
- •Ано впо «Омский экономический институт»
- •Кафедра технологии продуктов питания
- •Учебно-методический комплекс
- •По дисциплине
- •«Процессы и аппараты пищевых производств»
- •Омск 2008
- •II. Рабочая программа по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»
- •Цели и задачи дисциплины
- •Требования к уровню освоения содержания дисциплины
- •Объем дисциплины и виды учебной работы
- •Содержание дисциплины
- •Разделы дисциплины и вид занятий
- •4.2. Содержание разделов дисциплины
- •4.3.Темы и планы семинарских занятий
- •Лабораторный практикум
- •Самостоятельная работа
- •7. Выполнение курсовой работы Учебным планом не запланировано.
- •9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •9.1. Рекомендуемая литература Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Курс лекций по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»
- •Лекция 1. Общие положения
- •Нами будут рассматриваться процессы, создаваемые в определенных технологических целях.
- •1.1. Классификация основных процессов и аппаратов пищевых производств
- •1.2. Кинетические закономерности основных процессов пищевых производств
- •1.3. Общие принципы расчёта машин и аппаратов
- •Для изолированных систем нет приходов и уходов субстанции:
- •1.4. Применение метода моделирования для исследования и расчета процессов и аппаратов пищевых производств
- •Лекция 2. Гидромеханические процессы
- •2.1. Физические свойства жидкостей и газов
- •Это уравнение можно записать для расчета плотности газа
- •2.2. Гидравлика
- •2.2.1. Гидростатика
- •2.2.2. Практическое приложение уравнения гидростатики
- •Если сосуды заполнены одной жидкостью плотностью , но давления над уровнем жидкости в них неодинаковы и равны и , то
- •2.3. Гидродинамика
- •2.3.1. Основные характеристики движения жидкостей
- •Средняя скорость по сечению трубопровода связана с максимальной скоростью следующим соотношением:
- •2.3.2. Турбулентный режим
- •2.3.3. Дифференциальные уравнения движения Эйлера
- •2.3.4. Дифференциальные уравнения движения Навье–Стокса
- •2.3.5. Уравнение Бернулли
- •2.3.6. Гидродинамическое подобие
- •2.3.7. Гидравлические сопротивления в трубопроводах и каналах
- •2.3.8. Движение тел в жидкостях
- •2.3.9. Движение жидкостей через неподвижные пористые слои
- •2.3.10. Гидродинамика псевдоожиженных слоев
- •2.3.11. Гидродинамика двухфазных потоков
- •2.4. Перемещение жидкостей (насосы)
- •2.4.1. Классификация и области применения насосов
- •2.4.2. Параметры насосов
- •2.4.3. Насосная установка
- •2.4.4. Основное уравнение лопастных машин (уравнение Эйлера)
- •2.4.5. Характеристики центробежных насосов
- •2.5. Сжатие и перемещение газов (компрессоры)
- •2.5.1. Классификация компрессоров
- •2.5.2. Поршневые компрессоры
- •2.5.3. Теоретический рабочий процесс в поршневом компрессоре
- •2.5.4. Производительность действительного поршневого компрессора. Коэффициенты производительности
- •2.5.5. Принцип действия, классификация и устройство турбокомпрессоров
- •2.6. Процессы разделения неоднородных смесей
- •2.6.1. Классификация неоднородных систем и способов
- •2.6.2. Материальные балансы процессов разделения
- •2.6.3. Осаждение
- •2.7. Фильтрование
- •2.8. Перемешивание в жидкой фазе
- •Лекция 3. Тепловые процессы
- •3.1. Способы передачи теплоты
- •3.2. Тепловые балансы
- •3.3. Температурное поле и температурный градиент
- •3.4. Передача тепла теплопроводностью
- •3.5. Тепловое излучение
- •3.6. Конвективный теплообмен
- •3.6.1. Теплоотдача
- •3.6.2. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена
- •3.6.3. Подобие процессов теплообмена
- •3.6.4. Теплоотдача при свободном и вынужденном движении жидкости
- •3.6.5. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния
- •3.7. Сложный теплообмен
- •3.8. Процессы нагревания, охлаждения и конденсации
- •3.9. Теплообменные аппараты
- •3.9.1. Классификация и типы теплообменных аппаратов
- •3.9.2. Расчет теплообменных аппаратов
- •3.9.3. Рекомендации по выбору и проектированию поверхностных теплообменников
- •3.10. Выпаривание
- •Лекция 4. Основы массопередачи
- •4.1. Общие сведения о массообменных процессах
- •4.1.1. Основное уравнение массопередачи
- •4.1.2. Материальный баланс массообменных процессов
- •4.1.3. Движущая сила массообменных процессов
- •4.1.4. Модифицированные уравнения массопередачи
- •4.1.5. Основные законы массопередачи
- •4.1.6. Подобие процессов переноса массы
- •4.1.7. Связь коэффициентов массопередачи и массоотдачи
- •4.1.8. Массопередача с твердой фазой
- •4.2. Абсорбция
- •4.2.1. Равновесие при абсорбции
- •4.2.2. Материальный, тепловой балансы и кинетические закономерности абсорбции
- •4.2.3. Cхемы абсорбционных процессов
- •4.2.4. Конструкции колонных абсорбционных аппаратов
- •4.3. Адсорбция
- •4.3.1. Равновесие в процессах адсорбции
- •4.3.2. Конструкции адсорбционных аппаратов
- •4.4. Процессы мембранного разделения смесей
- •4.4.1. Сущность процесса мембранного разделения смесей
- •4.4.2. Мембраны
- •4.4.3. Кинетика процессов мембранного разделения смесей
- •4.4.4. Влияние различных факторов на мембранное разделение
- •4.4.5. Мембранные аппараты
- •4.5. Механические процессы
- •4.5.1. Измельчение твердых материалов
- •4.5.2. Физико-механические основы измельчения
- •4.9.3. Размольно-дробильные машины
- •Тарелка; 2- корпус; 3- дробящая головка; 4- пружина; 5- станина; 6- шаровой
- •Подпятник.
