Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Вода в технологических пр-х.Хар-ка воды



Бол. место в технолог пр-ах занимает вода, кот. испол-ся как компонент сырья, а так же для обеспечения условий прохождения технол. процессов,т. е. исп-ся как теплоноситель, реакционная среда или др.

Источники воды подразделяются на: поверхностные(реки, озёра, водо­ёмы), атмосферные (содержащие воду в виде осадков),подземные( образуемые на водо­носных пластах, имеющих различную глубину залегания). В прир условиях в воде всегда сод-ся растворённые соли, газы, орг. вещ-а, состав и кол-во кот-х от происхождения воды и окруж-их условий. Наименее минерализованной является вода из атм. осадков. Вода, содержащая менее 1 г солей на 1 кг воды- пресная, более 1 г солей — соленая. В пресной воде преобладают ионы каль­ция, магния, по мере увеличения общей минерализации растёт концентрация ионов на­трия, калия, поступающих в воду из выветривающихся изверженных пород и веществ, выделяющихся из земных недр. Из растворённых газов в прир. воде находятся азот, кислород, двуокись углерода, реже сероводород и углеводороды. В воде могут присутст­вовать органические вещества, включающие продукты жизнедеятельности организмов, населяющих источники воды, и соединения, образующиеся при распаде останков орга­низмов.

Вода явл-ся наиболее универс-ым растворителем. Газы,кот способны вступать в хим-ое взаимодействие с водой, достаточно хорошо в ней растворяются,н-р,аммиак,сероводород,двуокись углерода.

Вода является слабым электролитом- растворяет многие ки­слоты, основания, минеральные соли. Эти растворы проводят эл. ток благода­ря диссоциации растворённых веществ с образованием гидратированных ионов. Из орг вещ-в растворяются в воде немногие и с весьма малой концентрацией. Из-за высокой растворяющей способности получить воду без обычно содержащихся в ней при­месей достаточно трудно. Мерой чистой воды является её электропроводность. Дистил­лированная вода, полученная даже двойной перегонкой обычной воды, имеет электропро­водность в 100 раз большую, чем абсолютно чистая вода.

В зав-ти от назначения вода условно подразделяется на промышленную и питьевую. Требования к составу воды зависят от назначе­ния. Для оценки пит воды большое зн-е имеют токсичность примесей, кол-во содержащихся в ней микро­бов, запах, цвет и вкус. Для промышл вод важными показ-ми явл-ся жест­кость, солесодержание, кол-тво растворенных газов и мех-ие примеси.

Кач-во воды оценивается по ряду показателей, одним из которых явл-ся жёст­кость-это совокупность свойств, обусловленных содержанием в воде ионов кальция и магния. Различают 3 вида жесткости воды: временную, постоянную и общую. Временная (устранимая жес-ть) обусловлена наличием в воде гидрокарбона­тов кальция и магния. (легко удаляются при кипячении). Постоян­ная жес-ть обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов и нитратов кальция и магния, которые при кипячении не удаляются. Врем-я и пост-я жесткость в сумме дают общую жест-ть.



По классификации в зав-ти от сод-ия ионов кальция и магния природ­ные воды подразделяются на 5 классов: очень мягкая, мягкая, умеренно жесткая, жест­кая, очень жесткая.

Кол-во растворенных в воде газов также сказывается на кач-ве воды, т. к. угл. газ, кислород, сернистый газ вызывают значительную коррозию труб. Окисляемость воды обусловлена наличием в воде органических примесей и опре­д-ся кол-ом перманганата калия (мг), израсходованного при кипячении 1 л воды в течение 10 мин.

Реакция воды (кислотность и щелочность) хар-ся показателем концен­трации водородных ионов рН. Реакция природных вод близка к нейтральной (рН 6,8 - 7,3). Допустимое количество примесей также регламентируется соответствующими стандарта­ми.

Прозрачность воды изм-ся толщиной слоя воды, через кот можно разли­чить визуально или с помощью фотоэлемента изображение креста или опред-го шрифта. Самым общим санитарно-бактериологическим показателем кач-ва воды явля­ется наличие в ней микроорганизмов.

Подготовка и очистка воды

К воде, исп-ой в технологических процессах, предъявляются спец треб-я. Они зависят от хар-ра технологии и включают ограничения по содержа­нию в воде минеральных и органических примесей. Для того чтобы обеспечить соответст­вие кач-а воды установленным треб-м, её подвергают предвар. обработ­ке - водоочистке и водоподготовке, кот включают ряд технолог операций.



Целесообразность водоочистки и некот её способы челам известны достаточ­но давно. В медкниге, написанной в Индии около 4000 лет назад, рекомендуется «держать воду в медных сосудах, выставлять её на солнечный свет и фильтровать через древесный уголь». Эти же принципы - фильтрации, обработки ультра­фиол лучами исп-ся и в соврем технологиях.

