Для контрольной работы

Указание по выбору варианта и определение вопросов и заданий для контрольной работы. Выбор вопросов и заданий к контрольной работе определяется по фамилии, имени и отчеству студента, которые записываются в виде таблички, где номер буквы в ФИО определяет номер задачи, а буква - номер вопроса. Всего в контрольной работе 7 вопросов.

Таблица выбора вариантов

Буквы ФИО	Номера задач
Вариант	1	2	3	4	5	6	7
А, Б, В	1	11	21	31	41	51	61
Г, Д, Е, Е	2	12	22	32	42	52	62
Ж, З, И, Й	3	13	23	33	43	53	63
К, Л	4	14	24	34	44	54	64
М, Н, О	5	15	25	35	45	55	65
П, Р	6	16	26	36	46	56	66
С, Т, У	7	17	27	37	47	57	67
Ф, Х, Ц, Ч	8	18	28	38	48	58	68
Ш,Щ, Ы,Ь,Ъ	9	19	29	39	49	59	69
Э, Ю, Я	10	20	30	40	50	60	70

Пример

И	В	А	Н	О	В	П	Е	Т	Р
3	11	21	35	45	51	66

Номера заданий будут следующие: буква И первая в фамилии, значит задание в первом столбце 3 строки (3), для буквы В – второй столбец первая строка номер вопроса 11 и т.д.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1

1. Значение и содержание дисциплины. Достижения отечественных и зарубежных ученых в области нефтяного и химического машиностроения. Каковы перспективы дальнейшего развития нефтяного и химического машиностроения и аппаратостроения.

2. В чем заключается разница между капельными и другими жидкостями? Дайте определение основным свойствам жидкости, укажите размерности их в системе СИ.

3. Каково соотношение между удельным весом и плотностью? Как изменяется плотность жидкости и газа с изменением температуры? Решите пример: Удельный вес сероуглерода 1290 Н/м^. Определить его плотность.

4. Каково соотношение между динамической и кинематической вязкостями? Как изменится вязкость жидкости и газа с изменением температуры? Решите пример: Вязкость жидкости при 20⁰С равна 15сПз. Относительная плотность ее ²⁹³₂₇₇=0,900. Найти кинематическую вязкость жидкости при 20⁰С.

5. Что понимается под гидростатическим давлением? Его размерность.

6. Что такое абсолютное и избыточное давление? Какое из этих давлений дает показание манометра? Что такое вакуум и как проводится его измерение?

7. Какие свойства гидростатического давления вы знаете?

8. Как определяется давление жидкости на дно сосуда?

9. Что называется расходом жидкости? Дайте определение линейной и массовой скорости. Единицы измерения объемного и массового расходов скоростей.

Решите пример: В трубе с внутренним диаметром d_вн=52 мм течет жидкость со средней скоростью w=1м/с. Определить объемный расход, выразив его в м³/с, м³/ч.

10. Какова зависимость между линейной и массовой скоростями? Размерность их. Выведите уравнение неразрывности потока жидкости. Решите пример:По трубопроводу внутренним диаметром d=150 мм перекачивается нефть плотностью =890 кг/м³. Массовый расход равен 1200 т/сутки. Вычислить среднюю линейную скорость в трубопроводе.

11. Какие виды движения жидкости существуют? От каких величин зависит режим движения жидкости? Как называется комплекс этих величин. Напишите выражение критерия Re. Решите пример: Определить режим движения мазута, имеющего вязкость =0,725Ст и плотность =900кг/м3, при его движении в трубе диаметром d=25 мм. Расход равен 2 кг/с.

12. Дайте определение критического значения критерия Re. Как по величине численного значения критерия Re можно определить режим движения жидкости? Решите пример: По трубе диаметром 100 мм течет вода при температуре t=20⁰С. Определить режим движения, если расход равен 5л/с.

13. Выведите уравнение удельной энергии жидкости. Дайте определение внутренней энергии, потенциальной энергии давления и положения, кинетической энергии. Размерность удельной энергии.

14. Как зависит диаметр трубопровода и потери давления от скорости движения жидкости?

