- •Ответы на вопросы по курсу пахт.
- •1. Дать определение единичной массовой силы и перечислить известные Вам единичные массовые силы. (Курс «Гидравлика»).
- •4. Закономерности турбулентного течения реальной жидкости в трубопроводе. Какие силы являются преобладающими? Объяснить физический смысл критерия Рейнольдса.
- •5. Дать определение поверхности уровня в гидравлике. Чем характеризуется поверхность уровня? Привести примеры поверхности уровня.
- •8. Что такое критерий гидродинамического подобия Эйлера Eu? Расшифровать входящие в критерий Эйлера символы и пояснить физический смысл критерия.
- •11. Объяснить принцип действия поршневых насосов. Для чего устанавливают воздушный колпак на всасывающей линии? Объяснить принцип работы воздушного колпака на всасывающей линии насоса.
- •12. Укажите способы регулирования производительности поршневого насоса.Напишите формулу для вычисления производительности поршневого насоса.
- •15. Законы пропорциональности центробежного насоса. Влияние частоты вращения рабочего колеса на производительность, на создаваемый им напор и на потребляемую мощность.
- •17. Назначение и принцип действия циклонов
- •18. Укажите два возможных варианта проведения процесса фильтрации. Что является движущей силой процесса фильтрации?
- •19. В каких случаях при выводе уравнений рабочих линий в массообменных процессах используются относительные потоки и концентрации? Указать, какие концентрации связывает рабочая линия процесса.
- •22. Понятие «флегмовое число» в процессах ректификации бинарных смесей. Влияние флегмового числа на затраты тепла в кубе колонны, на разделяющую способность колонны.
- •23. Назначение отгонной части ректификационной колонны непрерывного действия, используемой при разделении бинарных смесей?
- •26. При проведении процесса разделения смесей жидкостной экстракцией наибольшую эффективность достигают:
- •28. В чем преимущества проведения процесса сушки с частичной рециркуляцией сушильного агента по сравнению с процессом без рециркуляции? Представьте проведение этого процесса в I – d диаграмме.
- •30. Назначение, принцип действия и схема работы щековой дробилки.
- •Ответы на вопросы по курсу охт
- •3. В реакционной системе в газовой фазе протекают две реакции:
- •4. С какой целью в процессе пиролиза нефтепродуктов проводят резкое снижение температуры газов на выходе из реактора ( “закалку” )? Обосновать ответ. В каких ещё случаях применяется данный приём?
- •9. Почему реакции горения различных органических веществ вне зависимости от величины теплового эффекта (степени экзотермичности) являются необратимыми? Обосновать ответ.
- •10. Что является главной причиной большой кратности рециркуляции исходных веществ в синтезе аммиака? Обосновать ответ.
- •12. Получение этанола методом прямой гидратации этилена:
- •13. Как повлияет наличие инертных примесей в сырье для обратимых процессов при реализации принципа наилучшего использования сырья, если:
- •15. С чем связана необходимость рециркуляции продуктов реакции в хтс?
- •16. Зачем нужен избыток кислорода в процессе обжига колчедана? Обосновать способы интенсификации гетерогенных процессов в системах газ твердое в зависимости от природы лимитирующей стадии.
- •17. Как повлияет повышение температуры процесса на равновесный выход продуктов реакции Rи s при условиях 1) и 2)?
- •20. Производство стирола каталитическим дегидрированием этилбензола
- •23. Как изменится равновесный выход продукта с увеличением концентрации инертных примесей в исходной смеси для реакции:
- •27.В исследуемой системе основная (1) и побочная(2) реакции идут в газовой фазе.
- •28.Синтез аммиака проводят с большими объёмными скоростями для:
- •30. Современные производства серной кислоты работают по методу дк-да –двойного контактирования - двойной адсорбции. Что это дает? Обосновать ответ.
- •31.Скорость гетерогенной каталитической реакции лимитирует стадия внутренней диффузии. Какое изменение приведет к наиболее эффективному увеличению интенсивности процесса? Обосновать ответ.
- •40. В исследуемой системе основная (1) и побочная (2) реакции протекают в газовой фазе и обратимы в широком диапазоне температур:
- •41. Парокислородная конверсия метана протекает в шахтном конверторе и описывается реакциями:
- •41.Какие приемы можно использовать для увеличения селективности при протекании последовательных побочных реакций в химической системе:
- •43. С какой целью синтез метанола проводят с большими объемными скоростями? Что необходимо предусмотреть при выборе оптимальной объемной скорости?
- •44. В исследуемой системе в газовой фазе протекают основная (1) и побочная (2) реакции, которые обратимы в широком диапазоне температур:
- •47. Производство стирола дегидрированием этилбензола по реакции
- •50. Для чего необратимую гетерогенную экзотермическую реакцию в системе «газ-твердое тело»:
- •51. Какие системы называют энерготехнологическими и каковы приёмы рационального использования энергии внутри хтс?
- •52. Какие основные технологические принципы реализуются одновременно при применении рециркуляции исходных реагентов?
- •54. Какие основные технологические принципы реализуются одновременно при применении оптимальных больших объемных скоростей?
- •55. Какие приемы применяют при абсорбции нитрозных газов в процессе производства азотной кислоты для увеличения движущей силы?