- •4.5.4. Классификация и сортировка материалов
- •Корпус; 2- внутренний конус; 3- распределительный диск; 4- вентилятор;
- •Корпус; 2- внутренний конус; 3- патрубок для ввода исходного сырья; 4,5 – патрубки для отвода крупных частиц; 6- патрубок для вывода воздуха с мелкими частицами; 7- поворотные лопатки
- •IV. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Лабораторная работа № 1 Гравитационное осаждение шарообразных частиц.
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Теоретические положения
- •3. Описание оборудования
- •4. Порядок проведения работы
- •5. Обработка результатов
- •6. Требования к отчету
- •7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Гидравлическое сопротивление прямых гладких труб.
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Теоретические положения
- •3. Описание оборудования
- •4. Порядок проведения работы
- •5. Обработка результатов
- •6. Требования к отчету
- •7. Контрольные вопросы
- •Значение фактора формы для прямоугольного сечения
- •Значение фактора формы для треугольного сечения
- •Значение фактора формы для эллиптического сечения
- •Значение фактора формы для кольцевого сечения
- •Лабораторная работа № 3 Передача тепла теплопроводностью через многослойную стенку
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Теоретические положения
- •2.1. Плоская стенка
- •2.2. Цилиндрическая стенка
- •3. Описание оборудования
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Обработка результатов
- •6. Требования к отчету
- •Лабораторная работа №4 Определение термического сопротивления изоляции
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Теоретические положения
- •3. Описание оборудования
- •4. Порядок проведения работы
- •5. Обработка результатов
- •6. Требования к отчету
- •7. Контрольные вопросы
- •Данные по материалам изоляции
- •Лабораторная работа № 5 Теплообменник «труба в трубе».
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Теоретические положения
- •3. Описание оборудования
- •4. Порядок проведения работы
- •5. Обработка результатов
- •6. Требования к отчету
- •7. Контрольные вопросы
- •V. Тестовые вопросы по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»
- •Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»
- •Исходные расчетные данные по вариантам (задача 1).
- •VII. Экзаменационные вопросы.
Содержание дисциплины
Разделы дисциплины и вид занятий
4.1.1. Заочная форма обучения на базе общего (полного) образования
Курс |
Семестр |
Раздел дисциплины |
Трудоемкость |
Аудиторные занятия |
СРС |
|||
Всего |
в том числе |
|||||||
лекции |
семинары, аудиторный практикум |
лабораторный практикум |
||||||
4 |
8 |
|
90 |
32 |
10 |
10 |
12 |
122 |
|
|
Тема 1. Общие закономерности |
|
|
2 |
2 |
|
8 |
|
|
Тема 2. Кинетические закономерности основных процессов пищевых производств |
|
|
2 |
2 |
4 |
8 |
|
|
Тема 3. Гидромеханические процессы |
|
|
2 |
2 |
4 |
8 |
|
|
Тема 4. Тепловые процессы |
|
|
2 |
2 |
4 |
8 |
|
|
Тема 5.Основы массопередачи |
|
|
2 |
|
|
8 |
|
|
Тема 6. Абсорбция и десорбция |
|
|
|
2 |
|
8 |
|
|
Тема 7. Процессы мембранного разделения |
|
|
|
|
|
8 |
|
|
Тема 8. Механические процессы |
|
|
|
|
|
10 |
|
|
ИТОГО |
90 |
32 |
10 |
10 |
12 |
68 |
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Общие закономерности.
Тема 1. Классификация основных процессов и аппаратов
пищевых производств.
Приводится классификация основных процессов и аппаратов пищевых производств. Дано определение понятий тепловых, гидромеханических, массообменных и других видов процессов.
