερικός κορεσμός, υγρασία, ισοζύγια ενέργειας, ενθαλπία και εξοικείωση : με μονάδες, διαστάσεις και μετατροπές, με επιλογή βάσης υπολογισμών και με τεχνικούς υπολογισμούς, συνύπαρξη φάσεων, με στρατηγικές επίλυσης προβλημάτων για απλά και πολύπλοκα ισοζύγια μάζας και για ισοζύγια ενέργειας. ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 5

Τι αναμέν(ω)εται να ξέρετε Στο τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση να: Επιλύουν προβλήματα σχετικά με: Μετατροπές μονάδων, τεχνικούς υπολογισμούς πίεσης, θερμοκρασίας, ισοζύγια μάζας (ένα ή πολλά συστατικά, με καύση, ανακύκλωση, παράκαμψη), μεταβολές ενθαλπίας (χωρίς ή με αλλαγές φάσεων), θερμοτονισμό αντιδράσεων. Αναγνωρίζουν Συστήματα, ισοζύγια υλικών, αλλαγές και συνύπαρξη φάσεων, συστατικά, συνδετικά συστατικά, φυσικές ιδιότητες ενώσεων (ειδικές θερμότητες, θερμότητες σχηματισμού και καύσης, τάσεις ατμών, θερμοδυναμικά δεδομένα, κτλ.) από τη βιβλιογραφία. Εφαρμόζουν Τους νόμους διατήρησης μάζας και ενέργειας, ιδανικών και πραγματικών αερίων, τεχνικές επίλυσης προβλημάτων σε πραγματικές βιομηχανικές διεργασίες, ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 6

Αξιολόγηση φοιτητών Γραπτή εξέταση ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 7

Συγγράμματα Βασικές αρχές και υπολογισμοί στην χημική μηχανική, D. Himmelblau, J. Riggs, Εκδόσεις Τζιόλα, 2004. Handbook on Material and Energy Balance Calculations in Metallurgical Processes, Η. A. Geiger, Metallurgical Society AIME, 1979. Μηχανική Χημικών Διεργασιών, J. M. Smith, Εκδόσεις Τζιόλα, 2003. Βασικές Φυσικές Διεργασίες Μηχανικής, J. M. Smith, W. L. McCabe, P. Harriot, Εκδόσεις Τζιόλα, 2003. ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 8

Εβδομάδα Θεματική Ενότητα Διάλεξης 1 Μονάδες, διαστάσεις, σημαντικά ψηφία, πυκνότητα, ειδικό βάρος, συγκέντρωση, μοριακό κλάσμα 2 Θερμοκρασία, πίεση 3 Εισαγωγή στα ισοζύγια μάζας, ανοικτά-κλειστά συστήματα, ένα-πολλά συστατικά, συνεχείς-ασυνεχείς διεργασίες 5 Στρατηγική επίλυσης προβλημάτων ισοζυγίων μάζας (απλές μονάδες χωρίς χημική αντίδραση) 6 Η χημική αντίδραση και η στοιχειομετρία 7 Ισοζύγια μάζας διεργασιών που περιλαμβάνουν χημική αντίδραση με έμφαση στην καύση, περίσσεια. Ισοζύγια μάζας που περιλαμβάνουν πολλαπλές μονάδες εξοπλισμού 8 Ανακύκλωση χωρίς αντίδραση, παράκαμψη, καθαρισμός και βιομηχανικές εφαρμογές των ισοζυγίων μάζας (συνδετικό συστατικό, αραίωση) 9 Αέρια, ατμοί, υγρά και στερεά. Ιδανικά αέρια 10 Συστήματα ενός συστατικού και δύο φάσεων (τάση ατμών). Συστήματα δύο φάσεων αερίων-υγρών (κορεσμός, συμπύκνωση, εξάτμιση, μερικός κορεσμός, υγρασία) 11 Ενέργεια, συστήματα, τύποι ιδιότητες - κατάσταση θερμοδυναμικών συστημάτων 12 Ειδική θερμότητα, υπολογισμός ειδικών θερμοτήτων, υπολογισμός μεταβολών ενθαλπίας χωρίς αλλαγή φάσης, μεταβολές ενθαλπίας για αλλαγές φάσεων, 1 ος θερμοδυναμικός νόμος 13 Γενικό ισοζύγιο ενέργειας, θερμοτονισμός αντίδρασης, πρότυπη θερμότητα καύσης Πρόγραμμα διαλέξεων ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 9

