Реферат: Методические указания и контрольные задания для студентов -заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 240404



САЛАВАТСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ


Процессы и аппараты


Методические указания и контрольные задания для студентов –заочников

образовательных учреждений среднего профессионального образования

по специальности 240404

«Переработка нефти и газа»


Салават 2007
Методические указания составлены в соответствии с примерной программой по дисциплине «Процессы и аппараты» по специальности №240404 « Переработка нефти и газа»
Заместитель директора

по учебной работе

____________.Бикташева Г.А.




Составитель:

преподаватель

Салаватского индустриального колледжа Т.П. Клыкова


Ответственный за выпуск

Методист заочного отделения Салаватского

индустриального колледжа А.Б.Денисов


Рецензент

преподаватель

Салаватского индустриального колледжа Н.Н.Агибалова.


Рассмотрено на заседании ПЦК химико-технологических дисциплин

Протокол №___ от______________

Председатель предметной комиссии

___________________Савина С.Б.


СОДЕРЖАНИЕ



Введение 4




Примерная программа учебной дисциплины 6




Задания для контрольных работ 37




Примерный перечень лабораторных работ


и практических занятий 51


Курсовое проектирование 53




Перечень рекомендуемой литературы 54



1 Введение

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ СПО, утверждённым 06.02.2002 г., регистрационный номер № 12-2505-Б и примерной программой базового уровня среднего профессионального образования.


Курс «Процессы и аппараты» является составной частью комплекса дисциплин, которые должен изучать техник, занимающийся переработкой нефти и газа.

Учебная дисциплина «Процессы и аппараты» является общепрофессиональной, устанавливающей базовые знания для освоения специальных дисциплин.

Дисциплина «Процессы и аппараты» предусматривает изучение студентами теоретических основ технологических процессов нефтегазопереработки, устройства и работы основных аппаратов и оборудования, методов их расчета.

В результате изучения дисциплины студент должен

иметь представление о:

основных направлениях развития технологии нефтегазопереработки и нефтехимического аппаратостроения;

международной, межгосударственной и национальной системах стандартизации и сертификации;

методах сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу;


знать и уметь использовать:

классификацию процессов и аппаратов;

физические свойства нефти и нефтепродуктов;

теоретические основы процессов нефтегазопереработки;

конструктивные особенности, принцип действия, правила технической эксплуатации оборудования и аппаратов технологических установок;

технологические расчеты аппаратов;

правила выбора аппаратов и оборудования;

информационные технологии при выполнении расчетных и экспериментальных задач в области процессов и аппаратов;

меры по охране окружающей среды при эксплуатации различного технологического оборудования.


Примерная программа рассчитана на 268 часов. Программой предусматривается проведение лабораторных, практических и контрольных работ. Эти виды учебной работы прививают студентам навыки самостоятельной работы, а также способствуют закреплению пройденного материала. Количество часов на лабораторно-практические занятия –18.

По окончании теоретического курса студенты выполняют курсовой проект (40 часов), представляющий собой расчет одного из изученных технологических процессов и аппаратов, в котором осуществляется данный процесс. Количество часов на курсовое проектирование определяет образовательное учреждение с учётом специфики обучаемого контингента.

При всех расчетах необходимо применять систему СИ, а при выполнении графических работ и оформлении текстовых материалов – соблюдать требования ЕСКД.


Изучать материалы курса рекомендуется в следующей последовательности:

Прочитать методические указания по данной теме и учесть их при изучении материала темы по рекомендованной литературе.

Составить краткий конспект по теме.

Ответить на вопросы для самоконтроля.

Выполнить контрольную работу.



