Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

Бийский технологический институт (филиал)

Н.А. Орлова, Е.А. Пазников, И.Н. Павлов

РАЗДЕЛЕНИЕ

НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ

Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ

по курсу «Процессы и аппараты химической технологии»

для студентов специальностей: БТ – 240901, ХТПК – 240702, ХТОСА – 240701, АПХП – 240706 и по курсу «Процессы и аппараты пищевых производств» для студентов специальностей МАПП – 260601 и ТБПиВ – 260204

Бийск 2006

УДК 621.1.01. (075.8)

Орлова, Н.А. Разделение неоднородных систем: методические рекомендации к выполнению лабораторных работ по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» для студентов специальностей:

БТ – 240901, ХТПК – 240702, ХТОСА – 240701, АПХП – 240706 и по курсу «Процессы и аппараты пищевых производств» для студентов специальностей МАПП – 260601 и ТБПиВ – 260204 / Н.А. Орлова, Е.А. Пазников, И.Н. Павлов.

Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск.

Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2006. – 56 с.

В издании содержится описание правил, порядка и методики проведения лабораторных работ к модулю №5 для студентов, обучающихся по модульно-рейтинговой технологии по курсу «Процессы и аппараты химической технологии». Методические рекомендации включают три работы по гидромеханическим процессам, которые иллюстрируют устройство и работу аппаратов по разделению неоднородных систем, а также методику расчета процесса осаждения, методику определения основных показателей работы циклона и методику определения констант процесса фильтрования.

Рассмотрены и одобрены

на заседании кафедры

«Процессы и аппараты

химической технологии».

Протокол № 1 от 02.02.2006 г.

Рецензент:

к.т.н., доцент кафедры ТХМ БТИ АлтГТУ Д.В. Чащилов

© БТИ АлтГТУ, 2006

Предисловие

Переход на многоуровневую систему высшего образования и, как следствие, усложнение учебного материала в связи с изменением принципов построения учебных планов и курсов потребовало в последние годы интенсификации обучения и существенной самостоятельной учебной деятельности студентов.

Определенный вклад в решение этих задач должна внести разработка и внедрение в учебный процесс научно обоснованных, современных образовательных технологий, среди которых особое место занимает модульно-рейтинговая технология обучения (МРТО).

Модульно-рейтинговая технология имеет целью поставить студента перед необходимостью регулярной самостоятельной учебной работы в течение всего семестра. Это достигается делением учебного материала курса на крупные блоки (модули), по завершении которых студент сдает промежуточные (модульные) экзамены (ПЭ). Полученные им баллы за все ПЭ суммируются и составляют его рейтинг по данной дисциплине. При этом баллы, полученные за текущую учебную работу, рассматриваются как допуск студента к промежуточным экзаменам.

Максимальное количество баллов, которые студент может получить за одну лабораторную работу – 6. Эта цифра получается следующим образом: получение допуска к работе (1 балл), выполнение работы (1 балл), оформление отчета (1 балл), защита работы в срок (2 балла), применение ЭВМ (1 балл).

Порядок проведения лабораторных работ:

– Лабораторные работы проводятся группой из 2–3 студентов.

– Выполнению работы предшествует письменный опрос по теории работы и устное собеседование по методике ее проведения, и принципу работы лабораторной установки и входящих в нее приборов и устройств.

– После выполнения работы студенты составляют отчет по лабо-

раторной работе, обязательно включающий раздел, где объясняются полученные результаты (Приложение А).

– Итогом работы является защита полученных в ней результатов, которая проводится устно или письменно, но обязательно индивидуально.

– Отчеты по лабораторным работам составляются каждым студентом индивидуально, и после защиты сдаются преподавателю.

– Темы и план лабораторных работ сообщаются студентам заранее.

Введение

Проведение процессов химической технологии обычно связано с перемещением жидкостей, газов или паров в трубопроводах и аппаратах, образованием или разделением гетерогенных систем (перемешиванием, диспергированием, отстаиванием, фильтрованием и др.). Поскольку скорость всех этих процессов определяется законами гидромеханики, то их принято называть гидромеханическими процессами.

По принципу целенаправленности гидромеханические (гидродинамические или гидравлические) процессы делятся на процессы, протекающие:

1) с образованием неоднородных систем (перемешивание, диспергирование, псевдоожижение, пенообразование);

2) разделением неоднородных систем (осаждение, классификация, фильтрование, мокрая очистка и др.);

3) перемещением потоков в трубопроводах или аппаратах. В этом случае перемещение может быть как однофазное (гомогенная система), так и двухфазное (гетерогенная система).

Подобное деление гидромеханических процессов связано с различием видов и способов движения жидкостей, газов, твердых частиц и их смесей.

В зависимости от закономерностей, характеризующих условия движения потоков, гидромеханические процессы делятся на три группы:

1) процессы, составляющие внутреннюю задачу гидродинамики – движение потоков в трубах и аппаратах;

2) процессы, относящиеся к внешней задаче гидродинамики – движение частиц в газообразной или жидкой среде (процессы осаждения, диспергирования, перемешивание твёрдых частиц с жидкостью);

3) процессы, составляющие смешанную задачу гидродинамики – движение жидкостей и газов через слой кусковых или зернистых материалов (фильтрование, псевдоожижение).

Данное пособие посвящено изучению процессов разделения неоднородных систем. Очистка неоднородных газовых и жидких систем от взвешенных в них твердых, жидких или газовых частиц на предприятиях химической, а также пищевой промышленности осуществляется при помощи силы тяжести, центробежных и электростатических сил, а также путем промывки и фильтрации газов и жидкостей. Кроме того, в последнее время выделяют пыль под действием ультразвука, вызывающего ин­тенсивную вибрацию мельчайших частиц пыли, которые при этом сце­пляются друг с другом и укрупняются.