Ερωτήσεις - Απορίες?? Έναρξη στις 16:15 Όχι συγκεκριμένα διαλλείματα Όχι συγκεκριμένη λήξη Όχι στο Λύκειο (αλλάξτε νοοτροπία) Όχι στη φασαρία Όχι στη αντιγραφή Ναι στις διακοπές (του μαθήματος εννοώ) Ναι στη συμμετοχή (στο μάθημα) Άλλο?? ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 10

Μια ωραία ιστορία Το παρακάτω κείμενο αφορά μια ερώτηση που τέθηκε σε μια εξέταση Φυσικής στο πανεπιστήμιο της Κοπενχάγης: "Περιγράψτε πως μπορούμε να μετρήσουμε το ύψος ενός ουρανοξύστη χρησιμοποιώντας ένα βαρόμετρο. ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 11

Ενας φοιτητής απάντησε : "Δένετε ένα μακρύ σπάγκο στο λαιμό του βαρόμετρου, τότε κατεβάζετε το βαρόμετρο από την ταράτσα στο έδαφος. Το μήκος του νήματος συν το μήκος του βαρομέτρου θα είναι ίσο με το ύψος του κτιρίου." Αυτή η πρωτότυπη απάντηση, έκανε έξω φρενών τον εξεταστή έτσι ώστε ο φοιτητής κόπηκε αμέσως. Ο φοιτητής προσέφυγε στις αρχές του πανεπιστημίου διαμαρτυρόμενος ότι η απάντησή του ήταν αναμφίβολα σωστή, και το πανεπιστήμιο όρισε έναν ανεξάρτητο εξεταστή να διερευνήσει την υπόθεση. Ο διαιτητής αυτός έκρινε ότι η απάντηση ήταν πράγματι σωστή, αλλά δεν έδειχνε καμιά αξιοσημείωτη γνώση της φυσικής. Για να διαλευκανθεί τελείως το θέμα αποφασίστηκε να καλέσουν το σπουδαστή και να του αφήσουν έξι λεπτά μέσα στα οποία αυτός έπρεπε να δώσει μια προφορική απάντηση που να δείχνει μια εξοικείωση με τη φυσική σκέψη. Για πέντε λεπτά αυτός παρέμεινε σιωπηλός, βυθισμένος σε σκέψεις. Οεξεταστήςτου θύμισε ότι ο χρόνος τελείωνε, και ο σπουδαστής απάντησε ότι ήδη είχε στο μυαλό του αρκετές συναφείς απαντήσεις αλλά δεν μπορούσε να αποφασίσει ποια να χρησιμοποιήσει. Στην προτροπή να βιαστεί, ο σπουδαστής απάντησε ως εξής: ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 12

απάντησε 1. " Κατ' αρχήν μπορείς να ανεβάσεις το βαρόμετρο στην κορυφή του ουρανοξύστη, να το αφήσεις να πέσει στο δρόμο και να μετρήσεις το χρόνο που κάνει να φτάσει στο έδαφος. Το ύψος του κτιρίου μπορεί τότε να βρεθεί από τον τύπο h = gt 2 /2. Αλλά αλίμονο στο βαρόμετρο." 2. "Ή αν υπάρχει ηλιοφάνεια μπορείς να μετρήσεις το ύψος του βαρόμετρου, να το στήσεις όρθιο στο έδαφος και να μετρήσεις το μήκος της σκιάς του. Να μετρήσεις ύστερα το μήκος της σκιάς του ουρανοξύστη, και τέλος με απλή αριθμητική αναλογία να βρεις το πραγματικό ύψος του ουρανοξύστη." 3. "Αλλά αν θέλεις να κάνεις μια πραγματικά επιστημονική δουλειά, θα μπορούσες να δέσεις ένα μικρού μήκους νήμα στο βαρόμετρο και να το βάλεις σε ταλάντωση σαν εκκρεμές, πρώτα στο έδαφος και μετά στην ταράτσα του ουρανοξύστη. Το ύψος θα μπορούσε στη συνέχεια να βρεθεί μετρώντας και συγκρίνοντας τις δυο περιόδους οι οποίες είναι αντιστρόφως ανάλογες των τετραγωνικών ριζών των επιταχύνσεων της βαρύτητας, στο έδαφος και στο ύψος του ουρανοξύστη. Η επιτάχυνση της βαρύτητας εξαρτάται με τη σειρά της από το ύψος από την επιφάνεια της γης και συνεπώς γνωρίζοντας την επιτάχυνση της βαρύτητας στην ταράτσα βρίσκουμε το ύψος." ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 13

