ВОПРОСЫ
«Процессы и аппараты химических производств»
1. Понятие «жидкости» в гидромеханике и классификация «жидкостей». Понятие о гидростатике и гидродинамике.
2. Силы, действующие в жидкости. Понятие об абсолютном, избыточном давлении и вакууме. Способы выражения давления. Соотношения между системными и внесистемными единицами давления.
3. Физические свойства жидкостей. Вязкость. Закон Ньютона-Петрова. Единицы вязкости и соотношения между ними. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Кривые течения. Эффективная вязкость и ее зависимость от градиента скорости для различных неньютоновских жидкостей.
4. Кинематические характеристики потоков. Понятие о поле скоростей и ускорений. Классификация этих полей.
5. Геометрические характеристики потоков и их использование в расчетах.
6. Расход жидкости и способы его выражения. Понятие о средней скорости и ее использование при выполнении практических расчетов.
7. Неразрывность потока. Выражение этого условия для потока в дифференциальной и интегральной форме. Следствие из этого условия для потоков с переменным сечением.
8. Уравнение движения для реальной и идеальной жидкости. Физическое содержание этого уравнения и отдельных его слагаемых. Для каких целей может быть использовано это уравнение в гидромеханике?
9. Гидростатика. Абсолютный и относительный покой. Дифференциальные уравнения гидростатики. Для каких целей могут быть использованы эти уравнения?
10. Основное уравнение гидростатики и его вывод.
11. Некоторые случаи практического приложения основного закона гидростатики (определение давления с помощью дифференциального манометра, закон Паскаля, закон сообщающихся сосудов, сила гидростатического давления на стенку и т.д.)
12. Равновесие жидкости во вращающемся сосуде. Поле давления к жидкости, заполняющей этот сосуд и форма ее свободной поверхности.
13. Полная удельная механическая энергия в потоке жидкости. Понятие о напоре. Составляющие напора в потоке.
14. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной и реальной жидкости и потока реальной жидкости. Энергетическое и геометрическое содержание слагаемых этого уравнения и метод их практического определения.
15. Некоторые случаи практического приложения уравнения Бернулли (устройство и принцип работы струйного насоса и дроссельных расходомеров).
16. Напорные линии и их построение.
17. Методы изучения процессов химической технологии. Понятие о теории подобия, ее методах изучения процессов химической технологии и их практического использования.
18. Основные положения теории подобия (теоремы подобия).
19. Числа подобия и правила их образования.
20. Числа гидромеханического подобия, процедура их получения и физическое содержание. Внутренние и внешние движения жидкости и характерные (определяющие) параметры для этих движений.
21. Критериальные уравнения и зависимости подобия гидромеханических процессов. Привести примеры таких уравнения и зависимостей для внутренних и внешних движений и пояснить, какие задачи могут быть решены с помощью этих уравнений.
22. Режимы течения жидкостей в трубах и каналах. Понятие о местной, пульсационнойи средней скорости течения. Профили скоростей для разных режимов течения и соотношения для них средней и максимальной скорости.
23. Уравнение полей давления и скорости для ламинарного течения жидкости в трубе и их вывод.
24. Уравнение расхода для ламинарного течения жидкости в трубе (уравнение Пуайзеля) и его вывод.
25. Определение гидравлического сопротивления прямых труб (и каналов некруглого сечения). Критериальные уравнения для определения коэффициента трения жидкостей в трубах.
26. Местные сопротивления, виды местных сопротивлений и определение их гидравлического сопротивления.
27. Понятие о промышленном трубопроводе. Трубы гладкие и шероховатые, гидравлически гладкие и шероховатые. Определение гидравлического сопротивления промышленного трубопровода.
28. Режимы движения частиц в жидкости. Сила сопротивления среды и ее определение (независимо от природы движущей силы). Законы Стокса, Алена и Ньютона.
29. Определение силы сопротивления среды при осаждении частиц в поле силы тяжести. Формулы Стокса, Алена и Ньютона для скорости осаждения частиц.
30. Определение режима осаждения частиц по их диаметру (метод Лященко). Показать правомерность этого метода.
31. Критериальные зависимости для определения скорости осаждения и диаметра частиц.
32. Определение скорости осаждения частиц неправильной формы.
33. Физическая картина процесса осаждения частиц в поле центробежных сил. Фактор разделения и его физический смысл. Формы записи фактора разделения удобные для анализа процессов центрифугирования и циклонирования.
34. Определение силы сопротивления среды и скорости осаждения частиц при центробежном осаждении.
35. Числа подобия и критериальные уравнения при центробежном осаждении. Критическое значение чисел подобия для разных режимов.
36. Определение времени центробежного осаждения.
37. Основные характеристики и соотношения для зернистого слоя. Капиллярная модель зернистого слоя.
38. Определение гидравлического сопротивления зернистого слоя. Закон Дарси.
39. Физическая картина процесса псевдоожижения. График зависимости гидравлического сопротивления псевдоожиженного слоя от скорости фильтрации в широком диапазоне скоростей фильтрации для моно- и полидисперсного слоя. Характерные зоны и значение скоростей фильтрации для этой зависимости.
40. Гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя (доказательство этой зависимости).
41. Критериальные уравнения для псевдоожиженного слоя и задачи, решаемые с помощью этих уравнений.