2 Примерная программа учебной дисциплины

Примерный тематический план

Наименование разделов и тем

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

Всего

В том числе

Лабораторные работы

Практические занятия

1

2

3

4

Введение

4







Раздел 1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

66

18

12

1.1 Основы гидравлики

32

8

8

1.2 Насосы и компрессоры

24

6

4

1.3 Гидравлика сыпучих материалов

10

4




Раздел 2 ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

60

6

26

2.1 Основы теплопередачи

16




4

2.2 Теплообменные аппараты

20

6

10

2.3 Трубчатые печи

24




12

Раздел 3 МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

84

12

26

3.1 Основы теории массопередачи

12




4

3.2 Теория перегонки

22

6

12

3.3 Ректификация

36

6

10

3.4 Абсорбция и десорбция

6







3.5 Экстракция

6







3.6 Адсорбция

2







Раздел 4 ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

14







4.1 Основы ведения химических процессов

4







4.2 Реакторные устройства

10







Курсовое проектирование

40







Всего по дисциплине

268

36

64


^ Содержание учебной дисциплины и методические указания


Введение

В результате изучения дисциплины

Студент должен:

знать:

- сущность и задачи дисциплины;

- основные единицы величин Международной системы единиц (СИ);


уметь:

применять основные законы физики при составлении материальных и тепловых балансов;

переводить единицы измерения СИ в единицы других систем и наоборот.


Сущность и задачи дисциплины «Процессы и аппараты» и связь с другими дисциплинами. Значение дисциплины в подготовке техников по специальности 2505 «Переработка нефти и газа». Задачи дальнейшего совершенствования химического машиностроения в соответствии с развитием нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Основные направления в развитии нефтегазоперерабатывающих и нефтехимических производств: интенсификация технологических процессов и оборудования; механизация и автоматизация; замена периодических процессов непрерывными; внедрение прогрессивных форм организации труда, автоматизированных систем управления производством. Предупреждение возможных выбросов в атмосферу.

Конституция РФ об охране окружающей среды. Классификация основных процессов и аппаратов. Общие принципы расчета химического оборудования: материальный и тепловой баланс, кинетика и статика процесса. Международная, межгосударственная и национальная системы стандартизации и сертификации.


^ Методические указания


Студенты должны знать сущность и задачи дисциплины, основные единицы величин Международной системы единиц (СИ), должны уметь применять основные законы физики при составлении материальных и тепловых балансов, переводить единицы измерения СИ в единицы других систем и наоборот.

О применении основных физических законов в изучении процессов, об общих принципах составления материальных и тепловых балансов, об общих методах расчета аппаратуры и о системах размерностей просчитайте в учебнике 1.

Практика показывает, что большая часть ошибок при решении задач по курсу связана именно с размерностями, поэтому размерностям физических величин нужно постоянно уделять большое внимание.


Вопросы для самоконтроля


Значение нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности в экономике Российской Федерации.

В чем заключается сущность и задачи дисциплины.

Приведите классификацию основных процессов и аппаратов.

Каковы достижения в области нефтяного аппаратостроения в России и за рубежом?

Какие основные физические законы применяются при изучении дисциплины?

Что является основой материального баланса, как его составляют?

Что является основой теплового баланса, как его составляют?

В чем заключается расчет аппарата?

Каково значение Международной системы единиц (СИ)?

Какие основные и дополнительные единицы входят в систему СИ?


Литература :[1], с. 6-18; [2], с. 3-8, с. 22-33; [3], с. 13-22.


Раздел 1


^ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ


Тема 1.1 Основы гидравлики

Студент должен:

знать:

основные свойства жидкостей зависимость этих свойств от тем­пературы и давления;

свойства нефтепродуктов, зависимость этих свойств от температуры и давления;

определение гидростатического давления, абсолютного, избыточ­ного и вакуумметрического давления;


уметь:

определять свойства жидкостей в зависимости от температуры и давления;

находить свойства нефтепродуктов по справочникам и рассчитывать по формулам;