απάντησε 4. "Ή αν ο ουρανοξύστης διαθέτει μια εξωτερική σκάλα κινδύνου θα ήταν ευκολότερο να ανεβείς τη σκάλα και να βάλεις διαδοχικά σημάδια επαναλαμβάνοντας το μήκος του βαρόμετρου. Μετά να προσθέσεις όλα αυτά τα μήκη." 5. " Αν απλώς βαριόσουν, και ήθελες να χρησιμοποιήσεις το βαρόμετρο με ορθόδοξο τρόπο, μπορούσες να μετρήσεις την ατμοσφαιρική πίεση στην ταράτσα και στο έδαφος και να μετατρέψεις την διαφορά των milibars σε αντίστοιχη διαφορά σε μέτρα." 6. "Αλλά επειδή ως φοιτητές συνεχώς παροτρυνόμαστε να ασκούμε την ανεξαρτησία του μυαλού και να εφαρμόζουμε επιστημονικές μεθόδους, αναμφίβολα ο καλύτερος τρόπος θα ήταν, να χτυπήσουμε την πόρτα του θυρωρού και να του πούμε: Αν θα σου άρεσε να έχεις ένα ωραίο καινούριο βαρόμετρο, θασουχαρίσωαυτόανμουπειςτούψοςτου ουρανοξύστη. ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 14

Ο σπουδαστής αυτός ήταν ο Niels Bohr ο μόνος Δανός που κέρδισε το βραβείο Nobel της Φυσικής. ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 15

ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 16

Διάρθρωση μαθήματος (νέο βιβλίο) ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 18

Μέρος 1: Προαπαιτούμενες γνώσεις ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 22

Εισαγωγή ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 23

Μονάδες & Διαστάσεις ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 25

Σχέση μεταξύ βασικών (τετράγωνα) και δευτερευουσών διαστάσεων (ελλείψεις) ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 30

Θεμελιώδεις μονάδες του συστήματος SI Διάσταση Ονομασία θεμελιώδους Σύμβολο μονάδας μονάδας Μήκος μέτρο m Μάζα Χιλιόγραμμο kg Χρόνος Δευτερόλεπτο s Ένταση ηλεκτρικού Ampere A ρεύματος Θερμοκρασία Kelvin K Ποσότητα ουσίας γραμμομόριο (mole) mol ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 31

Mονάδες του συστήματος SI που έχουν ειδικές ονομασίες Διάσταση Ονομασία Σύμβολο Αντιστοιχία Συχνότητα hertz Hz 1 Hz = 1 s -1 Δύναμη newton N 1 N = 1 kg. m/s 2 Πίεση pascal Pa 1 Pa = 1 N/m 2 Έργο, Θερμότητα joule J 1 J = 1 N. m Ισχύς watt W 1 W = 1 J/s Ηλεκτρικό φορτίο coulomb C 1 C = 1 A.s Ηλεκτρικό δυναμικό volt V 1 V = 1 J/C Ηλεκτρική χωρητικότητα farad F 1 F = 1 C/V Ηλεκτρική αντίσταση ohm Ω 1 Ω = 1 V/A Ηλεκτρική αγωγιμότητα siemens S 1 S = 1 Ω -1 ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 32