Если вода содержит грубодисперсные и коллоидные примеси, её осветляют, т.е. удаляют эти частицы отстаиванием или фильтрованием воды. Прозрачность воды являет­ся показателем не столько наличия механических примесей, сколько наличия микроорга­низмов.

Если жёсткость воды выше предусмотренной требованиями по её применению ее умягчают. Умягчение и обессоливание — осн-е процессы водоподготовки. Удаление из воды всех солей (всех катионов и анионов)- обессоливание, а солей каль­ция и магния — умягчение. Полное обессоливание для получения дистиллированной во­ды применяется сравнительно редко. Способы умягчения подразделяются на хим, физ. и физико-хим-ие. Сущность химметодов закл-ся в связыва­нии ионов кальция и магния с помощью реагентов в нерастворимые и легко удаляемые соединения.

По применяемым реагентам различают следующие химспособы: а) извест­ковый (воздействие гашеной известью); б) содовый (кальцинированной содой); в) натрон­ный (едким натром); г) фосфатный (тринатрий-фосфатом). Наиболее экономично приме­нение комбинированных методов, обеспечивающих устранение временной и постоянной жесткости, удаление С02, ионов железа, коагулирование органических и других примесей. Комбин-ым методом является известково-содовый в сочетании с

фосфатным или комбин-ый хим метод умягчения с физико-хим-им (н-р, ионо­обменным- состоит в удалении из воды ионов кальция и магния с помощью ионитов (ионообменных смол), способных обменивать свои ионы на ионы, содержащиеся в воде).

К физспособам умягчения воды относятся кипячение, дистилляция и вы­мораживание. Дистиллированную воду получают перегонкой на специальных дистилля- ционных установках. Дистиллированная вода широко применяется в производстве особо чистых реактивов и в лабораторной практике.

Совр. методом физико-хим-го умягчения воды является электрохи­м-ий, основанный на испол-ии электродиализа и электроосмоса. Дегазация, т.е. удаление из воды растворенных газов, производится хим-м и физ-м способа­ми. Нейтрализация применяется для оборотной воды, кот. загрязня­ется кислотами или щелочами в производст. пр-х. Для нейтрализации исп-т известь, соду и др.

Избытки железа из воды удаляют аэрацией, то есть обогащением воды кислородом воздуха, или фильтрованием.

Для удаления из воды болезнетворных микроорганизмов проводят её обеззаражи­вание, для чего в воду вводят жидкий хлор, хлорную известь или озон, обрабатывают ультрафиолетовыми лучами. Одним из наиболее эффективных способов является биоло­гическая очистка воды, которая производится с помощью микроорганизмов.

Важным мероприятием подготовки воды для питьевых нужд следует считать уст­ранение запахов. Вещества, придающие воде вкусы и запахи, удаляются сорбентами (ак­тивированным углем) или окислением озоном, двуокисью хрома, перманганатом калия.

 

 


21.Материаловедение.Понятие и задачи. Влияние на развтие экономики.

В производственно-технол. пр-х составной частью ресурсов являются мат-ы- объект, обладающий определ-м составом, структ-й и св-и, предназначенный для выполнения опред. фун-й.

Философы Др. Греции пришли к выводу, что всякое вещ-во состоит из мельчайших невидимых частиц одного и того же основного вещ-ва. Эту попытку понять природу предметов окруж мира можно считать началом науки о материалах.

Материаловедение - наука, занимающаяся изуч-ем со­става, стр-ры, св-в мат-ов, поведением мат-ов при различных воздействи­ях: тепловых, электрич, магнитных и т.д

В то же время наука о мат-ах (т.е. знание того, как они устроены и почему те или иные воздействия на них приво­дят к определенным эффектам) развивалась медленно и не выходила за пределы умозри­тельных представлений. Но только в XX столетии, и особенно в последние 40 лет, химикам и физикам уда­лось сделать ряд фундаментальных открытий, на кот-е опираются все соврем раз­работки новых мат-ов и технологические методы их получения и обработки.

Осн. вклад науки- ей удалось ус­тановить взаимосвязь между внешне проявляющимися св-ми мат-ов и их внут­ренним строением.

Задачи: 1.Обеспечи­ть рост многих секторов экономики(новые материалы и процессы удовлетворяют суще­ствующие отрасли промышл-ти и приводят к созданию новых технологий, все более ощущается тенденция использовать новые материалы для улучшения эксплуатационных характеристик различных систем).

2.Открывать обществу возможности и пути решения таких насущных проблем, как истощение природных ресурсов.

3.Поддерживать высокие темпы экономического развития, производительность труда.

4.Обесп-ть занятость нас-я. От каждого, занятого в промышл-ти по пр-ву пер­вичных мат-ов, зависит работа 2-3 рабочих в др секторах эк-ки.

5.Решить фунда­ментальные эк-е проблемы: ограниченность прир. рес, недостаток стратегических мат-в, поддержание темпов эк-го разв-я, накопление

ка­питала и сохранение конкурентоспособности на мировом рынке. Угрозу энергетического дефицита могут устранить технологии, основанные на ядер­ном делении, термоядерном синтезе и использований солн. энергии.

