Учебная программа и краткие методические указания
Методические указания по самостоятельной работе и выполнению и контрольных заданий
для студентов заочного отделения специальности 18.02.03 Химическая технология неорганических веществ Дисциплина: ОП.09 Процессы и аппараты
Аннотация: Для организации самостоятельной аудиторной работы студентов. 80 листов.
Разработчики: Бабинцева У.С. преподаватель дисциплин общепрофессионального цикла
СОДЕРЖАНИЕ лист
Учебная программа и краткие методические указания……………………………...12
Учебная программа и краткие методические указания……………………………...58
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Методические указания и контрольные задания составлены в соответствии с учебным планом и рабочей программой для специальностей18.02.03 Химическая технология неорганических веществ по дисциплине: ОП.09 Процессы и аппараты. Дисциплина «Процессы и аппараты» изучает теоретические основы технологических процессов химической промышленности, а также рассматриваются принципы устройства и методы расчёта аппаратов, в которых эти процессы протекают. Для студентов технических специальностей дисциплина – «Процессы и аппараты» – является одной из основных. Усвоение её необходимо для изучения таких дисциплин как «Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт оборудования отрасли» и др. В результате изучения этой дисциплины студенты должны усвоить методику расчёта и выбора основных аппаратов, необходимых технику-механику химических предприятий. Овладение дисциплиной «Процессы и аппараты» позволит технику-механику осуществлять в производственных условиях оптимальные технологические режимы, повышать производительность аппаратуры и улучшать качество продукции. Курс – «Процессы и аппараты» – состоит из следующих разделов:
Изучение каждого из процессов начинается с рассмотрения теории процесса, закономерностей его протекания. Затем студенты знакомятся с устройством типовых аппаратов и машин, методикой их расчёта. Усвоив устройство аппаратов, нужно уметь сделать химико-экономическое сравнение их и выбрать наиболее рациональную конструкцию. Изучение дисциплины «Процессы и аппараты» связанно с выполнением большого объёма расчётов. Важным условием правильного и быстрого выполнения расчётов является свободное владение размерностями основных величин. С 1 января 1980 года принята как обязательная Международная система единиц измерения-(СИ – Si) во всех областях науки, техники и народного хозяйства. Основными элементами СИ являются следующие: единица длины – метр (м); единица массы – килограмм (кг); единица времени – секунда (с); единица температуры – градус Кельвина (К). Единицы, образуемые на базе основных, называются производными. В курсе «Процессы и аппараты» широко применяются следующие производные единицы измерения СИ: площадь – м2; объём – м3; скорость – м/с; сила – ньютон (Н); давление, механическое напряжение – Паскаль (Па); работа, энергия, количество теплоты – Дж; мощность, тепловой поток – Вт; удельная теплоёмкость – Дж/(кг . К); теплопроводность – Вт/(м . К) и др. Экзамен студенты сдают после изучения всех разделов, выполнения контрольных работ, а также после проведения лабораторных работ и расчётных заданий, получив зачёт. На экзамене требуется знание физико-химических основ процессов, конструктивных схем типовых аппаратов, умение составлять материальные и тепловые балансы процессов, определять расход теплоносителей в тепловых процессах, вычислять основные размеры (диаметр и высоту) аппаратов, определять поверхность аппаратов, а также расход мощности на работу машин. Экзаменационные билеты состоят из двух вопросов и задачи. Все вычисления на экзамене производятся на ЭВМ и доводятся до окончательного цифрового результата.