Άλλες μονάδες του συστήματος SI που δεν έχουν ειδικές ονομασίες Διάσταση Μονάδες Σύμβολα Επιφάνεια τετραγωνικά μέτρα m 2 Όγκος κυβικά μέτρα m 3 Ταχύτητα μέτρα ανά δευτερόλεπτο m/s Επιτάχυνση μέτρα ανά δευτερόλεπτο 2 m/s 2 Ειδικός όγκος κυβικά μέτρα ανά χιλιόγραμμο m 3 /kg Πυκνότητα, ειδικό βάρος χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο kg/m 3 Θερμική αγωγιμότητα Watt ανά μέτρο και βαθμό Kelvin W/m. K Συντελεστής μεταφοράς Watt ανά τετραγωνικό μέτρο και W/m 2. K θερμότητας βαθμό Kelvin Ειδική ενέργεια Joule ανά χιλιόγραμμο J/kg Ειδική θερμότητα Joule ανά χιλιόγραμμο και βαθμό Kelvin J/kg. K ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 33

Πολλαπλάσια υποπολλαπλάσια μονάδων στο SI Πολλαπλάσιο / Σύμβολο Συντελεστής υποπολλαπλάσιο tera T 10 12 giga G 10 9 mega M 10 6 kilo k 10 3 hecto h 10 2 deka da 10 1 deci d 10-1 centi c 10-2 milli m 10-3 micro μ 10-6 nano n 10-9 pico p 10-12 femto f 10-15 atto a 10-18 ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 34

Συστήματα μονάδων CGS FPS SI Βρεττανικό Αμερικανικό Μήκος cm ft m ft ft Χρόνος s s s s s Μάζα g lb kg slug* lb m Δύναμη Δύνη* poundal* Newton(N)* lb-βάρους lb f Ενέργεια erg, Joule, cal ft poundal Joule(J) Btu (ft)(lb) (ft)(lb f ) Btu ή (HP) (h) Θερμοκρασία o K, o C o R, o F o K, o C o R, o F o R, o F * Μονάδα που προκύπτει από τις βασικές μονάδες. Ολες οι μονάδες ενέργειας προκύπτουν από τις βασικές μονάδες (Himmelblau, 1986) ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 35

Διάσταση Από Σε Συντελεστής μετατροπής Μήκος ίντσα (in) μέτρα (m) 2.540 000 x 10-2 πόδι (ft) μέτρα (m) 3.048 000 x 10-1 μίλι (mi) μέτρα (m) 1.609 344 x 10 3 Επιφάνεια τετρ. ίντσα (in 2 ) τετρ. μέτρα (m 2 ) 6.451 600 x 10-4 τετρ. πόδι (ft 2 ) τετρ. μέτρα (m 2 ) 9.290 304 x 10-2 Πυκνότητα pounds/κυβ. ίντσα kg/m 3 2.767 990 x 10 4 tons (long)/κυβ. γυάρδα Mg/m 3 1.328 939 x 10 0 Ενέργεια British Thermal Unit (Btu) kilojoules (kj) 1.055 056 x 10 0 Κιλοβατώρα (kwh) megajoules (MJ) 3.600 000 x 10 0 θερμίδα (cal) Joules (J) 4.186 800 x 10 0 Δύναμη pounds force (lb f ) Newtons (N) 4.448 222 x 10 0 killograms force (kg f ) Newtons (N) 9.806 650 x 10 0 tons (short) force (ton f ) Newtons (N) 8.896 444 x 10 3 Μάζα ουγγιά (oz) grams (g) 2.834 952 x 10 1 pounds (lb m ) kilograms (kg) 4.535 924 x 10-1 long ton megagrams (Mg) 1.016 047 x 10 0 metric ton megagrams (Mg) 1.000 000 x 10 0 Ισχύς Btu/hr watts (W) 2.930 711 x 10-1 Ιππος (hp) killowatts (kw) 7.456 999 x 10-1 Πίεση pounds ανά τετρ. ιντσα (psi) kilopascals (kpa) 6.894 757 x 10 0 in. H 2 O kilopascals (kpa) 2.490 820 x 10-1 ατμόσφαιρα (atm) kilopascals (kpa) 1.013 250 x 10 2 Ταχύτητα μίλια ανά ώρα (mi/h) Χιλιόμ./ώρα (km/h) 1.609 344 x 10 0 πόδια ανά λεπτό (ft/min) μέτρα/δευτερ. (m/s) 5.080 000 x 10-3 Ογκος κυβική ίντσα (in 3 ) κυβικά μέτρα (m 3 ) 1.638 706 x 10-5 κυβικό πόδι (ft 3 ) κυβικά μέτρα (m 3 ) 2.831 685 x 10-2 κυβικό γυάρδα (yd 3 ) κυβικά μέτρα (m 3 ) 7.645 549 x 10-1 Ογκος (υγρά) gallon κυβικά μέτρα (m 3 ) 3.785 412 x 10-3 litre κυβικά μέτρα (m 3 ) 1.000 000 x 10-3 ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 36 Χρόνος έτος δευτερόλεπτα (s) 3.153 600 x 10 7