Жидкости капельные и упругие, их основные свойства: плотность, вязкость, поверхностное натяжение. Зависимость этих свойств от температуры и давления. Свойства нефтепродуктов: средняя температура кипения, средняя молекулярная масса, плотность, вязкость, теплопроводность, теплоемкость, энтальпия; нахождение этих свойств по справочной литературе и расчет по формулам. Гидростатическое давление. Давление абсолютное и избыточное. Понятие о вакууме. Давление жидкости на дно сосуда, Гидравлические элементы потока жидкости: живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, эквивалентный диаметр. Расход жидкости и средняя скорость. Уравнение расхода. Материальный баланс потока (уравнение неразрывности потока). Удельная энергия жидкости. Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости (без вывода) и его физическая сущность. Измерение скоростей и расходов жидкости: пьезометрические трубки, диафрагма. Два режима движения жидкости. Критерий Рейнольдса и критическая скорость. Понятие о теории подобия. Критерии подобия гидравлических процессов. Потери напора и давления на трение по длине потока и в местных сопротивлениях. Истечение жидкостей из отверстий и через водосливы. Понятие о пленочном движении жидкости. Движение жидкости по трубопроводам. Расчет простого трубопровода. Гидравлический удар в трубопроводах. Способы герметизации. Арматура: запорная, предохранительная, регулирующая.


Практические занятия №1.


Лабораторные работы №1.


^ Методические указания


При изучении материала данной темы следует обратить внимание на размерность величин основных свойств жидкостей (капельных и упругих).

Для нефтепродуктов часто встречается понятие относительной плотности.

Относительной плотностью ρ называется отношение плотности вещества при 20˚ С к плотности дистиллированной воды при температуре 4˚ С.

Известно, что плотность жидкости с повышением температуры уменьшается.

Плотность газов зависит от температуры и давления: с увеличением температуры плотность газов понижается, а с увеличением давления – плотность увеличивается. Плотность газов при любых температурах и давлении определяется по уравнению:

То · Р М 273 · Р кг

Ρt = ------------ = ----------- · -----------------, --------

Т · Ро 22,4 Т · 0,1 · 10 м3


где М – молекулярная масса газа, кг/моль;

Т – абсолютная температура системы, К;

Р – давление системы, МПа.

С изменением температуры изменяется и вязкость жидких веществ с увеличением температуры уменьшается , газообразных – увеличивается.

При изучении гидростатики необходимо понять, что гидростатическое давление – это давление внутри жидкости, размерность его в системе СИ – н/м=Па

Свойства гидростатического давления являются очень важными для изучения дальнейшего материала. Обратите внимание на то, что:

гидростатическое давление внутри жидкости распространяется во все стороны с одинаковой силой;

гидростатическое давление всегда действует по нормали к поверхности, воспринимающей это давление.


Важным понятием, часто встречающимся в практике, является расход. Расходом называется количество жидкости, проходящее через поперечное сечение потока в единицу времени.

Расход бывает объемный


Q = w · S,


где Q – объемный расход, м/с;

w – средняя линейная скорость, м/с;

S – площадь поперечного сечения, м,

и массовый

G = W · S,

Где G – массовый расход жидкости, кг/с;

W – массовая скорость движения жидкости, кг/м· с.

Между массовой и линейной скоростью существует зависимость:

W = w · ρ,

Где ρ – плотность жидкости, кг/м.


Очень важным является изучение уравнения неразрывности потока и уравнения Бернулли. Этот материал является основным при изучении теоретических основ гидромашин.

Уравнение неразрывности потока позволяет определить расход жидкости и выразить скорость движения жидкости в одном сечении через скорость движения жидкости в другом сечении:


Q = W · S = W · S= const;

G = S · W · ρ = S· W· ρ = const.


Это уравнение неразрывности потока при установившемся движении жидкости.

Уравнение Бернулли (энергетический баланс потока) справедливо только для установившегося движения жидкости.

Согласно уравнению Бернулли, при движении идеальной жидкости, сумма геометрического, пьезометрического и скоростного напоров во всех сечениях потока является постоянной величиной, т.е.




где z – геометрический напор, м;

- пьезометрический напор, м;

- скоростной напор, м.