Роль перспективных мат-ов особенно важна для успешного решения взаимосвя­занных задач по сохранению конкурентоспособности на мир рынке, повышению про­изводительности труда и эфф-сти испол-ия капитала. Наиболее важным секто­ром эк-ки, в кот. проявляется эта взаимозависимость, является автомоб промышл-ть. Производители авто столкнулись с тем фактом, что авто рынок приобретает все более глобальный характер, а конкуренция постоянно ужесто­чается. Широкий выбор различных моделей по сходным ценам — требование, кот-е можно удовл-ть лишь при условии обеспечения экономичности и гибкости производ­ств. пр-а. Автофирмы должны выпускать на нескольких сборочных линиях ряд моделей небольшими партиями, причем стоимость их пр-ва должна обеспечивать конкурентоспособность цен.

Перспективные мат-ы помогают снизить себест-ть продукции, орг-ать гибкое пр-во, повысить производительность, улучшить эксплуатационные ха­р-ки мат-в.(замена 1 кг обычной стали высоко­прочной обесп-ет экономию бензина за период эксплуатации авто). Преимуще­ства таких высококачественных мат-в для потребителя очевидны; они же ув-т и доходы производителя.

Достижения в материал-нии и технологии мат-в в одних случаях служат стимулом, а в др — следствием новых технологий. Независимо от того, открываются ли новые возможности или же удовлетворяются возникшие потребности, область материа­л-я и технологии мат-в находится в стадии революционных перемен и явл-ся одним из ключевых факторов, формирующих мир эк-ку.
22. Технико-экон. оценка материалов.

Как создание, так и применение новых мат-ов необходимо обосновывать технико-эконом расчётами. Одним из методов обоснования выбора мат-в м. б. «многофакторный анализ полезности» -позволяет оценить полезность того или иного варианта изделия по завис-ти между его установленной стоим-ю и показателем качества(н-р, между ценой изделия и его весом) при условии обеспечения осн. нормативных требований к изделию.

В процессе проектирования можно воспол-ся этмим методом для того, чтобы выбрать мат-л и процесс изготовления н-р,бампера из нескольких возможных вариантов, удовлетворяющих требованиям техн. стандартов, н-р, стандартов на безопас­ность автотрансп. ср-в, регламентирующих ударную прочность авто бампера. Тут выбор ограничен обычной сталью, алюминием и композицион­ным полимерным материалом. Анализ позволяет оценить «полезность» того или иного ва­рианта бампера по зависимости между его установленной ст-ю и массой. При сравнительном анализе важным часто оказывается выбор не только материала, но и процесса, поскольку затраты на производственно-технологический процесс могут существенно менять стоимость изделия - основан на моделировании стоимости пр-ва той или иной детали при ее изготовлении из различных мат-в и разными технологическими способами. Они позволяют определить стоимостные последст­вия нескольких предполагаемых вариантов и проанализировать «чувствительность» стои­мости к изменениям таких переменных, как выход годных изделий и объем пр-ва.

Для некоторых производств стоимость деталей оказывается менее важной, чем достижение соответствия изделия техническим условиям. Однако и в этом случае необходимо обеспечивать конкурентоспособность продукции.

Развитие производства и применения новых материалов сдерживается рядом объективных и субъективных факторов, например, стремлением избежать риска у производителей и потребителей материала, лоббированием производства в отраслевом, государственном и глобальном

масштабах, возможной технол-кой и экологической опасностью новых пр-в.

Часто при­ходится рассматривать несколько альтернативных процессов в применении к тому или иному материалу. Обычно для каждой детали существует лишь несколько приемлемых возможных комбинаций «процесс — материал», что связано с ограничениями, налагаемыми функцией, формой детали и ее взаимодействиями с другими деталями в готовом автомоби­ле. Для кузова имеется несколько комбинаций (штамповка стальных листов, формование пластмассовых панелей, штамповка алюминие­вых листов). Таким образом, задача сводится к выбору одного из нескольких осуществимых вари­антов, в процессе этого выбора ключевыми являются стоимость и качество. При оценке стоимости становится особенно очевидным взаимовлияние материала и технологического процесса, так как оба вносят свой вклад в общую стоимость производства.

Определение же стоимости процесса изготовления этой детали связано с более сложными расчетами по всем технологическим операциям. Целесообразность оценки стоимости изготов­ления одновременно со стоимостью материалов состоит в том, что деталь из более дорогого материала может оказаться более дешевой в изготовлении, сводя на нет преимущества бо­лее дешевого материала, т. е. первая деталь в итоге может оказаться дешевле второй.

Развитие производства и применения новых материалов сдерживается рядом объективных и субъективных факторов, например, стремлением избежать риска у производителей и потребителей материала, лоббированием производства в отраслевом, государственном и глобальном масштабах, возможной технологической и экологической опасностью новых производств.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!