Πράξεις με μονάδες 2 + 2 = 4? 2 + 2 = 3,99999999? 21 + 5 = 26 21 + 5 = 2? 2 μήλα + 2 πορτοκάλια = 4 ή 1 φρουτοσαλάτα? 3 χιλιόγραμμα + 4 joule =? 2 λίβρες + 5 γραμμάρια =? 5 m 2 / 50 cm = 5 m 2 / 0,5 m = 5/0,5 (m 2 /m) = 10 m ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 37

Διαστάσεις και Μονάδες (Παράδειγμα) ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 38

Διαστάσεις και Μονάδες (Ασκήσεις) Προσθέστε 1 cm + 1 m Αφαιρέστε 3 ft από 4 m Πολλαπλασιάστε 3 ft με 4 m Πολλαπλασιάστε 3 ft με 4 lb Διαιρέστε 3 m 1,5 με 2 m 0,5 ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 39

Μετατροπή μονάδων και συντελεστές μετατροπής ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 40

Μετατροπή μονάδων και συντελεστές μετατροπής ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 41

Μετατροπή μονάδων και συντελεστές μετατροπής Χρησιμοποιείτε τις μονάδες πάντα μαζί με τους αριθμούς για να αποφύγετε ανόητα λάθη όπως το να μετατρέψετε 10 εκατοστά σε ίντσες πολλαπλασιάζοντας με 2,54: ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 42

Μετατροπή μονάδων και συντελεστές μετατροπής Μετατρέψτε την παροχή των 400 in 3 /day σε cm 3 /min. Παρατηρείστε ότι όχι μόνο οι αριθμοί αλλά και οι μονάδες υψώνονται στις δυνάμεις. ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 43

Μην μπερδεύεστε με τις lb m lb f ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 44

Μάζα - Βάρος ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 48

Συνεπής Διαστασιολόγηση duρ = μ m kg m s m N s 2 m 3 = m kg m 3 s m m kg s 2 s 2 m = αδιάσταστο Τι μονάδες πρέπει να έχουν τα α και b? ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 50

Σημαντικά Ψηφία ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 51

Σημαντικά Ψηφία ΜΟ: 110.338 98±1 σφάλμα περίπου 1% 1.1±0.1 σφάλμα περίπου 10% ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 52

Σημαντικά Ψηφία ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 53

Αξιοπιστία της λύσης ενός προβλήματος Τεκμηρίωση ή επαλήθευση είναι ο έλεγχος της ορθότητας των λύσεων, καθώς και η αξιολόγηση των διαδικασιών επίλυσης. Προτεινόμενοι τρόποι επαλήθευσης: ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 54