Решите пример: Как изменится скорость движения

1 2 жидкости во 2 сечении

трубопровода, если 2 сечение

уменьшилось по сравнению с 1 в два раза?

15. Выведите уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости. В чем заключается отличие уравнения Бернулли для потока реальной жидкости от уравнения Бернулли для потока идеальной жидкости. Решить пример: Вычислить давление в сечении

II II трубопровода,

I по которому

II течет жидкость

h=10м плотностью

=900 кг/м³.

Скорость жидкости в сечении I трубопровода равна 1м/с, давление р=0,3 МПа. Площадь сечения I в 3 раза больше площади сечения II. Жидкость считать идеальной.

16. Как определить потери напора и давления на трение между двумя любыми сечениями? От чего зависит и как определяется коэффициент трения? Решите пример: Определить потерю давления на трение при протекании воды по латунной трубе 19х2 мм, длиной 10м. Скорость воды 2 м/с. Температура t=60⁰С.

17. Как определить потери напора и давления в местных сопротивлениях? Какие существуют виды местных сопротивлений? Решите пример: Вычислить потерю напора при внезапном расширении трубы диаметром 36 мм до диаметра 76 мм. По трубе течет вода со средней скоростью в широком сечении 0,62 м/с.

18. Выведите формулы, по которым можно определить полный потерянный напор и потери давления в трубопроводе.

19. Выведите формулу скорости и расхода реальной жидкости при истечении через отверстие при постоянном уровне. Что называется коэффициентом скорости и расхода?

20. Дайте классификацию трубопроводов. Какая арматура применяется в нефтегазоперерабатывающей промышленности? Как соединяются трубопроводы, трубы с арматурой? Решите пример: Определить необходимый диаметр трубы для перекачки 200 л/ч уксусной кислоты при t=20⁰С со скоростью w=0,02 м/с.

21. Какая арматура и какие фасонные части используются на трубопроводах? Выполните их эскизы.

22. Нарисуйте общие схемы установки насосов и поясните их.

23. Под действием какого перепада происходит всасывание жидкости насосом? Выведите уравнение высоты всасывания насоса. Перечислите факторы, влияющие на величину всасывания.

24. Опишите сущность гидравлического удара в трубопроводах. Каковы меры борьбы с гидравлическим ударом?

25. Перечислите основные параметры насосов. Дайте определение производительности насоса, размерность. Выведите уравнение для напора насоса. Решите пример: Насос перекачивает жидкость плотностью =960кг/м³ из резервуара с атмосферным давлением в аппарат, давление в котором p=3,7МПа. Высота подъема 16 м. Определить полный напор, развиваемый насосом.

26. Дайте определение и формулы полезной мощности насоса. Выведите формулу для определения мощности, потребляемой насосом. Размерность ее. Что представляет собой полный КПД насоса? Решите пример: Определить КПД поршневого насоса. Насос подает 380 л/мин мазута =900кг/м³. Полный напор Н=30,8м. Потребляемая двигателем мощность Nп=2,5кВт

27. Приведите сравнение насосов различных типов. Когда и почему применяются те или иные типы насосов? Достоинства и недостатки их.

28. Как классифицируются центробежные насосы? Нарисуйте схему, опишите устройство и принцип действия центробежного насоса простого действия.

29. Опишите правила эксплуатации центробежных насосов.

30. Дайте характеристику ротационных и струйных насосов. Где они применяются?

31. Объясните явление кавитации. Какие существуют меры борьбы с кавитацией?

32. Опишите, как производятся пуск, остановка и регулирование центробежных насосов? Почему при выборе центробежного насоса необходимо, кроме собственной характеристики насоса, учитывать характеристику сети? Нарисуйте совместную характеристику насоса и трубопровода.

33. Дайте характеристику осевых и вихревых насосов. Где они применяются?

34. Дайте характеристику ротационных и струйных насосов. Где они применяются?

35. Поясните, в чём принципиальное отличие поршневых насосов от центробежных.

36. Как классифицируются поршневые насосы? Приведите схему действия насоса простого действия. В чем отличие насоса двойного действия?

