по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»
Для получения экзамена по данной дисциплине обучающимся необходимо написать во 2-м семестре контрольную работу.
Контрольная работа состоит из теоретической части (2 индивидуальных вопроса), 3 общих вопроса.и расчетной части (2 задачи).
Общие вопросы: 1. Уравнение Бернулли для идеальных жидкостей, для реальных жидкостей. 2. Гидравлические сопротивления в трубопроводах. 3. Определение основных параметров ц/б и поршневых насосов.
Индивидуальные вопросы выбираются следующим образом:
1 вопрос – соответствует номеру варианта;
2 вопрос – к номеру Вашего варианта прибавить 33;
Перед выполнением контрольной работы целесообразно обратиться к соответствующей теме программы. Для выполнения теоретических вопросов нужно воспользоваться учебниками Касаткин А.Г. «Основные процессы и аппараты химической технологии», А.И. Скобло и др. «Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и Дытнерский Ю.И. «Основные процессы и аппараты химической технологии». Для решения задач необходимо воспользоваться учебником Павлов К.Ф. и др. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. В этом учебнике приведены примеры решения задач.
Номер варианта соответствует номеру студента в списке группы:
Задача 1. Определить динамическую и кинематическую вязкость двухкомпонентной смеси газов, находящейся под давлением 1,5 атм и температуре Т=40о С, если объемная доля 2-го компонента в смеси у2 . Данные взять из таблицы 1.
Таблица 1
| Вариант | |||||||||||
| Бинарная газовая смесь* | 13/7 | 7/1 | 3/1 | 2/1 | 2/16 | 12/16 | 16/17 | 8/17 | 7/17 | 7/2 | 1/10 |
| Объемная доля 2-го компонента смеси, у2 | 0,4 | 0,9 | 0,4 | 0,2 | 0,40 | 0,6 | 0,4 | 0,35 | 0,05 | 0,6 | 0,2 |
Продолжение таблицы 1
|
|
| Вариант | |||||||||||
| Бинарная газовая смесь* | 2/10 | 2/7 | 3/4 | 8/9 | 8/7 | 12/13 | 10/11 | 1/11 | 7/11 | 2/11 | 8/11 |
| Объемная доля 2-го компонента смеси, у2 | 0,55 | 0,85 | 0,8 | 0,05 | 0,20 | 0,45 | 0,45 | 0,9 | 0,95 | 0,9 | 0,85 |
Окончание таблицы 1
| Вариант | |||||||||||
| Бинарная газовая смесь* | 12/13 | 1/13 | 6/13 | 6/4 | 3/6 | 17/6 | 7/6 | 6/12 | 7/18 | 8/12 | 2/18 |
| Объемная доля 2-го компонента смеси, у2 | 0,8 | 0,2 | 0,8 | 0,1 | 0,4 | 0,65 | 0,15 | 0,75 | 0,4 | 0,45 | 0,65 |
*Компоненты газовой смеси выбираются по номеру из таблицы 2; числитель дроби – номер первого компонента, знаменатель – номер второго компонента.
Таблица 2.
| Название | азот | аммиак | аргон | ацетилен | бутан | воздух | водород | гелий | диоксид азота |
| номер |
Окончание таблицы 2
| Название | диоксид серы | диоксид углерода | кислород | метан | оксид углерода | пентан | пропан | пропилен | сероводород |
| номер |
Задача 2. Насос перекачивает жидкость из резервуара с атмосферным давлением в аппарат, давление в котором составляет Pизб. Высота подъёма м. Общее сопротивление всасывающей и нагнетательной линий м. Определить полный напор, развиваемый насосом. Плотность – справочная величина.