42. Классификация гетерогенных систем и методов их разделения, уравнения материального баланса для аппаратов (машин) по разделению гетерогенных систем.
43. Отстаивание. Устройство и принцип работы отстойника. Свободноеи стесненное осаждение при отстаивании. Определение производительности и размеров отстойников. Классификация отстойников.
44. Отстойное центрифугирование. Схема устройства и принцип работы простейшей центрифуги. Определение средней скорости осаждения при центрифугировании.
45. Определение теоретической и действительной производительности центрифуги. Индекс производительности, его физическое содержание и факторы, влияющие на его величину.
46. Циклонирование.Схема устройства и принцип работы циклона, определение гидравлического сопротивления и диаметра циклона, показатель эффективности работы циклона и пути его повышения.
47. Схема устройства и принцип работы простейшего фильтра, фильтрующие материалы и способы создания движущей силы процесса фильтрования. Основное дифференциальное уравнение фильтрования (с образованием несжимаемого осадка).
48. Расчетное уравнение для фильтрования при постоянной разности давлений. Задачи, решаемые с помощью этого уравнения. Константы фильтрования и методика их определения.
49. Расчетное уравнение для фильтрования с постоянной скоростью 49а. Классификация фильтров.
50. Очистка газов. Степень очистки газов. Способы промышленной очистки газов от твердых и жидких частиц. Физические основы разных способов очистки газов и их сравнительная характеристика.
51. Гравитационная и инерционная очистка газов. Схема устройства и принцип работы аппаратов этого способа очистки газов.
52. Очистка газов фильтрованием. Физические основы процесса. Виды фильтровальных перегородок. Конструкции фильтровс этими видами перегородок.
53. Мокрая очистка газов. Устройство и принцип работы аппаратов для мокрой очистки газов.
54. Электрическая очистка газов. Схема устройства и принцип работы электрофильтров.
55. Сравнительная характеристика и выбор газоочистных аппаратов, способы повышения степени очистки газов в аппаратах.
56. Интенсивность и эффективность процесса перемешивания. Схема устройства и принцип работы простейшего аппарата с механическим перемешиванием. Методы снижения размеров воронки. Классификация механических мешалок и области применения их разных типов.
57. Модифицированные числа подобия для перемешивания, критериальные зависимости для перемешивания. Определение мощности перемешивания и числа оборотов вала мешалки.
58. Способы транспортирования жидкостей и газов в химической промышленности. Классификация насосов и вентиляторов и принцип их работы. Основные параметры насосов и вентиляторов.
59. Динамика центробежных машин. Основное уравнение центробежных машин. Энергетические характеристики центробежных машин, универсальные характеристики насосов и вентиляторов.
60. Гидравлические характеристики трубопровода. Работа насоса на трубопровод. Совместная характеристика и рабочая точка.
61. Параллельное и последовательное соединение насосов. Построение напорных характеристик для таких групп насосов.
62. Выбор насоса.
63. Изобразить схему устройства и пояснить принцип работы следующих аппаратов и машин для проведения гидромеханических процессов (рисунки указаны по учебнику: Касаткин А.Г. «Основные процессы и аппараты хим. технологии», 1971):
1) Отстойник с наклонными перегородками (рис. V-3);
2) Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой (рис. V-4);
3) Многоярусные отстойник закрытого типа (рис. V -6);
4) Отстойник непрерывного действия с коническими полками (рис. V-7);
5) Отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий (рис. V-8);
6) Пылеосадительная камера (рис. V -38);
7) Нутч-фильтр, работающий под давлением (рис. V-13);
8) Фильтр-пресс с вертикальными рамами (рис. V-14... V-16);
9) Вертикальный листовой фильтр (рис. V-17);
10) Автоматизированный фильтр-пресс с горизонтальными рамами (ФПАКМ) (рис. V-19 и V-20);
11) Барабанный вакуум-фильтр с наружной поверхностью фильтрования (рис. V-21);
12) Карусельный фильтр (рис. V-24);
13) Ленточный вакуум-фильтр (рис. V-25);
14) Трехколонная центрифуга (рис. V-28);
15) Горизонтальная центрифуга с ножевым устройством для удаления осадка (рис. V-30);
16) Центрифуга с пульсирующим поршнем для цыгрузки осадка (рис. V-31);
17) Центрифуга со шнековым устройством для выгрузки осадка (рис. V-32);
18) Гидроциклон (рис. V-37);
19) Циклон конструкции НИИОгаз (рис. V-40);
20) Батарейный циклон (рис. V-41.. V-42);
21) Батарейный рукавный фильтр с механическим встряхиванием и обратной продувкой ткани (рис. V-44);
22) Филътры с полужесткими пористыми перегородками (описание конструкции на с. 246-247));
23) Полый и насадочный скруббер (описание конструкции на с.248-249);
24) Центробежный скруббер конструкции ВТИ (рис. V-47);
25) Схема скруббера Вентури (рис. V-48);
26) Барботажный (пенный) пылеуловитель (рис. V-49);
27) Схема трубчатого и пластинчатого электрофильтров (рис. V-52, V-53);
28) Лопастная (рис. VI-4), якорная (рис. VI-6), рамная (рис. VI-7) и листовая (рис. VI-8) мешалки;
29) Пропеллерная мешалка (рис. VI-8) и пропеллерная мешалке с диффузором (рис. VI-9);
30) Турбинные мешалки (рис. VI-10).