37. Что является характеристикой насоса? Нарисуйте характеристику поршневого насоса. Как производится регулирование, пуск и остановка поршневого насоса?

38. Как определить производительность поршневого насоса? Напишите формулу для определения теоретической и фактической производительности насосов простого и двойного действия. Решите пример: Определить объемный КПД поршневого насоса простого действия, если диаметр поршня d=200 мм, длина хода поршня l=480 мм. Число оборотов в минуту n=55об/мин. Производительность равна 30 м³/ч.

39. Напишите и объясните основное уравнение центробежных машин. Что оказывает влияние на уменьшение фактического напора центробежных машин? Как оно учитывается?

40. Нарисуйте схему и объясните работу поршневого одноступенчатого компрессора.

41. Каково назначение компрессоров? Как они классифицируются?

42. Опишите известные вам процессы сжатия газов.

43. Нарисуйте схему и объясните принцип действия двухступенчатого поршневого компрессора с охлаждением. Почему при охлаждении газа в многоступенчатых компрессорах получается уменьшение затраты работы на сжатие газов?

44. Объясните, как получается индикаторная диаграмма поршневого компрессора простого действия. В чем заключается отличие практической индикаторной диаграммы от теоретической?

45. Как производится регулирование, пуск и остановка поршневого компрессора? Дайте характеристику ротационных компрессоров. Какие типы ротационных компрессоров существуют?

46. Перечислите типы центробежных компрессоров. Как классифицируются вентиляторы? Как определяется полное давление, развиваемое вентилятором?

47. В чем заключается отличие турбогазодувки и турбокомпрессоров различных типов? Достоинства и недостатки их. Объясните принцип выбора компрессоров.

48. Опишите правила техники безопасности при эксплуатации компрессоров.

49. Какую роль выполняют сальниковые устройства и торцевые уплотнители в сокращении вредных выбросов?

50. Указать конструктивные особенности рабочего колеса центробежного вентилятора низкого давления от центробежного вентилятора высокого давления.

60. задачи

Определить критерий Рейнольдса, толщину плёнки

 м  и скорость стекания плёнки жидкости w  м/c  по внутренней поверхности трубы диаметром d  мм  при массовом расходе жидкости G  кг/с  и средней температуре t  ⁰C

	51	52		53		54			55	56		57		58		59		60
Среда	Бензин								Керосин					Дизельное топливо
G	0.14		0.16		0.24		0.28	0.25			0.32		0.36		0.22		0.27		0.15
dх	38х2		57х3		38х2		76х4	38х2			57х3		76х4		108х4		57х3		25х2
tср.	20		30		20		40	20			30		40		20		40		30

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 2

1. Способы передачи тепла. Дайте определение и приведите примеры.

2. Средняя разность температур теплоносителей. Как она определяется при разных схемах движения теплоносителей?

3. Напишите и проанализируйте уравнение теплоотдачи. Физический смысл коэффициента теплоотдачи, его размерность.

4. Передача тепла теплопроводностью. Закон Фурье, физический смысл коэффициента теплопроводности . Размерность.

5. Напишите и проанализируйте уравнение теплопередачи. Физический смысл коэффициента теплопередачи, его размерность.

6. Выведите и объясните уравнения для определения температуры однослойной и многослойной стенок.

7. Напишите и поясните критериальные уравнения для определения критерия Нуссельта для вынужденной конвекции при движении теплоносителя по трубам и каналам.

8. Напишите и поясните критериальные уравнения для определения критерия Нуссельта для вынужденной конвекции при движении теплоносителя в кольцевом зазоре между двумя трубами и в межтрубном пространстве кожухотрубных теплообменников.

9. Влияние различных факторов на величину коэффициента теплоотдачи. Критерии подобия тепловых процессов

10. Напишите уравнения для определения тепловой нагрузки теплообменника для случаев: а) нагрева жидкости; б)конденсации паров и охлаждения конденсата.

11. Тепловой баланс теплообменника. Принцип составления теплового баланса теплообменника. Приведите пример.

12. Напишите и объясните уравнение для определения поверхности теплообменного аппарата.