Для реальной жидкости уравнение Бернулли имеет вид:




где h- потерянный напор, м.

Таким образом, при установившемся движении реальной жидкости сумма геометрического, пьезометрического, скоростного и потерянного напоров в любом сечении потока является величиной постоянной.

Студентам необходимо знать режимы движения жидкости, критерий Re, которые характеризует режим движения жидкости.

Вопрос определения потерь напора на трение по длине потока и в местных сопротивлениях практически очень важен, поэтому должен быть изучен с большим вниманием. Необходимо обратить внимание, что при определении потерь напора имеют дело с коэффициентом трения .

При ламинарном движении значение  зависит только от величины критерия Re и определяется по уравнению Стокса:

 = .

При турбулентном режиме движения жидкости  зависит от критерия Re и шероховатости стенок трубопровода. Существует очень много формул, с помощью которых можно определить . Обратите внимание на то, что каждая формула имеет свои границы применения.

Коэффициенты местного сопротивления обычно определяются опытным путем. При расчетах значения коэффициентов местных сопротивлений можно брать из таблиц учебников 1.

Для расчета трубопроводов используются ранее изученные закономерности гидродинамики. Правильность расчета проверяется по величине потери давления в трубопроводе, потери должны быть умеренными примерно 5-15% от давления нагнетания.


Вопросы для самоконтроля


В чем состоит различие между капельными и упругими жидкостями?

Дайте определение основных свойств жидкостей.

Как изменяется плотность с изменением температуры?

Как изменяется вязкость с изменением температуры?

Какова зависимость между плотностью и удельным весом?

Что называется относительной плотностью?

Как определить плотность вещества, если известна его относительная плотность?

Что такое гидростатическое давление? Его свойства, размерность.

Что такое абсолютное давление, избыточное, вакуум?

Как производится измерение избыточного давления и вакуума?

Что называется расходом жидкости? Какова зависимость между объемным и массовым расходом?

Что понимается под средней скоростью потока?

Выведите уравнение неразрывности потока жидкости. Какова его физическая сущность?

Напишите уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости. Какова их физическая сущность?

Какие существуют режимы движения жидкости?

Как определить режим давления жидкости?

Как определяются потери напора на трение по длине потока и в местных сопротивлениях?

Как определяются коэффициенты трения и коэффициенты местных сопротивлений?

Выведите формулу скорости и расхода идеальной жидкости при истечении через отверстие в днище сосуда.

Как определяется расход и скорость при истечении реальной жидкости?

Как классифицируются трубопроводы?

Какой трубопровод называется простым?

Напишите основные формулы, которые применяются при расчете простого трубопровода.

В чем сущность гидравлического удара в трубопроводах?

Каковы меры борьбы с гидравлическим ударом?

Литература :[1], с. 19-67; [2], с. 9-22;[3], с. 121-171;с. 184-187.

^ Тема 1.2 Насосы и компрессоры
Студент должен:

знать:

классификацию гидравлических машин;

назначение насосов и их типы;

основные параметры работы насосов;

схемы насосных установок;

принцип действия центробежного насоса;

определение кавитации, влияние на кавитацию рабочих условий;

законы пропорциональности;

характеристику центробежного насоса;

устройство центробежного насоса;

пуск и остановку центробежного насоса;

особенности совместной работы центробежного насоса;

классификацию и принцип действия поршневых насосов;

независимость напора от подачи для поршневых насосов;

основные параметры работы поршневых насосов;

тип специальных насосов, применяемых в нефгегазопереработке;

устройство осевого, ротационного, вихревого, струйного насосов;

назначение и типы компрессоров;

процессы сжатия газов;

классификацию и принцип работы поршневого компрессора;

назначение многоступенчатого сжатия;

классификацию центробежных компрессоров;

устройство и правила эксплуатации вентиляторов;

основные требования техники безопасности при эксплуатации насосов и компрессоров;