Тема 2. Общие принципы расчета машин и аппаратов пищевых производств.
Представлена общая методика расчета процессов и аппаратов пищевых производств. Последовательность расчетов.
Тема 3. Применение метода моделирования для исследования и расчета процессов и аппаратов пищевых производств.
Приводится описание метода моделирования для исследования и расчета процессов и аппаратов пищевых производств. Описываются методы теории подобия.
Тема 4. Геометрическое и физическое подобие.
Приводятся теоремы подобия. Краткое описание понятий геометрического и физического подобия.
Раздел 2. Кинетические закономерности основных процессов
пищевых производств.
Представлен расчет скорости (интенсивности) процесса прямо пропорционального движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению.
Раздел 3. Гидромеханические процессы.
Тема 1. Физические свойства жидкостей и газов.
Даны основные понятия и определения. Раскрыто содержание таких явлений как вязкость, текучесть.
Тема 2. Гидравлика.
Рассмотрена гидростатика. Дано практическое приложение уравнения гидростатики.
Тема 3. Гидродинамика.
Рассмотрены основные характеристики движения жидкостей, а также движение тел в жидкостях, движение жидкости через неподвижные пористые слои.
Тема 4. Перемещение жидкостей (насосы).
Представлена классификация и области применения насосов. Рассмотрены основные параметры насосов. Приведен пример насосной установки. Представлении основное уравнение лопастных машин (уравнение Эйлера).
Тема 5. Сжатие и перемещение газов (компрессоры).
Представлена классификация компрессоров. Рассмотрены конструкции различных типов компрессоров и методы их расчета. Области их применения.
Тема 6. Процессы разделения неоднородных смесей.
Представлена классификация неоднородных систем и способов их разделения. Приведены материальные балансы процессов разделения. Описан процесс осаждения, фильтрования.
Тема 7. Перемешивание в жидкой фазе.
Рассмотрены механические перемешивающие устройства, представлены конструкции мешалок.
Раздел 4. Тепловые процессы.
Тема 1. Способы передачи теплоты.
Рассмотрены основные способы передачи теплоты. Даны определения основным понятиям.
Тема 2. Тепловые балансы.
Представлены уравнения теплового баланса. Приведено основное уравнение теплопередачи.
Тема 3. Температурное поле и температурный градиент.
Дано определения понятий температурное поле и температурный градиент.
Тема 4. Передача тепла теплопроводностью.
Рассмотрен основной закон передачи тепла теплопроводностью (закон Фурье). Дано определение понятия коэффициента теплопроводности.
Тема 5. Тепловое излучение.
Дано определение понятия тепловое излучение. Рассмотрен Закон Стефана – Больцмана, а также лучистый теплообмен с параллельно расположенными поверхностями.
Тема 6. Конвективный теплообмен.
Дано определение понятию теплоотдача. Приведено дифференциальное уравнение конвективного теплообмена. Рассмотрено подобие процессов теплообмена. Теплоотдача при свободном и вынужденном движении жидкости. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния.
Тема 7. Сложный теплообмен.
Представлен характер изменения температур при теплопередаче через плоскую стенку. Характерные особенности процессов сложного теплообмена.
Тема 8. Процессы нагревания, охлаждения и конденсации.
Рассмотрены различные способы нагревания, охлаждения и конденсации. Закономерности протекания процессов.
Тема 9. Теплообменные аппараты.
Представлена классификация теплообменных аппаратов. Рассмотрены различные типы теплообменных аппаратов. Предложены методики расчетов различных теплообменных аппаратов. Даны рекомендации по выбору и проектированию поверхностных теплообменников.
Тема 10. Выпаривание.
Представлена схема и материальный баланс выпарного аппарата, а также приводится описание процесса выпаривания.
Раздел 5. Основы массопередачи
Рассмотрены общие сведения о массообменных процессах. Приведено основное уравнение массопередачи. Материальный баланс массообменных процессов. Движущая сила массообменных процессов. Модифицированные уравнения массопередачи. Основные законы массопередачи. Подобие процессов переноса массы. Связь коэффициентов массопередачи и массоотдачи. Массопередача с твердой фазой.
Раздел 6. Абсорбция и адсорбция.
Дано определение процессов абсорбции и десорбции. Равновесие в процессах. Материальный, тепловой балансы и кинетические закономерности абсорбции и адсорбции. Cхемы абсорбционных и адсорбционных процессов. Конструкции аппаратов.
Раздел 7. Процессы мембранного разделения.
Рассмотрена сущность процесса мембранного разделения смесей. Кинетика процессов мембранного разделения. Влияние различных факторов на мембранное разделение. Конструкции мембранных аппаратов.
Раздел 8. Механические процессы.
Измельчение твердых материалов. Физико-механические основы измельчения. Сортировка и классификация материалов.