13. Выведите уравнение для определения коэффициента теплопередачи К. Приведите несколько примеров величин коэффициента теплопередачи из практических данных.

14. Напишите математическое выражение законов Стефана-Больцмана и Кирхгофа и поясните их.

15. Выведите уравнение, по которому определяется количество тепла, передаваемое совместно конвекцией и лучеиспусканием. Для каких расчётов оно обычно применяется?

16. Каково назначение тепловой изоляции? Какими материалами изолируют аппараты и трубопроводы?

17. Нарисуйте эскизы и опишите устройство кожухотрубчатых теплообменников.

18. Нарисуйте и опишите способы расположения труб в трубных решётках кожухотрубчатых теплообменников. Как крепятся трубки в трубных решётках?

19. Нарисуйте эскизы и опишите устройство теплообменников “труба в трубе” и спиральных.

20. Выполните эскиз аппарата воздушного охлаждения. В чём его достоинства и недостатки?

21. Выполните эскизы термосифонного и плёночного кипятильников. Сравните их достоинства и недостатки.

22. Выполните эскиз пластинчатого теплообменника. В чём его достоинства и недостатки?

23. Нарисуйте конденсатор погружного типа. Его достоинства и недостатки.

24. Опишите сущность и способы проведения процесса кристаллизации.

25. Выведите уравнение теплового баланса кристаллизации и поясните его.

26. Назначение трубчатых печей, их классификация.

27. Начертите схему двускатой трубчатой печи. Обозначьте основные части. Объясните, как движутся в печи сырье и дымовые газы. Достоинства и недостатки печей этого типа.

28. Нарисуйте схему печи с двусторонним облучением экрана. Достоинства и недостатки печей этой конструкции.

29. Нарисуйте эскиз горелки беспламенного горения. Достоинства и недостатки печей с горелками беспламенного горения.

30. Основные показатели работы трубчатых печей.

31. По каким признакам классифицируют топливо? Поясните, как рассчитывается теплотворная способность топлива.

32. Энтальпия продуктов горения. Напишите и поясните формулы для её определения.

33. Напишите и поясните формулы для расчёта количества воздуха на сгорание топлива.

34. Опишите сущность явлений в камере конвекции. Как рассчитывается камера конвекции?

35. Устройство змеевика трубчатых печей. Соединение труб, чистка труб.

36. Каркас и обмуровка печей. Гарнитура. Дайте описание, эскиз.

37. Устройство форсунок для сжигания топлива. Эскизы.

38. Расчет потери напора в змеевике трубчатой печи на участке нагрева.

39. Как определяется температура стенки при расчете теплообменных агрегатов?

40. Теплоемкость. Истинная, средняя. Размерность. Определите среднюю теплоемкость нефтепродукта плотностью ²⁰₄=0,750 при температуре Т=473 К.

41-50. Задачи

Определить тепловую нагрузку Q [Вт] и площадь поверхности теплообмена F [м²] для нагрева G [кг/с] жидкости от температуры t₁ [⁰С] с помощью горячей жидкости, температура которой изменяется от Т₁ до Т₂. Коэффициент теплопередачи К [Вт/(м²К)]. Движение теплоносителей – противоточное.

	41	42		43		44			45	46		47		48		49		50
Среда	Нефть								Бензин					Мазут
G	1,6		1,75		1,9		1,4	1,5			2,0		1,8		1,9		2,1		1,6
t1	16		19		20		18	16			20		17		19		18		20
T1	120							100							110
T2	25		30		32		27	29			31		35		33		30		36
К	325		375		350		380	400			450		490		320		290		340
t2	80							50							60

51-60. Задачи

Определить общую потерю теплоты Q_п Вт в окружающую среду путём конвекции и лучеиспускания поверхностью цилиндрического аппарата диаметром Д м, высотой Н м, если температура стенки аппарата t_ст ⁰С, температура окружающего воздуха t_в ⁰С.

	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60
Д	0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	1,4	1,6
Н	4	4,0	5,0	5,5	5,8	6,0	7,0	6,5	5,0	5,5
tст	60	59	65	70	58	65	68	70	60	67
td	20	18	21	20	22	20	18	20	21	25

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 3

1. Какие процессы называются массообменными? Назначение массообменных процессов. Приведите примеры.

