- •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.
7. Контрольные вопросы
1. Цель работы.
2. Методика проведения эксперимента.
3. Расчет теплопередачи через многослойную цилиндрическую стенку.
4. Анализ термических сопротивлений теплопередачи через многослойную цилиндрическую стенку.
5. Движущая сила процесса теплопередачи и способы снижения теплопотерь.
6. От чего зависит закономерность теплоотдачи от теплоносителя к внутренней поверхности трубы?
7. Что такое определяющая температура, определяющий размер?
8. Что такое критический диаметр цилиндрической стенки? Как уменьшить его значение?
Таблица 1
Данные по материалам изоляции
Материал изоляции |
Теплопроводность , Вт/ (мК) |
Предельная температура t, 0С |
Плотность , кг/м3 |
Стоимость, руб/м3 |
Армоальфоль Асбоцемент Бетон Винидур Войлок строительный Диатомит Зола Керамзит Кирпич красный Минеральная вата Ньювель Опилки древесные Пакля Пенобетон Пенопласт Рубероид Совелит Стекловата |
0,059+0,00026t 0,087+0,00013t 1,16 0,093 0,052+0,0002t 0,11+0,00023t 0,116 0,232 0,754 0,06+0,000186t 0,00914+0,00068t 0,081 0,07 0,116+0,00023t 0, 058 0,151 0,0795+0,000188t 0,039+0,000394t 0,232 0,696+0,000638t 0,0464 |
550 450 100 60 100 80 90 1000 400 200 350 60 200 400 100 50 500 450 1300 1900 60 |
100 400 2000 65 140 500 450 600 1700 250 370 200 250 500 100 700 420 140 900 1700 120 |
220 510
320 700 220
70 180
260
880 700
250 |
Лабораторная работа № 5 Теплообменник «труба в трубе».
1. Цель и содержание работы
Цель лабораторной работы: исследование параметров, влияющих на теплопередачу в теплообменнике типа “труба в трубе”. Возможные задачи исследования:
1. Влияние теплопроводности материала внутренней трубы на коэффициент теплопередачи.
2. Влияние геометрических размеров аппарата на коэффициент теплопередачи.
3. Влияние схемы движения теплоносителей (прямоток, противоток) на теплопередачу.
4. Влияние на теплоотдачу во внутренней трубе и в кольцевом канале скорости движения теплоносителя.
В ходе работы студенты задают геометрические размеры теплообменника «труба в трубе», выбирают материал стенки трубы, определяют теплоносители, между которыми осуществляется теплопередача, задают расходы теплоносителей и их начальные температуры, измеряют значения температуры на выходе из теплообменника. По результатам опытов вычисляют коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, общее количество переданного тепла. На основании анализа выполненной работы определяются оптимальные размеры аппарата и режимы движения теплоносителей.