Fonyó Zsolt és Fábry György: Vegyipari művelettani alapismeretek

A mérnöki tevékenység jelentőségét nem lehet túlbecsülni a modern társadalomban. Gazdaságunk jelenlegi helyzetében rendkívül megnőtt a kreatív műszaki értelmiségiek szerepe. Az innovációs folyamat egészét elvégezni képes, kreatív műszaki értelmiséget csak olyan felsőoktatás képezhet, amely nyitott a legkorszerűbb ismeretekre, szoros kapcsolatban áll az iparral és egységes szemléletben, áttekintésében tanítja a szerteágazó mérnöki ismereteket. Fonyó Zsolt és Fábry György "Vegyipari művelettani alapismeretek" című könyve e komplex feladat megvalósításához kíván hozzájárulni.

A vegyipari műveletek, vagyis az egymástól függetlenül létező vegyipari és rokonipari eljárásokban előforduló azonos vagy hasonló rendeltetésű készülékek, berendezések elemzése és ismertetése a könyv tárgyalásának kitüntetett szempontja.

A könyv felépítése és célközönsége

A könyv elsősorban a vegyészmérnöki, biomérnöki, környezetmérnöki, élelmiszer-mérnöki, vegyipari gépészmérnöki, műszaki-menedzser és rokon tanulmányokat folytató graduális és posztgraduális egyetemi hallgatók számára íródott. A szerzők arra is törekedtek, hogy jól használható legyen a gyakorlatban dolgozó tervező, fejlesztő, üzemeltető és kutató szakemberek kézikönyveként is.

A főbb témakörök, amelyeket a könyv részletesen tárgyal:

• Művelettani és áramlástani alapfogalmak
• Transzportfolyamatok
• Mérlegegyenletek
• Hasonlóságelmélet
• Hidrodinamikai műveletek
• Hőátadási műveletek
• Anyagátadási műveletek

Részletes tartalom

I. Művelettan, hidrodinamika, hasonlóság

Ez a rész a művelettani alapfogalmakat, a műveleti egység mibenlétét és az azt leíró fizikai mennyiségeket mutatja be. Kitér az extenzív mennyiségek transzportjára és a nemnewtoni fluidumok reológiai alapfogalmaira. Az áramlástan alapjai keretében a mérlegegyenleteket, mint a tömeg-mérlegegyenletet (folytonossági tétel) és az impulzus-mérlegegyenletet (Navier-Stokes-tétel) ismerteti, egyszerűsített formáik és nevezetes alkalmazásaik mellett. A hidrodinamikai hasonlóság fejezet a hasonlóságelméletet, modellelméletet és dimenzióanalízist tárgyalja, alkalmazva az áramlási ellenállás számítására kör keresztmetszetű egyenes csőben, körüláramlott testek és szemcsehalmazon áthaladó fluidumok esetében. Foglalkozik a fluidizációval, a szűrési sebesség Darcy-féle egyenletével és a keverés hasonlóságával is.

II. Hidrodinamikai és mechanikai műveletek

Ebben a szekcióban az ülepítésről, ülepítőkről és áramkészülékekről olvashatunk. A szűrés és lényerés témaköre magában foglalja a szűrőközegeket, szűrőkészülékeket és a lényerés folyamatát. A por- és cseppleválasztás részletesen bemutatja a porleválasztás készülékeit, a leválasztási fokot, porszűrőket, porkamrákat, ciklonokat, elektrosztatikus porleválasztókat, nedves gáztisztítókat, gázmosókat, valamint a cseppfogókat és cseppleválasztókat. A centrifugálás tárgyalása a centrifugális erőtér elvét és a különböző centrifugatípusokat ismerteti. A keverés fejezet a keverők teljesítményszükségletét, a különböző keverőtípusokat, a nagy viszkozitású anyagok keverését, dagasztókat, szilárd szemcsés anyagok keverését, sztatikus keverőket, gázdiszpergálást, pneumatikus keverést és homogenizáló gépeket taglalja. A méretcsökkentés, méretnövelés és fajtázás témaköre a szemcseanalízissel, RRSB-eloszlással, porlasztással, osztályozással és fajtázással foglalkozik.

III. Hőátadási műveletek

Ez a rész a hőátvitel elméleti alapjaival, megnyilvánulási formáival (konvektív hőátadás, hőátbocsátás, hősugárzás) és instacionárius hőátvitellel foglalkozik. Kitér a logaritmikus közepes hőmérséklet-különbségre, a hő-mérlegegyenletre és a hőtani hasonlóságra (konvektív hőátadás kritériális egyenlete). A hőhordozók fejezet bevezetőt nyújt, ismerteti a fázistörvényt és a fázisdiagramot, a Clausius-Rankine-körfolyamatot, valamint a fűtést hőközvetítő közeggel. A hőkonvekció, hőátvitel és hőcserélők áttekintése után részletesen tárgyalja a hőcserélők alapegyenleteit, a hőkonvekciót fázisváltozás nélkül és fázisváltozás közben (kényszer- és szabad konvekcióval), a bordáscsöves hőátadást és a hőátadást keverős készülékben. Részletes bemutatást kapunk a különböző hőcserélő típusokról is.