2. Что является средней движущей силой процесса массопередачи? Напишите уравнение и объясните его.

3. Какая концентрация называется массовой? Выразите состав смеси в массовых концентрациях.

N	gi,кг/ч	xi
1	5000
2	2000
3	3200
4	7000

4. Какая концентрация называется мольной. Выразите состав смеси в мольных концентрациях.

N	gi, кг/ч	Мi
1	320	100
2	500	120
3	800	150
4	1000	160

5. Какая концентрация называется объемной? Выразите состав смеси в объемных концентрациях.

N	gi,кг/ч	i, кг/м3
1	900	800
2	1100	830
3	1500	840
4	2000	850

6. Выведите уравнение, выражающее связь между мольной и массовой концентрациями.

7. Выведите уравнение для расчета средней молекулярной массы через мольные концентрации. Найдите среднюю молекулярную массу смеси по следующим данным:

N	Xi	Mi
1	0,3264	100
2	0,2121	110
3	0,3477	120
4	0,1138	130
	1,0000	

8. Выведите уравнение для определения средней молекулярной массы через массовые концентрации. Найдите молекулярную массу смеси по следующим данным:

N	Xi	Mi
1	0,3080	100
2	0,1875	110
3	0,3120	120
4	0,1925	130
	1,000	

9. Принцип составления материальных балансов массообменных процессов. Уравнение оперативной или рабочей линии.

10. Молекулярная диффузия. Определение. Закон Фика. Коэффициент диффузии, его физический смысл, размерность.

11. Конвективная диффузия. Определение. Коэффициент массоотдачи. Размерность. Физический смысл.

12. Уравнение массопередачи. Коэффициент массопередачи. Размерность. Физический смысл. Выражение коэффициента массопередачи через коэффициенты массоотдачи.

13. Расчеты процессов массопередачи методом единиц переноса. Что называется единицей переноса? Что называется высотой, эквивалентной одной единице переноса?

14. Основные определения теории термодинамического равновесия: система, фаза, компонент. Правило фаз Гиббса. Найдите число степеней свободы для системы, состоящей из 3-х компонентов в паровой и жидкой фазах.

15. Закон Дальтона, закон Рауля. Напишите математическое выражение, дайте определение, объяснение.

16. Объединенный закон Рауля-Дальтона. Константа фазового равновесия. Физический смысл ее. Найдите константу фазового равновесия бензиновой фракции, выкипающей в пределах 140-200⁰С при температуре t=300⁰С и давлении =0,3 МПа.

17. Равновесное состояние бинарной системы. Выведите уравнение состава жидкой и паровой фаз в состоянии равновесия. Найдите содержание бензола в смеси с толуолом при температуре 70⁰С и при давлении =0,1МПа.

18. Графическая зависимость между составом паровой и жидкой фаз в состоянии равновесия для бинарной системы. Кривая равновесия. Изобарные кривые.

19. Аналитическая зависимость между составом паровой и жидкой фаз в состоянии равновесия для бинарной смеси. Коэффициент обогащения или коэффициент относительной летучести.

20. Покажите графическую зависимость давления паров смеси от ее состава в состоянии равновесия для бинарной системы.

21. Однократное испарение и однократная конденсация бинарных систем. Вывести уравнение для определения доли испарения и доли конденсации.

22. Однократное испарение сложных смесей. Нахождение мольной доли отгона сложной смеси при данных температуре и давлении. Пересчет мольной доли отгона в массовую.

23. Как определяется температура начала однократного испарения?

24. Как определяется температура конца однократного испарения?

25. Приближенный метод построения кривых однократного испарения сложных смесей по методу Обрядчикова-Смидовича.

26. Назначение водяного пара при перегонке. Выведите уравнение для определения расхода водяного пара и уравнение для определения парциального давления углеводородных паров в смеси с водяным паром

27. Сущность процесса ректификации. Работа тарелки. Условия ректификации.

