Химическая технология
Химия и химическая промышленность
  • формат html, image
  • размер 2,82 МБ
  • добавлен 28 ноября 2016 г.
Сафонов М.С. Критерии термодинамического совершенства технологических систем
М.: МГУ, 1998. — 57 с.: ил. — (Избранные главы химической технологии. Вып. 1).
Задача химика-технолога — создать эффективные способы массового производства полезных продуктов. Трактовка термина "эффективный способ" зависит от принятых критериев эффективности. Если за критерии брать натуральные показатели, такие как расходы сырья и энергии на получение единичного количества продукта и интенсивность процессов (скорость трансформации вещества и энергии в единичном объеме аппаратуры), то перед технологом стоят задачи создать такие системы, в которых единичное количество продукта производится из минимального количества сырья, при минимальном потреблении энергии и при максимальной скорости процесса. В этом смысле химическая технология есть естественное продолжение химии, но с опорой в равной степени и на макроскопическую физику и механику.
Основное внимание в предлагаемом руководстве уделяется наиболее "наукоемким" критериям, характеризующим степень термодинамического совершенства технологических систем. Выделение этого вопроса продиктовано тем значением для устойчивого развития цивилизации, которое приобретают в современную эпоху проблемы ресурсо- и энергосбережения и снижения антропогенного воздействия на окружающую среду. Выпускниками университета вопросы ресурсо- и энергосбережения должны пониматься не на общегражданском уровне контроля за показаниями счетчиков воды, газа и электричества, а на фундаментальном уровне второго начала термодинамики, уровне управления процессами генерации энтропии.
В приложении к проблемам химической технологии положения термодинамики предстают перед изучающим предмет в новых "одеждах", а именно, в "потоковом" выражении. Уравнения термодинамики характеризуют теперь изменение состояния не статичной порции вещества, а потока вещества, проходящего через технологическую систему. Аналогичным образом вместо количеств энергии, теплоты или работы, воспринимаемых (отдаваемых) порцией вещества, в термодинамическую модель технологической системы входят потоки теплоты и работы и скорости возникновения энтропии в системе. В приложении к задачам технологии такие ключевые абстрактные понятия термодинамики как полезная работа системы и максимальная работа системы приобретают совершенно конкретное и ясное содержание. Таким же конкретным и ясным содержанием наполняется понятие скорости возникновения энтропии.
Оглавление (под спойлером).

Обобщенный образ технологической системы
Производство энтропии — количественная мера неравновесности процесса
Второе начало термодинамики.
Производство энтропии в модельных неравновесных системах.
Установление теплового равновесия.
Смешение газов.
Газофазная химическая реакция.
Общее выражение для скорости производства энтропии.
Интегральные уравнения преобразования потоков вещества и энергии в технологических системах
Уравнения баланса потоков масс компонентов и основанные на них критерии эффективности использования сырья.
Уравнение баланса потоков энергии.
Частные формы уравнения баланса энергии.
Потенциальная работоспособность технологической системы
Термодинамическая шкала качества тепловой энергии.
Неравноценность различных форм энергии.
Цикл Карно.
Ранжирование источников и стоков теплоты с помощью идеальной машины Карно.
Эксергия материальных потоков.
Полная работа в технологической системе.
Уравнение баланса энтропии.
Выражение работоспособности системы через функцию эксергия.
Рекомендуемая литература