уметь:

выбирать тип насоса для заданных условий;

определять производительность, напор, мощность насоса;

выбирать схему насосной установки;

определять допустимую высоту всасывания насоса;

определять условия работы насосной установки без кавитации;

находить производительность, напор и мощность при изменении числа оборотов;

построить зависимости центробежного насоса : Н=f(Q); η=f(Q); N=f(Q);

построить характеристику поршневого насоса;

изучить устройство насоса , используя техническую литературу;

выбирать насос по каталогу в зависимости от условий работы и рабочих параметров;

рассчитывать и определять параметры работы компрессоров;

по индикаторной диаграмме анализировать работу компрессора;

выбирать компрессор в зависимости от условий работы.


Назначение и типы насосов. Применение насосов. Основные параметры работы насосов. Схемы насосных установок. Принцип действия центробежного насоса. Кавитация. Зависимость производительности, напора и мощности от числа оборотов (законы пропорциональности). Характеристика центробежного насоса. Устройство центробежных насосов, их эксплуатация. Пуск и остановка насоса, регулирование. Совместная работа центробежных насосов. Выбор насоса по каталогу.

Классификация, принцип действия поршневых насосов. Характеристика поршневого насоса и его нормальная эксплуатация. Выбор насоса по каталогу. Насосы специальных типов: осевой (пропеллерный), ротационный, вихревой, струйный.

Назначение и типы компрессоров. Параметры работы компрессоров. Процессы сжатия газов. Поршневые компрессоры, их устройство, работа. Многоступенчатые поршневые компрессоры. Индикаторная диаграмма. Центробежные компрессоры, их классификация. Вентиляторы. Характеристика вентиляторов. Основные требования техники безопасности при эксплуатации насосов и компрессоров. Роль сальниковых устройств и торцевых уплотнений в сокращении вредных выбросов.


Практическое занятие № 2.


Лабораторная работа № 2.


^ Методические указания


На предприятиях нефтепереработки и нефтехимии применяется большое количество различных насосов и компрессоров. Изучив данную тему, студенты должны уметь произвести правильный выбор насосов и компрессоров для конкретных условий работы.

Центробежные насосы получили широкое распространение благодаря существенным преимуществам по сравнению с другими типами насосов. Преимущества эти студенты должны знать.

Нужно разобраться в принципе действия центробежного насоса, хорошо представлять, за счет чего и каким образом происходит прирост энергии в центробежном насосе.

Нужно запомнить, что при пуске насоса всасывающий трубопровод и корпус должны быть заполнены перекачиваемой жидкостью.

Следует изучить материал о высоте всасывания, которая оказывает большое влияние на нормальную работу насоса.

Разберитесь в сущности явления кавитации, которая приводит к разрушению деталей (колец) насоса и всего насоса. Нужно запомнить меры по предотвращению кавитации.

Изучите правила пуска, остановки и регулирования производительности центробежных насосов.

Поршневые насосы, хотя и имеют ряд недостатков перед центробежными насосами, бывают незаменимыми при перекачке вязких, быстро застывающих жидкостей и сжиженных газов, а также при перекачке небольших количеств жидкости при высоких давлениях. Вначале необходимо разобраться в принципе действия поршневого насоса, затем изучить различные виды поршневых насосов.

Обратите внимание на неравномерность подачи поршневых насосов, изучите способы выравнивания подачи.

Студенту необходимо разобраться в теории поршневых насосов, в вопросах, связанных с эксплуатацией поршневых насосов.

Технику следует хорошо разбираться в вопросах пуска насосов в работу, регулирования работы насосов и уметь устранять неполадки в работе насосов. Эти знания и навыки являются необходимыми и приобретаются только на производстве.

Специальные насосы применяются ограниченно. К специальным насосам относятся: осевые, вихревые, ротационные, струйные и др. Применяются они для подачи топлива к форсункам печей, масла в гидравлические системы, уплотняющей жидкости в сальники больших насосов и для других целей.