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Студенты специальности выполняют две домашних контрольных работы: контрольную работу № 1 (после изучения разделов программы 1, 2) и контрольную работу № 2 (перед изучением разделов 3). Контрольные работы составлены в соответствии с учебным планом по специальности 1701, утверждённым. и рабочей программой по дисциплине – «Процессы и аппараты». В контрольную работу № 1 включены 2 вопроса и 3 задачи, в контрольную работу № 2 – один теоретический вопрос и 3 задачи. Выполнять контрольную работу необходимо в строгом соответствии со своим шифром. Например, шифр учащегося 80325. для этого варианта берутся две последние цифры шифра. Для данного варианта необходимо дать ответы на № 4, 47, 64, 150, 230 (см. таблицу.1). Прежде, чем выполнять работу студенты должен проработать теоретическую часть курса, охватывающую данный круг вопросов. Ответы на теоретические вопросы должны быть чёткими, конкретными, по существу поставленного вопроса. Если к ответу на вопрос требуется вычертить схему аппарата или установки, то их нужно выполнить карандашом или шариковой ручкой чётко и аккуратно с соответствующими надписями и спецификацией. Номера позиций на схеме аппарата необходимо располагать на палочках, название схемы и спецификацию к ней располагать под рисунком. При решении задачи необходимо вначале выписать все заданные величины и проставить их размерность. Недостающие величины – найти по справочной литературе, выразив единицы измерения физических величин в системе СИ, сделать ссылки на использованную литературу. Ссылку следует делать так. Например: r60°Сац.=746 кг/м3 [I, с.804] такое обозначение показывает, что плотность ацетона при 60оС ровна 746 кг/м3. чтобы найти эту величину, необходимо в перечне использованной литературы под № 1 поставить учебник: Плановского А.Н. и др. Процессы и аппараты химической технологии.-М.: Химия, 1968 в котором на с.804 можно найти искомую величину плотности. В примерах, приведённых в разделах, ссылки даны на основную и дополнительную литературу, указанную в разделе № 2. При выполнении расчётов необходимо вначале написать расчётное уравнение, подставить числовые значения величин (в системе СИ), вычислить полученный результат и проставить его размерность. Для вычислений необходимо пользоваться одной из ЭВМ. Черновые вычисления: умножение, деление, логарифмирование и другие приводить не нужно. Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена. В начале работы нужно обязательно указать номера выполняемых вопросов (согласно шифра), текст должен быть чётко написан чернилами или шариковой ручкой. В конце работы необходимо привести список используемой литература. Выполненная контрольная работа своевременно высылается в колледж для проверки. После получения зачётной работы студент-заочник должен внимательно изучить рецензию и другие замечания преподавателя, обратить внимание на допущенные ошибки и доработать учебный материал. Не зачтённая работа по указанию преподавателя выполняется вновь или переделывается частично. При сдаче экзамена контрольные работы обязательно предъявляются преподавателю.
ТАБЛИЦА № 1 вариантов домашней контрольной работы № 1 (номер варианта соответствует двум последним цифрам шифра студента)
ТАБЛИЦА № 2 выбора вариантов домашней контрольной работы № 2
ЛИТЕРАТУРА
Основная
Дополнительная
ЗАДАНИЕ ПЕРВОЕ
Учебная программа и краткие методические указания
Цели и задачи дисциплины «Процессы и аппараты» и его связь с другими дисциплинами. Классификация основных процессов химической технологии. Условия работы машин и аппаратов химической промышленности и требования, предъявляемые к ним. Общие методы расчёта машин и аппаратов химической промышленности. Основные направления в области интенсификации химических процессов. Решение вопросов охраны окружающей среды от загрязнений промышленными выбросами. Проблемы механизации, автоматизации и научной организации труда в химическом производстве. Применение международной системы единиц (СИ). Литература: [1, с. 20-27] [2, с.9-13; 19.]
РАЗДЕЛ 1. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЦЕССЫ
Тема 1.1. Общие вопросы прикладной гидромеханики
Понятие о гидромеханических процессах. Жидкости капельные и упругие. Физические свойства реальных жидкостей. Гидростатическое давление жидкости на стенки и дно резервуаров и др. Ёмкостной аппаратуры. Скорость и расход жидкости. Материальный и энергетический балансы потока. Управление неразрывности потока. Обобщенное уравнение Бернулли для реальной жидкости. Применение уравнения Бернулли для расчёта трубопроводов и гидравлического сопротивления аппаратов. Режимы движения жидкостей: критерий Рейнольдса. Физический смысл критериев подобия гидромеханических процессов.
Литература: [1, с.121-142; 169-171] [2, с.16-62.]