| Вариант | |||||||||
| Pизб | 37 кгс/см2 | 38бар | 40 бар | 42 бар | 41 бар | 39 бар | 40,5 бар | 26600 мм.рт.ст. | 30000 мм.рт.ст. |
| Нг | 16 м | 15,6 | 15,3 | 15,0 | 14,7 | 14,3 | 14,0 | 13,8 | 13,6 |
| Hпот | 65,6 | 50,1 | 51,7 | 67,05 | 64,4 | 53,8 | 50,5 | 52,6 | 53,6 |
| жидкость | Азотная кислота 100%-ная | ацетон | бензол | Бутиловый спирт | Вода | гексан | Глицерин 50%-ный | Дихлор-этан | Диэтиловый эфир |
|
|
| Вариант | |||||||||
| Pизб | 35000 мм.рт.ст. | 43 бар | 3,5 МПа | 3, 0 МПа | 3,1 МПа | 3,3 МПа | 3,4 МПа | 3,55 МПа | 36 кгс/см2 |
| Нг | 13,4 | 13,2 | 13,0 | 12,7 | 12,5 | 12,3 | 12,1 | 11,9 | 11,7 |
| Hпот | 48,9 | 52,6 | 62,3 | 63.90 | 71,08 | 66,3 | 64,2 | 65,5 | 63,2 |
| жидкость | Изопропиловый спирт | М-ксилол | бензол | Метиловый спирт | Муравьиная кислота | Натр едкий 50%-ный | нитробензол | октан | пропиловый спирт |
| Вариант | |||||||||
| Pизб | 32 бар | 33 кгс /см2 | бар | 40бар | 39 кгс/см2 | 25800 мм.рт.ст | 26000 мм.рт.ст | 27500 мм.рт.ст | 28000 мм.рт.ст |
| Нг | 11,5 | 11,4 | 11,2 | 11,0 | 10,9 | 10,7 | 10,5 | 10,4 | 10,2 |
| Hпот | 52,0 | 51,4 | 53,4 | 54,9 | 55,02 | 56,4 | 57,5 | 58,36 | 59,06 |
| жидкость | Серная кислота 98% | Соляная кислота 30% | Толуол | Уксусная кислота | Фенол расплавленный | хлорбензол | хлороформ | этилацетат | этиловый спирт 100% |
| Вариант | ||||||
| Pизб | 42,3 кгс/см2 | 41 бар | 44 бар | 40ат | 40 атм | 41ат |
| Нг | 10,0 | 9,5 | 9,0 | 10,5 | 9,0 | 9,5 |
| Hпот | 56,77 | 58,3 | 55,5 | 52,4 | 51,9 | 53,02 |
| жидкость | Этиловый спирт 40% -ный | О-ксилол | Хлорид кальция 25%-ный | метанол | этанол | Муравьиная кислота |
Индивидуальные вопросы:
1. Что понимают под гидравликой? Гидростатика и гидродинамика, их основные задачи. Как понимается жидкость в гидравлике? Идеальная и реальная жидкость.
2.Основные физико-химические свойства реальной жидкости. Какие силы действуют в реальной жидкости?
3. Назовите и дайте определения основным характеристикам движущейся жидкости. Сформулируйте закон внутреннего трения Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Ламинарный и турбулентный потоки.
|
|
4. Запишите основные уравнения гидростатики: уравнения равновесия Эйлера и закон Паскаля. Дайте им развёрнутую характеристику и области практического применения. Что такое гидростатическое давление?
5. Сформулируйте основной закон гидростатики как закон сохранения энергии покоящейся жидкости.
6. Дайте характеристику основным прикладным задачам гидростатики: давление на дно и стенки сосудов, измерение уровней жидкости в резервуарах, работа гидростатических машин, приборы и устройства для измерения давления.
7. Как рассчитать давление на дно и стенки сосудов? С какой целью производится расчёт давления?
8. Дайте определение основным задачам гидродинамики: внутренняя, внешняя и смешанная задачи. В чём, по Вашему мнению, состоит главная задача гидродинамики?
9. Дайте определения основным законам гидродинамики: уравнение неразрывности потока, дифференциальные уравнения движения жидкости Навье-Стокса и приведите примеры их практического применения.
10. Что представляет собой уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости? В чём состоит его главное практическое применение?
11. Принципы измерения скоростей и расходов жидкостей в трубопроводах, основанные на определении перепада давления
12. Запишите определения основных критериев гидродинамического подобия (Рейнольдса, Эйлера, Фруда и др.). Каким образом используются эти критерии подобия на практике?
13. Определите основные прикладные вопросы гидродинамики, в чём состоят главные цели их практического решения?