Разберите принципы действия специальных насосов.

Ознакомьтесь с назначением и областью применения компрессоров, с их классификацией и основными параметрами работы. Обратите внимание, что работа, затрачиваемая на изотермическое сжатие, меньше, чем работа, затрачиваемая на адиабатическое сжатие газа.

Поршневые компрессоры по устройству и принципу действия мало отличаются от поршневых насосов.

Студенты должны понять назначение, необходимость и устройство системы многоступенчатого сжатия, ознакомиться со способами регулирования поршневых компрессоров.

Нужно ознакомиться с принципом действия и основами теории турбокомпрессоров. Следует изучить центробежные вентиляторы, их характеристику. Сравните ее с характеристикой центробежных насосов.

^ Вопросы для самоконтроля



Каково назначение насосов?

Какие существуют схемы установки насосов?

Объясните при6нцип действия центробежного насоса.

Как классифицируют центробежные насосы?

Как определяется высота всасывания в центробежных насосах?

В чем сущность явления кавитации?

Как определяется мощность центробежного насоса?

Что называется характеристикой центробежного насоса?

Как пустить центробежный насос?

Как регулируется подача центробежного насоса?

Объясните принцип работы поршневого насоса простого действия.

Как классифицируют поршневые насосы?

Напишите формулу определения производительности поршневого насоса.

Как определить КПД всего насосного агрегата?

Как пустить поршневой насос?

Чем регулируется подача поршневого насоса?

Назовите область применения специальных насосов.

Как классифицируют компрессорные машины?

Назовите основные параметры работы компрессоров.

Какие виды сжатия газов существуют?

Как определяется работа на сжатие?

Объясните работу одноступенчатого поршневого компрессора.

Изобразите индикаторную диаграмму одноступенчатого компрессора.

Как влияет наличие вредного пространства на работу компрессора?

Почему применяется многоступенчатое сжатие?

Как регулируется работа центробежного компрессора?

Как классифицируют вентиляторы?

Какие правила техники безопасности надо соблюдать при эксплуатации компрессора?

По каким данным подбирается насос?


Литература :[1], с. 68-116; [3], с. 187-238


Тема 1.3 Гидравлика сыпучих материалов

Студент должен:

знать:

характеристику слоя сыпучего материала;

гранулометрический состав, пористость слоя, подвижность частиц, эквивалентный диаметр частиц;

понятие о псевдоожиженных системах;

критическую скорость;

конструкцию катализаторопроводов и бункеров, газораспредели­тельных решеток, область применения и назначение пнев­мотранспорта;

скорость витания твердых частиц;

конструкцию дозаторов и захватывающих устройств;


уметь:

определять характеристику слоя сыпучих материалов;

рассчитывать критическую скорость;

определять потерю напора в слое сыпучего материала и рассчи­тывать бункеры и газораспределительные решетки, используя техническую литературу.


Движение жидкости и газа в слое сыпучего материала. Характеристика слоя сыпучего материала: гранулометрический состав, пористость слоя, подвижность частиц, эквивалентный диаметр частиц.

Псевдоожиженные системы. Потеря напора в слое сыпучего материала. Критические скорости.

Катализаторопроводы и бункеры, принцип их расчета. Конструкция и расчет газораспределительных решеток.

Пневматический транспорт. Скорость витания твердых частиц. Конструкция дозаторов и захватывающих устройств. Принцип расчета пневмотранспорта.


Лабораторная работа №3.

^ Методические указания

При изучении данной темы обратите внимание на то, что за последние годы увеличивается применение зернистых материалов в процессах нефтепереработки и нефтехимии, поэтому знание закономерностей их поведения в различных аппаратах необходимо.

Обратите внимание на структуру сыпучего материала и на расчет катализаторопроводов и бункеров.

Особое внимание следует обратить на псевдоожиженные системы, которые находят все более широкое применение в различных областях химической технологии.