28. Выведите и объясните уравнение материального баланса всей колонны, разделяющей бинарную смесь.

29. Способы создания орошения. Нарисовать схемы. Написать уравнения для определения количества тепла, снимаемого орошением.

30. Какие существуют способы подвода тепла в нижнюю часть колонны? Изобразите схематично. Напишите уравнение для подсчета количества тепла.

31. Опишите и нарисуйте устройство желобчатой тарелки. Достоинства и недостатки этой конструкции.

32. Описать и нарисовать устройство тарелки с S–образными элементами. Достоинства и недостатки.

33. Описать и дать эскиз ситчатой тарелки. Достоинства и недостатки.

34. Описать устройство, привести эскиз клапанной тарелки. Достоинства и недостатки.

35. Опишите устройство и нарисуйте эскиз колпачковой тарелки. Объясните, когда применяются многосливные тарелки.

36. Графическое определение числа теоретических тарелок в колонне, разделяющей бинарную смесь.

37. Расчет диаметра ректификационной колонны.

38. Расчет высоты ректификационной колонны.

39. Разделение смесей в простых и в сложных колоннах. Приведите схемы разделения.

40. Гидравлический расчет тарелки.

41. Сущность процесса абсорбции. Закон Генри. Его применение в процессе абсорбции.

42. Материальный баланс абсорбции. По какому уравнению строится оперативная линия абсорбции.

43. Факторы, влияющие на процесс абсорбции. Тепловой баланс абсорбции.

44. Десорбция. Назначение, сущность процесса. Основные факторы процесса.

45. Адсорбция. Назначение. Физические основы адсорбции. Изотерма адсорбции. Факторы процесса.

46. Применение адсорбции в нефтепереработке. Методы проведения процесса адсорбции.

47. Применение процесса экстракции в нефтепереработке. Способы экстрагирования.

48. Экстракция. Назначение. Сущность. Закон распределения. Факторы процесса.

49. Как классифицируются химические реакции? Как классифицируются химические процессы? Приведите примеры.

50. Как определить потребный реакторный объем, если время реагирования поддается определению? Написать уравнение, объяснить.

51. Влияние температуры на скорость химической реакции. Температурный коэффициент реакции, его зависимость от температуры.

52. Режимы гетерогенных химических реакций.

53. Что называется объемной, массовой скоростью? Связь между ними.

54. Как определить необходимый реакционный объем реактора при помощи объемной или массовой скоростей?

55. Какие химические процессы относятся к сменно-циклическим? Их особенности.

56. Нарисуйте эскиз и объясните устройство реактора установки каталитического крекинга с пылевидным катализатором.

57. Какие существуют промышленные системы каталитического крекинга в кипящем слое? Приведите схемы, объясните.

58. Ос

59. обенности непрерывных химических процессов.

60. Нарисуйте эскизы и объясните устройство реакторов алкилирования.

61. Нарисуйте эскиз и опишите устройство реакторов риформинга.

61-70. Задачи

Определить теоретическое и действительное число тарелок в ректификационной колонне непрерывного действия для разделения бинарной (двойной) смеси. Содержание низкокипящего компонента в смеси Х_F [мол.дол.], в дистилляте Хр [мол.дол.], в кубовом остатке Хw [мол.дол.]. Коэффициент избытка флегмы - , к.п.д. тарелки - . Давление в колонне атмосферное. Для построения равновесной кривой на диаграмме «х-у» воспользоваться данными [3].

	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70
Состав смеси	Ацетон-бензол			Метиловый спирт-вода			Метиловый спирт-этило-вый спирт		Бензол-толуол
ХF	0,43	0,49	0,40	0,40	0,35	0,42	0,50	0,48	0,42	0,44
Хp	0,95	0,90	0,92	0,90	0,95	0,94	0,95	0,94	0,95	0,96
Хw	0,04	0,06	0,06	0,04	0,05	0,06	0,10	0,12	0,05	0,06
	2,0	1,9	1,5	1,8	1,9	2,0	2,0	1,9	2,0	2,1
	0,55	0,70	0,60	0,65	0,60	0,70	0,60	0,65	0,60	0,65