(3 μονάδες) Θεωρείστε μια βιομηχανική μονάδα παρασκευής κονιαμμάτων με αποδεκτή διάμετρο κόκκων +53-295μm. Μετά την αρχική κονιορτοποίηση το κονίαμμα περνά από ένα σύστημα κόσκινων τέτοιο ώστε το 10% τουεισερχόμενουυλικού να μην περνά το κόσκινο των 295μm και να ανακυκλώνεται, ενώ το 20% του υλικού που περνά το κόσκινο 295μm, περνά και το κόσκινο των 53μm και επίσης ανακυκλώνεται. Υπολογίστε το ποσοστό ανακύκλωσης και την απόδοση της μονάδας. Είσερχόμενο υλικό (100 TPD) Κονιορτοποίηση 295 μm Ανακύκλωση μη αποδεκτού κοκκομετρικά κονιάμματος 53 μm Τελικό προϊόν, κονίαμμα κοκκομετρίας +53-295 μm ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 55

(3 μονάδες) Θεωρείστε μια βιομηχανική μονάδα παρασκευής κονιαμμάτων με αποδεκτή διάμετρο κόκκων +53-295 μm. Μετά την αρχική κονιορτοποίηση το κονίαμμα περνά από ένα σύστημα κόσκινων τέτοιο ώστε το 10 % τουεισερχόμενουυλικού να μην περνά το κόσκινο των 295 μm και να ανακυκλώνεται, ενώ το 20 % του υλικού που περνά το κόσκινο 295 μm, περνά και το κόσκινο των 53 μm και επίσης ανακυκλώνεται. Υπολογίστε το ποσοστό ανακύκλωσης και την απόδοση της μονάδας. Είσερχόμενο υλικό (100 TPD) Κονιορτοποίηση P 295 μm Ανακύκλωση μη αποδεκτού κοκκομετρικά κονιάμματος R 0,1P 0,9P 0,72P 53 μm 0,18P Τελικό προϊόν, κονίαμμα κοκκομετρίας +53-295 μm ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 56

(3 μονάδες) Θεωρείστε μια βιομηχανική μονάδα παρασκευής κονιαμμάτων με αποδεκτή διάμετρο κόκκων +53-295 μm. Μετά την αρχική κονιορτοποίηση το κονίαμμα περνά από ένα σύστημα κόσκινων τέτοιο ώστε το 10 % τουεισερχόμενουυλικού να μην περνά το κόσκινο των 295 μm και να ανακυκλώνεται, ενώ το 20 % του υλικού που περνά το κόσκινο 295 μm, περνά και το κόσκινο των 53 μm και επίσης ανακυκλώνεται. Υπολογίστε το ποσοστό ανακύκλωσης και την απόδοση της μονάδας. Είσερχόμενο υλικό (100 TPD) Κονιορτοποίηση P=(0,1P+0,18P)+100 P=100+R 295 μm 0,72P=100 P=139 Ανακύκλωση μη αποδεκτού κοκκομετρικά κονιάμματος R= 0,1P 0,9P 0,72P 53 μm 0,18P Τελικό προϊόν, κονίαμμα κοκκομετρίας +53-295 μm R=39 ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 57

To mole ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 59

To mole ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 60

Πυκνότητα (μπράβο στο μηχανικό!) ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 62

Πυκνότητα ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 63

Πυκνότητα ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 64

Ειδικό Βάρος ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 66

Test ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 68

Μοριακό κλάσμα και κλάσμα μάζας ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 69

Ρυθμός ροής ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 70

Αναλύσεις σύνθετων διαλυμάτων και μιγμάτων ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 73

Αναλύσεις σύνθετων διαλυμάτων και μιγμάτων ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 74

Συγκέντρωση ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 75

Συγκέντρωση ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 76

Μετατροπή ppm (vol) μg/m 3 Αν υποτεθεί ότι ο αέρας συμπεριφέρεται ως ιδανικό αέριο, τότε: 1 ppm (vol) A = 1 lit A = 1/22,4 MB A 10 6 μg 10 6 lit αέρα = 10 6 (298/273) 10-3 m 3 = 40,9 ΜΒ Α μg/ m 3 ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 77

Πρόβλημα για συζήτηση ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 79

Ποια διεργασία θα προτείνατε? ΔΠΘ-ΜΠΔ Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 81