Пневматический транспорт сыпучих материалов, который тоже нашел широкое применение, основан на перемещении по трубопроводу материала во взвешенном состоянии в потоке воздуха, водяного пара или любого другого газа.

При изучении пневмотранспорта обратите внимание на такие понятия, как скорость витания, скорость скольжения.

^ Вопросы для самоконтроля



Какова область применения различных зернистых материалов?

Как определяется гранулометрический состав сыпучего материала?

Что называется пористостью сыпучего материала?

Как определяется эквивалентный диаметр частиц?

Каково назначение определения потери напора в слое сыпучего материала?

В чем заключается расчет катализаторопроводов?

Какова область применения псевдоожиженных систем?

Что собой представляют псевдоожиженные системы?

От чего зависит состояние слоя и какие состояния слоя Вы знаете?

Что такое критическая скорость псевдоожижения?

Что называется числом псевдоожижения?

Какие основные свойства псевдоожиженного слоя Вы знаете?

В чем заключается гидравлический расчет аппаратов с псевдоожиженным слоем?

Что представляют собой газораспределительные решетки?

Для чего предназначены газораспределительные решетки?

Где применяется пневмотранспорт?

На чем основан этот вид транспорта?

Что называется скоростью витания твердых частиц?

Каково влияние концентрации твердых частиц в пневмостволе на пневмотранспорт?

Когда применяется транспорт сплошным слоем и в чем он заключается?

Нарисуйте принципиальную схему пневмотранспорта.


Литература :[1], с. 322-338; [2], с. 58-87 ; [3], с. 175-183.


Контрольная работа №1


Раздел 2 ^ ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

Тема 2.1 Основы теплопередачи

Студент должен:

знать:

тепловые свойства нефти и нефтепродуктов;

уравнения для расчета теплоемкости и теплопроводности;

способы проведения тепловых процессов;

виды передачи тепла;

передачу тепла теплопроводностью, конвекцией и лучеиспуска­нием;

основное уравнение теплопередачи;

уравнение для перечисленных выше частных случаев передачи тепла;

критерии теплового подобия;

схемы движения теплоносителей;


уметь:

определять по справочной литературе и рассчитывать по формулам тепловые свойства индивидуальных веществ и сложных смесей;

составлять тепловой баланс;

определять тепловую нагрузку для различных случаев теплообмена;

выбирать рациональную схему движения теплоносителей;

определять средний температурный напор для различных случаев теплообмена;

рассчитывать критерии подобия;

выбирать критериальное уравнение для расчета коэффициентов теплоотдачи;

определять средний температурный напор для различных случаев теплообмена;

определять коэффициент теплопередачи и термические сопротивления загрязнения по таблицам;

рассчитывать коэффициент теплопередачи на основе частных коэффициентов теплоотдачи, теплопроводности материала стенки, термических сопротивлений;

рассчитывать тепловую нагрузку аппарата;

определять неизвестный параметр на основании уравнения теп­лового баланса теплообменного аппарата.


Способы проведения тепловых процессов. Виды передачи тепла. Тепловой баланс. Определение тепловой нагрузки для различных случаев теплообмена.

Основное управление теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Уравнение теплопроводности, коэффициент теплопроводности. Передача тепла через стенку. Определение температуры стенки.

Конвекция. Влияние различных факторов на величину коэффициента теплоотдачи.

Виды теплоносителей, их сравнение. Средний температурный напор.

Критерии теплового подобия. Критериальные уравнения для различных случаев теплоотдачи.

Лучеиспускание. Законы Стефана-Больцмана и Кирхгофа. Совместная передача тепла конвекцией и лучеиспусканием. Потери тепла в окружающую среду, их расчет. Теплоизоляция.


Практические занятия № 3.