14. Запишите уравнение для расчёта гидравлического сопротивления трубопроводов. Каким образом и для чего производится расчёт затрат энергии на преодоление сил трения, местных сопротивлений и т.д.? На какие статьи приходится основная часть затрат энергии и почему?
15. Назовите основные этапы гидравлических расчётов и дайте характеристику каждому из них при расчёте трубопроводов.
16. Дайте общую характеристику простому водопроводу и разветвлённому трубопроводу.
17. Дайте классификацию насосов для транспортирования жидкостей.
18.Сформулируйте и приведите основные параметры насосов: производительность, напор, мощность и т.д.
19.Напор насоса, его энергетический смысл. Вывод формулы для расчета напора насоса
20.Высота всасывания насоса. От каких факторов зависит допустимая высота всасывания насосов? Ответ обоснуйте анализом формулы для расчета высоты всасывания.
21. Как влияет температура перекачиваемой жидкости на предельную высоту всасывания насосов? Ответ обоснуйте анализом формулы для расчета высоты всасывания.
22. Характеристика центробежного насоса. Характеристика сети. Как определяют напор и мощность насоса при работе его на данную сеть.
23. Изобразите графики и сопоставьте зависимости между производительностью и напором центробежного и поршневого насосов.
24. Насосы объёмного типа действия. Поршневые насосы, устройство и основные характеристики этих насосов. Области применения?
25. Динамические насосы. Центробежные насосы, устройство и характеристики ц/б насосов, области применения?
26. Что такое рабочая точка насоса и приведите пример нахождения рабочей точки работы насоса на гидравлическую сеть.
27. Шестерённые насосы, насосы трения и другие типы насосов?
28. Современное состояние использования насосов в нефтяной промышленности?
29.Классификация неоднородных систем.
30.Методы разделения неоднородных систем.
31.Материальный баланс процессов разделения.
32. Отстаивание. Отстойники.
33.Отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий (Эскиз).
34.Пылеосадительная камера (Эскиз).
35.Осаждение под действием центробежных сил. Фактор разделения.
36.Устройство и принцип действия циклонов ((Эскиз).
37.Батарейный циклон (Эскиз)
38.Влияет ли диаметр циклона на эффективность его работы? Каким образом?
39.Почему ограничивают диаметр циклона?
40.Как выбирают циклоны?
41.Режимы движения твёрдых частиц.
42.Критерий Re для различных режимов
43.Фактор формы
44.Скорость осаждения. Способы определения скорости осаждения сферических частиц по диаметру.
45.Как рассчитывается площадь осаждения?
46.Зависимость для расчета многополочных осадительных камер.
47.От чего зависит производительность отстойника. Схема расчета отстойника.
48.Центрифугирование. Основные понятия.
49.Устройство и принцип действия осадительной центрифуги периодического действия ((Эскиз)эскиз)
50.Фильтрование. Основные понятия. Способы создания движущей силы процесса.
51.Постоянные в уравнениях фильтрации.
52.Сжимаемые и несжимаемые осадки. Пористость осадков.
53.Фильтровальные перегородки.
54.Нутч-фильтр. Устройство и принцип действия ((Эскиз)эскиз (Эскиз)
55.Фильтр-пресс. Устройство и принцип действия (Э((Эскиз)эскиз скиз)
56.Ленточный фильтр. Устройство и принцип действия (Эскиз)
57.Устройство и принцип действия фильтрующей центрифуги
58.Уравнение фильтрования при постоянной разности давлений и скорости.
59.Определение производительности фильтров и продолжительности процессов фильтрования
60Устройство и принцип действия рукавного фильтра (Эскиз)
61.Мокрая очистка газов.
62.Полые и осадочные скрубберы. Центробежный скруббер (Эскиз)
63.Устройство и принцип действия скруббера Вентури (Эскиз)
64.Электрическая очистка газов.
65.Устройство и принцип действия электродегидратора (Эскиз)
66.Выбор аппаратов для разделения неоднородных систем
67.Дифференциальное уравнение фильтрования
68.Гидродинамика зернистого слоя.
69.Гидравлическое сопротивление слоя: расчет гидравлического сопротивления неподвижного слоя; - расчет гидравлического сопротивления псевдоожиженного слоя;
70.Критические скорости: расчет скорости псевдоожижения; - расчет скорости свободного витания.