Введение. для направления подготовки бакалавров 08.03.01 Строительство

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Краткий курс лекций

для направления подготовки бакалавров 08.03.01 Строительство

профиля “Производство строительных материалов,

изделий и конструкций”

Тверь 2015

УДК: 691

ББК: 38.3

Краткий курс лекций по дисциплине “Процессы и аппараты технологии строительных материалов” предназначен для студентов 3 курса направления Строительство профиля 08.03.01 “Производство строительных материалов, изделий и конструкций”.

Составитель: В.И. Трофимов

Обсуждены и рекомендованы к печати на заседании кафедры “Производство строительных изделий и конструкций” (протокол № 14 от 30.06. 2015 г.)

Заведующий кафедрой В.В. Белов

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……………………………………………………………………..4

1.Общие сведения ………………………………………………………….4

1.1. Краткая характеристика основных стадий

технологического процесса …………… ………………………………….4

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

2.Основы моделирования систем, процессов и аппаратов ………………..9

2.1. Основные принципы системного анализа ……………………………..9

2.2. Метод подобия как основа исследования…………………………...11

2.3. Теоремы подобия……………………………………………………..12

3.Механические процессы и аппараты …………………………………..16

3.1.Процессы измельчения в промышленности строительных

материалов………………………………………………………………….16

3.2. Классификация измельчителей……………………………………….18

3.3.Основные законы измельчения. Работа измельчения………………20

3.4. Теоретическая и истинная прочность материала……………24

3.5. Физико-химическая активация процесса измельчения……..31

3.6. Кинетика измельчения и размолоспособность………………31

3.7. Методы механической классификации грубозернистых и дисперсных материалов………………………………………………….34

4.Гидромеханические процессы и аппараты …………………………….37

4.1.Общие положения ……………………………………………………...37

4.2. Гидростатика. Основное уравнение гидростатики………………….39

4.3. Гидродинамика. Ламинарное и турбулентное

движение жидкости…………………………………………………………40

4.4. Течение неньютоновских жидкостей………………………………….43

5.Тепловые процессы и аппараты …………………………………………45

5.1.Основые законы теплопередачи ……………………………………….45

5.2. Теплообмен при изменении агрегатного состояния…………………46

5.3. Внешний и внутренний теплообмен…………………………………..47

5.4. Классификация установок для тепловой обработки

строительных материалов…………………………………………………….48

6. Основы массопередачи …………………………………………………..49

6.1.Классификация массообменных процессов …………………………..49

6.2. Основные законы массопередачи……………………………………..50

7.Основные стадии технологического процесса

при производстве строительных материалов и изделий…………………51

7.1. Подготовительные процессы ………………………………………….51

7.2. Классификация материала в жидкой и воздушной средах………….53

7.3. Перемешивание компонентов смеси…………………………………..54

7.4. Формование изделий……………………………………………………55

7.5. Тепловая обработка…………………………………………………….63

Основные вопросы по курсу …………………………………………………63

Литература …………………………………………………………………….64

Введение

При всем разнообразии технологических процессов в промыш­ленности строительных материалов многие из них являются общими для различных производств. Так, процесс перемешивания встречает­ся в технологии изготовления практически любого строительного ма­териала. Он специфичен по некоторым технологическим параметрам для компонентов бетонной смеси и керамической массы, однако сам процесс описывается единым уравнением, т. е. подчиняется еди­ному закону. Другой пример. Движение воздуха в сушилках для кирпича или транспортирование растворной смеси по трубам, без­условно, имеют свою специфику, однако обе эти технологические операции подчиняются единым законам гидромеханики. С другой стороны, в технологии строительных материалов имеются процес­сы, специфические только для данного вида производства или груп­пы производств. Например, тепловлажностная обработка — харак­терный тепловой процесс при производстве бетонных изделий, а обжиг — для керамических материалов. Таким образом, с этой точ­ки зрения, процессы производства строительных материалов могут быть разделены какна общие, так и наспецифические.

Курс «Процессы и аппараты технологии строительных материалов» рассматривает процессы незави­симо от вида производства, в котором эти процессы используются. Так, перемешивание раскрывается с общей точки зрения, а не с точки зрения применения этого процесса при производстве керами­ческих изделий или сборного железобетона. Преимуществом тако­го подхода к изучению процессов является то, что студенты получа­ют более широкую инженерную подготовку, знание общих законо­мерностей протекания процессов, основанное на использовании законов механики, гидродинамики, термодинамики и других основ­ных технических дисциплин.

Таким образом, курс «Процессы и аппараты технологии строительных материалов» является связую­щим звеном между общетехническими и технологическими дисцип­линами. Этот курс создает предпосылки для преподавания дисцип­лин специализаций с привлечением математического аппарата как для анализа физических явлений, протекающих на отдельных ста­диях технологического процесса, так и для оптимизации их и всего процесса в целом.