^ Тема 3.1 Основы теории массопередачи

Студент должен:

знать:

виды массообменные процессов;

способы выражения состава фаз;

уравнение молекулярной и конвективной диффузии;

движущую силу процесса массопередачи;

материальный баланс процессов массообмена;

уравнение оперативной линии;

число единиц переноса;


уметь:

рассчитывать состав фаз смесей;

производить пересчет мольных концентраций в массовые и наоборот, рассчитывать молекулярную массу смеси по известным массовым и мольным концентрациям;

рассчитывать среднюю плотность смеси по известным массовым, мольным и объемным концентрациям;

определять число теоретических тарелок графоаналитическим методом.


Общие признаки массообменных процессов.

Виды массообменных процессов. Способы выражения состава фаз. Равновесие между фазами. Молекулярная и конвективная диффузии. Уравнения и коэффициенты молекулярной диффузии, массоотдачи. Основное уравнение массопередачи, коэффициент массопередачи. Средняя движущая сила процесса массопередачи.

Материальный баланс процессов массообмена. Уравнение оперативной линии. Число единиц переноса, число теоретических тарелок, методы их определения.


Практические занятия № 6

^ Методические указания


При изучении данной темы необходимо уделить особое внимание выражению состава фаз в различных концентрациях и пересчёту одних концентраций в другие.

Проведите аналогию между уравнениями массопередачи и теплопередачи, между уравнениями массоотдачи и теплоотдачи.

Познакомьтесь с основами составления материального баланса массообменных процессов, с понятием числа единиц переноса, теоретической тарелкой. Эти понятия понадобятся вам при изучении последующих тем.


Вопросы для самоконтроля


Какие процессы называются массообменными? Для чего они применяются?

Каково математическое выражение уравнения равновесия в общем виде?

Какая концентрация называется массовой?

Какая концентрация называется мольной?

Какая концентрация называется объёмной?

Напишите уравнение, выражающее связь между массовой и мольной концентрациями.

Напишите уравнения для определения средней молекулярной массы через мольные и массовые концентрации.

Напишите уравнение массопередачи. Объясните каждую величину, входящую в уравнение.

Каков принцип составления материального баланса массообменного процесса?

Как вывести из уравнения материального баланса уравнение оперативной линии?

Как ведётся расчёт массообменных процессов по числу единиц переноса? Что называется числом единиц переноса?

Что называется теоретической тарелкой? Как рассчитать число теоретических тарелок, необходимых для ведения процесса?


Литература :[1], с.191-204; [2], с. 170-180; [3], с. 560-589.


Тема 3.2 Теория перегонки

Студент должен:

знать:

определение равновесной системы;

закон Рауля-Дальтона;

кривые равновесия фаз, изобарные кривые;

сущность константы фазового равновесия;

сущность однократного и многократного испарения бинарных и сложных смесей;

уравнения, используемые при расчете однократного испарения (ОИ) бинарных и сложных смесей;


уметь:

строить изобарные кривые, кривые равновесия фаз;

определять константу фазового равновесия и упругость паров для индивидуальных углеводородов и нефтяных фракций;

строить кривые ОИ нефтепродуктов на основе истинных температур кипения (ИТК), используя график Обрядчикова и Смидовича;

рассчитать ОИ сложных смесей.

Основные законы термодинамического равновесия. Краткие сведения о законах идеальных и реальных газов. Правило фаз, законы Дальтона, Рауля. Давление насыщенных паров и его определение. Равновесные системы. Закон Рауля-Дальтона. Коэффициент обогащения. Кривые равновесия фаз. Изобарные кривые.

Испарение и конденсация бинарных и многокомпонентных систем. Однократное и многократное испарение бинарных систем. Однократное испарение сложных смесей. Построение кривых однократного испарения нефтепродуктов на основе кривых ИТК, при помощи графиков Обрядчикова и Смидовича. Кривые равновесия фаз нефтяных фракций. Перегонка в присутствии водяного пара.


Практические занятие № 7, 8.


Лабораторная работа № 5.


^ Метод
еще рефераты
Еще работы по разное