Тема 1.2. Разделение жидких и газовых гетерогенных систем
Виды неоднородных жидких систем и методы их разделения. Отстаивание. Типы отстойников и сгустителей. Отстойники непрерывного и периодического действия, их устройство. Гребковый отстойник непрерывного действия, его устройство. Методика расчёта отстойника. Осаждение в поле центробежных сил. Мультигидроциклон, его устройство. Общие сведения о фильтрации: с образованием осадка, сгущение и осветление. Классификация фильтров. Устройство и принцип действия нутч-фильтров, фильтрпрессов и вакуум-фильтров (барабанных, дисковых, ленточных). Виды фильтрующих перегородок. Методика расчета фильтров и их производительности. Сравнительная технико-экономическая оценка фильтров, их выбор и обслуживание. Надежность фильтровальной аппаратуры. Общие сведения о процессах центрифугирования. Виды центрифугирования. Классификация центрифуг. Устройство центрифуг периодического действия с ручной и гравитационной выгрузкой осадка, автоматических с ножевым съёмом осадака, непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка. Сверхценрифуги. Конструкция многокамерной центрифуги с выгрузкой осадка пульсирующими поршнями. Методика Расчета ценрифуг. Сравнительная технико-экономическая оценка центрифкг. Их выбор и обслуживание. Пути усовершенствования конструкции фильтров и центрифуг. Выбор аппаратов по ГОСТу. Правила безопасной работы на центрифугах. Методы очистки газов и классификация газоочистных аппаратов. Устройство и принцип действия. Пылеосадительные камеры. Инерционные пылеуловители. Центробежные пылеуловители (циклоны). Расчёт циклона и подбор по каталогу. Рукавные фильтры. Мокрые пылеуловители. Электрическая очистка газов. Электрофильтры. Ультразвуковая очистка газов. Технико-экономическое сравнение газоочистительных аппаратов. Техника безопасности при их обслуживании. Литература:[1, c. 239-322] [2, c. 114-146]
РАЗДЕЛ 2 ТИПОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ
Тема 2.1 Основы теплопередачи Общие сведения о тепловых процессах, аппаратах и теплоносителях. Виды передачи теплоты. Уравнение теплового баланса. Методика расчета тепловой нагрузки теплообменных аппаратов при нагревании, охлаждении, конденсации, испарении. Уравнение передачи теплоты. Физический смысл коэффициентов теплопередачи, теплоотдачи и теплопроводности. Передача теплоты через плоскую стенку. Определение температуры стенки. Основные виды движения теплоносителей и их сравнение. Температурные напоры и перепады, методы их расчета для прямотока и противотока. Средний температурный напор. Расчетная температура теплоносителей. Передача тепла конвекцией. Факторы, влияющие на величину коэффициента теплоотдачи. Критерии теплового подобия. Критериальные уравнения. Методика расчета коэффициента теплоотдачи. Потери теплоты в окружающую среду. Литература: [1, c. 363-411] [2, c. 182-206]
Тема 2.2 Источники энергии. Теплообменная аппаратура
Топливно-энергетическая база страны. Источники тепловой энергии в химической промышленности. Промышленные способы подвода тепловой энергии к химической аппаратуре, области их применения, сравнение и выбор. Методы обезвреживания сточных вод и отходов химических производств. Промышленные способы отвода тепловой энергии, их сравнение и выбор. Классификация теплообменных аппаратов по различным признакам. Устройство, принцип действия, достоинства и недостатки, область применения регенеративных и смесительных теплообменных аппаратов. Устройство, принцип действия, достоинства и недостатки, область применения поверхностных теплообменных аппаратов. Методика расчета теплообменных аппаратов. Технико-экономическое сравнение и выбор теплообменных аппаратов. Пути усовершенствования конструкции теплообменных аппаратов. Техника безопасности при работе теплообменных аппаратов. Литература: [1, c. 368-371] [2, c. 221-242] [7, c. 209-225]
Тема 2.3 Выпаривание растворов
Сущность выпаривания. Выпаривание при атмосферном давлении, при вакууме, при избыточном давлении. Выпарные аппараты, их классификация. Аппараты с естественной и принудительной циркуляцией раствора. Плёночные выпарные аппараты. Материалы для изготовления выпарных аппаратов. Способы экономии тепловой энергии. Выпарные установки однокорпусные, многокорпусные. Расчёт поверхности теплообмена, общей и полезной разности температур.