- •57. При производстве серной кислоты на последней стадии – абсорбции – протекает реакция:
- •58. Какими приемами увеличивают движущую силу процесса (принцип наибольшей интенсивности процесса)? Какие еще приемы применяются для реализации принципа наибольшей интенсивности процесса?
- •59. Каталитическую конверсию оксида углерода водяным паром :
- •60. Какие приёмы используют для подавления побочных реакций и повышения селективности?
- •63. Для чего используется обратная связь(рецикл) в хтс? Что является причиной рециркуляции исходных реагентов?
51. Какие системы называют энерготехнологическими и каковы приёмы рационального использования энергии внутри хтс?
Ответ: Энерготехнологические системы – системы, в которых наряду с продуктом производится энергия.
Приемы рационального использования энергии внутри ХТС:
- Производство пара в котлах-утилизаторах (парогенераторах);
- Использование энергетического потенциала промежуточных потоков ХТС.
52. Какие основные технологические принципы реализуются одновременно при применении рециркуляции исходных реагентов?
Ответ: Рециркуляция исходных реагентов связана с неполнотой их превращения.
Причинами рециркуляции могут быть:
избыток реагента
ограниченное время контактирования (для предотвращения побочных процессов)
малая скорость (проводят процесс вдали от состояния равновесия, а непрореагировавшие вещества возвращают в процесс, при этом повышается интенсивность процесса, т.е. повышается производительность)
термодинамические ограничения (синтез NH3)
Рассмотрим принципы:
принцип наилучшего использования сырья – реализуется (в результате рецикла повышается степень превращения сырья)
принцип наилучшего использования энергии – нет
принцип наибольшей интенсивности процесса – реализуется (маленькое время контактирования – большая объемная скорость→большая интенсивность I=a*W)
принцип экологической безопасности – реализуется (меньше отходов)
принцип технологической соразмерности – реализуется
54. Какие основные технологические принципы реализуются одновременно при применении оптимальных больших объемных скоростей?
Ответ: 1) принцип наибольшей интенсивности процесса, т.к. увеличивается движущая сила процесса из-за того, что концентрация продукта не успевает достигнуть равновесного значения и поэтому процесс ведется вдали от равновесия.
Интенсивность процесса , гдеа – мольная доля продукта, w – объемная скорость (расход потока/единицу объема аппарата).
2) принцип наилучшего использования сырья, так как позволяет подавить побочные реакции, ведь уменьшается время пребывания реагента в системе.
55. Какие приемы применяют при абсорбции нитрозных газов в процессе производства азотной кислоты для увеличения движущей силы?
Ответ: Абсорбции нитрозных газов является завершающим этапом производства азотной кислоты и состоит из двух процессов:
1) хемосорбции диоксида азота водой:
2NO2 + H2O ↔ HNO3 + HNO2 ΔH<0
2) превращением азотистой кислоты в азотную:
3HNO2 ↔ HNO3 + 2NO + H2O ΔH>0
Кинетика процесса хемосорбции в системе газ-жидкость (абсорбция с химическим взаимодействием) описывается уравнением:
,
где Кабс – константа абсорбции, F – поверхность контакта, – парциальное давление в газе на абсорбцию,- парциальное давление над поглощающей жидкостью. Разностьравна движущей силе процесса хемосорбции.
Для увеличения движущей силы процесса абсорбции необходимы:
- высокая концентрация NO2 в газе, поступающем на абсорбцию
- понижение температуры, так как процесс абсорбции экзотермический
- организация противотока газа и абсорбирующей воды.
Какие приемы используют в гетерогенных системах для реализации принципа наибольшей интенсивности процесса?
Скорость гетерогенного процесса:
,
где k – коэффициент интенсивности процесса, F – поверхность контакта фаз, с- текущая концентрация регента, с* - равновесная концентрация реагента, Δ – движущая сила процесса.
Для увеличения интенсивности процесса, т.е. для его ускорения необходимо:
- увеличить поверхность контакта фаз, например, использовать более мелкие частицы катализатора,
- увеличить движущую силу процесса, например, увеличить объемную скорость процесса, тем самым отодвинув текущую концентрацию от равновесной, или просто увеличить концентрацию реагента в потоке,
- увеличить температуру протекания процесса, если процесс проходит в кинетической области, тогда коэффициент эффективности равен константе скорости реакции или ввести катализатор, уменьшив тем самым энергию активации реакции.
- если процесс протекает во внешнедиффузионной области, то следует увеличить линейную скорость потока, турбулизировать поток.
56. Какой из технологических приемов позволяет одновременно реализовать принципы наибольшей интенсивности процесса, наилучшего использования сырья, технологической соразмерности процесса и экологической безопасности?
Ответ: селективный катализатор, т.к.:
ускоряет реакцию (ПНИП);
ускоряет только основную реакцию, обеспечивая более полное ее протекание (ПНИС);
позволяет разрешить противоречия, возникающие во время процесса (например, реакция экзотермическая - необходимо понижать температуру процесса, но для высокой скорости процесса необходимо повышать температуру. Противоречие разрешается путем введения катализатора - ПТСП );
в связи с более полным протеканием основной реакции уменьшается количество отходов (ПЭБП).