IV. Bepárlás és Kristályosítás

A bepárlás fejezet bemutatja a Robert-bepárlót, a többfokozatú bepárlást, a bepárlást befolyásoló tényezőket, a bepárló teljesítményét, anyag- és hőmérlegét, valamint a hőátviteli tényezőjét. Különböző bepárlókészülék-típusokat, fűtőgőzvezetési és légtelenítési megoldásokat, külső ejtőgyűrűs kristályosító bepárlót, Zsigmond-féle bepárlót, gyorsbepárlókat, lemezes bepárlót és páravíz eltávolítását ismerteti. Különleges bepárlók eseteit is tárgyalja. A kristályosítás fejezet a kristályállapotot, egy- és kétalkotós rendszereket, a kristályosító berendezések csoportosítását, hidrátokat, kristályvizet és a kristályok képződését magyarázza. Többalkotós rendszereket, egyszerű elpárologtató, hűtő-, bepárló- és vákuumkristályosítókat mutat be, valamint a szétválasztást olvadékkristályosítással.

V. Hűtés

Ez a rész a hűtés, léghűtés és vízhűtés alapjaival, hűtősólevekkel és hűtőoldatokkal, valamint jéggel történő hűtéssel foglalkozik. Bemutatja az entalpiadiagramokat és a különböző hűtőgépeket, mint a kompresszoros és abszorpciós hűtőgépeket, gőzsugárszivattyút és gőzsugárhűtőgépet. A hűtőtornyok működését is részletezi.

VI. Anyagátadási műveletek

Az anyagátadási műveletek fejezet az anyagátadás elméleti alapjaival, a diffúzió megnyilvánulási formáival (Fick-törvény, ekvimoláris ellenáramú diffúzió, egyirányú diffúzió: Stefan-egyenlet), valamint a diffúzió és konvekció kapcsolatával foglalkozik. Bemutatja a konvektív anyagátadást, a komponens-mérlegegyenletet és az anyagátadási hasonlóságot, különös tekintettel a konvektív anyag-, hő- és impulzustranszportok közötti analógiára. Az átadási elméletek és határfelületi jelenségek tárgyalása után az anyagátbocsátás és gázabszorpció témaköre következik. Itt az anyagátbocsátási műveletek típusait, megvalósítását, fázisegyensúlyokat, egy- és többfokozatú abszorpciós egyensúlyi egységeket, az anyagátbocsátási tényezőt és a folytonos érintkeztetésű oszlopok számítását ismerteti, valamint az abszorpció megvalósítását.

VII. Desztilláció

A desztilláció alapjai fejezet a gőz-folyadék egyensúlyok jellemzését és számítását, az egyszerű desztillációs módszereket és a rektifikálás fogalmát tárgyalja. Részletesen foglalkozik a biner elegyek rektifikálásával, a minimális és optimális refluxaránnyal, a minimális tányérszámmal, az elméleti tányérszám számításával empirikus összefüggéssel ("Short-cut" számítás), a hőmérleg figyelembevételével biner elegyek rektifikálásánál, valamint a rektifikálóoszlopok hatásfokával. A szakaszos rektifikálás, többkomponensű elegyek rektifikálása, a rektifikálóoszlopok kapcsolási sorrendje és szabadsági foka, valamint a többkomponensű rektifikálás matematikai modellezésének alapjai, közelítő módszerei és komplex elegyek frakcionálása is terítékre kerül. Különleges desztillációs módszereket és desztillálóoszlopok, egyéb termikus szétválasztó műveletek energiaintegrációs tervezését is bemutatja.

VIII. Kolonnaszerkezetek és extrakció

A rektifikálóoszlopok és abszorberek belső szerkezete témakör a működési elv szerinti csoportosítást, a kolonnaszerkezetek jellemzőit és értékelési módjait, tányéros oszlopokat (működési tartomány, átmérő), töltött oszlopszerkezeteket (átmérő, nyomásesés, komponensátadási együtthatók számítása), rendezett töltetszerkezeteket, valamint rektifikálóoszlopok egyéb tartozékait és konstrukciós megoldásaikat tárgyalja. Az extrakció fejezet az alapelveket, csoportosítást, folyadék-folyadék extrakciót, szilárd-folyadék extrakciót és szuperkritikus extrakciót (destrakció) mutatja be.

IX. Adszorpció és szárítás

Az adszorpció fejezet bevezetőt nyújt, ismerteti az alapfogalmakat, adszorbenseket, zónavándorlást és áttörést, oldószervisszanyerést, gázelegyek és folyadékelegyek szétválasztását, valamint cukorlevek színtelenítését. A szárítás témaköre a nedves anyagot, a szárítóközeg jellemzőit, a nedves anyagok száradási folyamatát és a szárítás változatait tárgyalja. A szárítóberendezések bemutatása magában foglalja az atmoszferikus konvekciós és kontakt szárítókat, vákuumszárítókat, szublimációs szárítókat és egyéb szárítókat.

X. Membránszétválasztó műveletek

A könyv záró fejezete a membránszétválasztó műveleteket tárgyalja, melyek egyre fontosabb szerepet kapnak a modern vegyiparban.

Kiadvány adatai

A könyv két kiadásban jelent meg a Nemzeti Tankönyvkiadó gondozásában, Budapesten.

1. kiadás: 1998, keménytáblás, ISBN: 9631890406

2. kiadás: 2004, 1042 oldal, ISBN: 9631953157

tags: #fonyo #zs #fabry #gy #vegyipari #muvelettani