Литература: [1, c. 467-511] [2, c. 246-275] [7, c. 247-281]
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАБОТЕ № 1
1. Цель и задачи курса «Процессы и аппараты», связь с другими дисциплинами. Классификация процессов. 2. Основные направления в области интенсификации химических процессов. Решение вопросов охраны окружающей среды от загрязнений промышленными выбросами. 3. Условия работы машин и аппаратов в химической промышленности. Основные материалы, применяемые в химическом машиностроении и требования, предъявляемые к ним. 4. Основные физические свойства реальных жидкостей. Дайте определение плотности, вязкости, удельного веса. Укажите их принцип измерения в системе СИ. Как определяется плотность жидкости и газов в реальных условиях? 5. Гидростатика. Гидростатическое давление. Основные уравнения гидростатики. Уравнение Паскаля. Единицы измерения давления в системе СИ. 6. Гидродинамика. Определение скорости и расхода жидкости. Уравнение массового и объёмного расходов. Материальный баланс потоков (уравнение неразрывности потока). 7. Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкостей, объясните значение составляющих его величин их физический смысл 8. Перечислите основные факторы, от которых зависит режим движения реальных жидкостей. Какие режимы движения реальных жидкостей вы знаете? Как можно рассчитать эквивалентный диаметр для кольцевого сечения и межтрубного пространства кожухотрубного теплообменника? 9. Элементы теории подобия. Понятие о теории подобия. Критерии подобия гидромеханических процессов, их физическое значение. 10. Движение жидкостей по трубопроводу. Потери напора на трение и местные сопротивления. 11. Область применения «кипящего» (псевдоожиженного) слоя в химической технологии. Опишите и приведите схему сушилки с «кипящим» слоем, укажите её преимущества перед другими типами сушилок. 12. Основные виды неоднородных жидких и газообразных систем и методы их разделения. Классификация отстойников. Приведите схему и опишите устройство одного из них. 13. Фильтрование. Основные конструктивные типы фильтров (классификация). Теория фильтрования. 14. Классификация промышленных фильтров по величине рабочего давления. Фильтры, работающие под давлением. Приведите схему и опишите устройство фильтрпресса. 15. Какие фильтры непрерывного действия вы знаете? Приведите схему, опишите устройство и принцип действия барабанного вакуум-фильтра. 16. Какие факторы учитываются при выборе промышленных фильтров? Как можно рассчитать продолжительность фильтрования, производительность и необходимую площадь поверхности фильтра? Конструктивные материалы для изготовления фильтров. 17. Какие машины применяются для разделения суспензии под действием центробежных сил? По каким основным признакам классифицируются центрифуги? Опишите устройство и принцип действия саморазгружающейся центрифуги. 18. Устройство и принцип работы горизонтальной центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка. Укажите её достоинства и недостатки. 19. Цель и методы очистки промышленных газов от пыли. Охрана окружающей среды от загрязнений. Центробежная очистка газа. Приведите схему и опишите принцип работы циклона. 20. Расчёт основных параметров циклона. Подбор циклона по ГОСТ. 21. Как можно рассчитать степень очистки газа от пыли? Устройство и принцип действия рукавного фильтра. Материал рукавов и фильтрующих перегородок. 22. В чём состоит сущность электрической очистки газов от пыли? Приведите схему и опишите устройство одного из электрофильтров. 23. Теплопередача. Движущая сила процесса теплопередачи. Виды передачи теплоты. Основное уравнение теплопередачи. Физический смысл коэффициента теплопередачи и его размерность в системе СИ. 24. Передача тепла конвекцией. Закон Ньютона. Физический смысл коэффициента теплоотдачи и его размерность. От каких факторов зависит коэффициент теплоотдачи? 25. Определение коэффициента теплоотдачи в зависимости от режима движения теплоносителя. Приведите критериальные уравнения для его определения при различных режимах движения теплоносителей по трубам и вне труб. 26. Теплопроводность. Закон Фурье. От каких факторов зависит коэффициент теплопроводности? 27. Движущая сила процесса теплопередачи. Связь коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и теплопроводности. Определение температуры стенки. 28. Перечислите основные виды тепловых нагрузок теплообменных аппаратов. С какой целью составляется тепловой баланс? Как можно рассчитать тепловые нагрузки при нагревании и охлаждении, испарении и конденсации? 29. Опишите процесс передачи теплоты через плоскую стенку. Выведите формулу для определения коэффициента теплопередачи. 30. Основные виды движения теплоносителей. Какой вид движения является наиболее оптимальным? Как можно определить средний температурный напор при прямотоке и противотоке? 31. Источники тепловой энергии в химической промышленности. Основные виды нагревающих и охлаждающих агентов. Приведите их краткую характеристику. 32. Классификация теплообменных аппаратов. Какие основные требования предъявляются к конструкции теплообменников? Для чего производится оребрение поверхностей? Приведите схему и опишите устройство теплообменника с оребрённой поверхностью. 33. Выполните схемы, опишите устройство и принцип действия кожухотрубных теплообменных аппаратов с компенсирующими устройствами. 34. Приведите схему, опишите устройство и укажите область применения теплообменника типа «труба в трубе», укажите его достоинства и недостатки. 35. Основные правила эксплуатации и пути интенсификации работы теплообменной аппаратуры. Какой теплоноситель необходимо подавать в трубное пространство? 36. Устройство и принцип работы теплообменника с поверхностью, бразованной стенками аппарата. Материалы, применяемые для изготовления теплообменников. 37. Смесительные теплообменники, классификация. Конденсаторы смешения, их типы. 38. Регенеративные теплообменники. Теплообменники с неподвижной и движущейся насадкой. Недостатки теплообменников. 39. Очистка и ремонт теплообменной аппаратуры, подача тепл
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (236)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |