5. Обработка результатов
1. Рассчитать массовые расходы G1 и G2, скорости движения теплоносителей w1 и w2, критерии Re1 и Re2 для теплоносителей во внутренней трубе и кольцевом канале. Теплофизические свойства теплоносителей и материала стенки трубы найти по справочникам при определяющей температуре.
2. По критериям Re определить режим движения теплоносителя (ламинарный, переходный, турбулентный) и рассчитать коэффициенты теплоотдачи 1 во внутренней трубе по формулам (3) – (7) и 2 в кольцевом канале по формулам (3) – (9).
3. Вычислить расчетный коэффициент теплопередачи kP по формуле (2).
4. По формуле (1) рассчитать количество тепла Q, переданное через стенку трубы от одного теплоносителя к другому. Вычислить изменения количества тепла Q1 во внутренней трубе по формуле (10) и Q2 в кольцевом канале по формуле (11).
5. По данным проведенных измерений рассчитать коэффициент теплопередачи kИ через цилиндрическую стенку по формуле
.
6. Найти расхождение между kИ и kР
.
7. Полученные данные занести в таблицу, записи в которой должны соответствовать записям в таблицы результатов наблюдений. По результатам расчетов студенты строят графики зависимостей согласно задаче исследования.
6. Требования к отчету
Отчет оформляется на листах бумаги формата А4 в соответствии со стандартами. Отчет должен содержать:
а) титульный лист установленной формы;
б) краткое изложение теоретических положений;
в) принципиальную схему установки;
г) таблицы «Журнал наблюдений» и «Результаты расчета»;
д) графики изменения параметров;
е) анализ результатов работы.
7. Контрольные вопросы
1. Цель работы.
2. Методика выполнения работы.
3. Расчет теплопередачи через цилиндрическую стенку при граничных условиях третьего рода.
4. Основные типы теплообменных аппаратов. Достоинства и недостатки теплообменника «труба в трубе».
5. Движущая сила процесса теплопередачи, термическое сопротивление процессу.
6. Расчет среднего температурного напора между теплоносителями при прямотоке, противотоке, перекрестном и смешанном токе.
7. Как выбирается определяющая температура, что такое определяющий размер? Определите эквивалентный диаметр в кольцевом канале.
8. Проанализируйте тепловой баланс теплообменника, определите факторы, влияющие на сходимость баланса.
9. Как влияет свободная конвекция на теплопередачу?
10. Как влияет изменение теплофизических свойств теплоносителей на теплопередачу?
V. Тестовые вопросы по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»
1.
а) P б) F в) S г) N
2. Экономически наиболее выгодный процесс сжатия газа в компрессорной машине:
а) адиабатный б) изотермический в) политропный с подводом тепла г) политропный с отводом тепла.
3.
а) ламинарного;
б) турбулентного;
в) переходного.
4. Вид энергии, теряемой при движении вязкой жидкости по горизонтальной трубе постоянного диаметра
а) потенциальная б) кинетическая в) тепловая г) внутренняя
5. Гидравлическое сопротивление взвешенного слоя с увеличением скорости потока жидкости
а) уменьшается б) не меняется в) увеличивается г) проходит через минимум
6. «……» - это процесс разделения неоднородной системы с помощью пористой перегородки. Движущей силой процесса является разность давлений.
а) фильтрование
б) осаждение
в) дробление
г) гравитация
7. «…..» - бинарная гетерогенная система, состоящая из жидкости и взвешенных в ней твердых частиц.
а) суспензия
б) эмульсия
в) фреон
г) хладон
8. Закрытый нутч фильтр работает под воздействием
а) давления сжатого газа б) центробежной силы в) Архимедовой силы г) сил инерции
9. «….»- это гидравлические машины предназначенные для перемещения жидкости.
а) компрессор
б) насос
в) центрифуга
г) осушитель
10. «….» - устройства, которые осуществляют механическое перемешивание жидких систем.
а) мешалка
б) редуктор
в) генератор
г) компрессор
11. Барабанный вакуум-фильтр с наружной поверхностью фильтрования представляет собой
а) вращающийся барабан с фильтрующей перегородкой, внутри которого создано разрежение б) комплект из вращающихся полых дисков, насаженных на общий полый вал, внутри которого создается разрежение в) открытый горизонтальный фильтр в форме тарелки с фильтровальной тканью г) серию тарелок карусельно соединенных на одном валу
12. Фильтрующая центрифуга – это аппарат для разделения жидких неоднородных систем, имеющий
а) дырчатый вращающийся барабан с фильтровальным материалом б) вращающийся барабан со сплошной стенкой для осаждения частиц в) мешалку рамного типа для снятия осадка г) многократно дублированную поверхность для центробежного осаждения частиц
13. Осадительная центрифуга – это аппарат для разделения жидких неоднородных систем, имеющий
а) вращающийся барабан со сплошной стенкой для осаждения частиц б) дырчатый вращающийся барабан с фильтровальным материалом в) вакуум-систему для усиления фильтрования г) насадки типа колец Рашига для лучшего образования пленки
14. Самыми простыми по конструкции мешалками являются
а) лопастные б) турбинные в) вибрационные г) специальные
15. «…» - перемешивания характеризуется мощностью, потребляемой для достижения требуемого технологического эффекта единицы количества перемешиваемой среды
а) качество б) интенсивность
в) количество
г) цикличность
16. Основное достоинство вихревых насосов по сравнению с другими лопастными насосами
а) большой КПД б) большая подача в) большой напор г) самовсасывающая способность
17. «….»- система, состоящая из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости, не растворяющейся в первой.
а) фреон б) эмульсия
в) антифриз
г) рассол
18. «…..» - это машина, служащая для сжатия и перемещения газов.
а) компрессор
б) насос
в) конденсатор
г) ресивер
19. «…..» - называются машины, которые служат для преобразования механической энергии в гидравлическую (напор, давление)
а) водяными
б) гидравлическими
в) пневматическими
г) вихревыми
20. Увеличение числа ступеней центробежных насосов применяется для
а) увеличения подачи б) увеличения напора в) уменьшение подачи г) уменьшение напора
21. Полый скруббер представляет собой аппарат
а) с жидкостной завесой на пути запыленного газа б) с насадками для образования пленки жидкости, с целью увеличения поверхности контакта в) с рамной мешалкой г) с рециркуляцией шлака
22. Для выравнивания подачи на линии «…..» поршневых насосов устанавливаются воздушные колпаки
а) всасывания
б) нагнетания
23.
а) переходного б) гидродинамического
в) турбулентного
г) аэродинамического
24.
а) давление б) площадь
в) объем
г) масса
25. Выберите технические параметры, характеризующие работу насоса (несколько вариантов)
а) производительность б) рентабельность в) мощность г) вариативность д) к.п.д е) напор ж) газопроницаемость з) взаимозаменяемость
26. Схема змеевикового теплообменника
а)
в)
б):
г)
27. Две наиболее важные характеристики качества работы перемешивающих устройств.
а) гидростойкость б) эффективность в) вместимость г) интенсивность д) виброустойчивость
28. Гидроциклон представляет собой полый цилиндр, где разделение неоднородной системы осуществляется
а) за счет центробежной силы, возникающей при вращении аппарата б) за счет Архимедовой силы в) за счет поверхностных сил при барботаже г) за счет центробежной силы, возникающей при вращении жидкости внутри неподвижного аппарата
29. При транспортировке жидкостей и газов используются устройства (несколько вариантов ответа)
а) рычаг б) насос в) блок г) компрессор д) пресс
30. Производительность отстойника конструктивно зависит
а) от поверхности осаждения б) от высоты корпуса в) от размера патрубка г) от наличия скребка
31. «…..» - способ перемешивания является наиболее распространенным способом перемешивания в жидких средах.
а) гидравлический б) механический
в) воздушный
г) пневматический
32.
а) 1 б) 2 в) 3 г) 4
33.
а) 1 б) 2 в) 3 г) 4
34. Самые распространенные в насосы используемые в пищевой промышленности
а) осевые б) вихревые в) центробежные г) поршневые д) винтовые
35. Схема выпарного аппарата с принудительной циркуляцией раствора
а)
б)
в)
г)
36. Схема компрессора с двумя вращающимися поршнями
а)
б)
в)
г)
д)
37. Схема водокольцевого компрессора
а) б) в) г) 38. Схема поршневого компрессора
а) б) в) г)
39. Схема осевого компрессора
а) б) в) г)
40. Схема диафрагмового насоса
а)
б)
в)
г)
д)
41. Выпарные аппараты, работающие без циркуляции раствора
а) пленочные выпарные аппараты б) выпарные аппараты с принудительной циркуляции в) выпарные аппараты с естественной циркуляцией г) барботажные выпарные аппараты с погружными горелками
42. Для выпаривания агрессивных сред используются аппараты
а) барботажные б) пленочные в) выпарные аппараты с естественной циркуляцией раствора г) с трубчатой греющей камерой
43. Тарельчатый сепаратор – это аппарат для разделения эмульсий имеющий
а) комплект тарелок для увеличения поверхности осаждения тяжелой фазы б) тарелки со скребком для снятия плотного осадка в) реверсивный двигатель для изменения направления вращения, с целью получения двухстороннего осадка на тарелке г) насос для рециркуляции легкой фазы на место подачи эмульсии
44. Рамный фильтр-пресс представляет собой аппарат, состоящий
а) из нескольких чередующихся плит и рам с фильтрующими перегородками б) из нескольких патронных фильтров, собранных в одном корпусе в) из фильтровальных перегородок, осадок на которых осушается методом отжима под прессом г) из фильтровальных материалов, изготовленных методом прессования
45. Рукавный фильтр служит
а) для сухой очистки газа от пыли б) для мокрой очистки газа от дыма в) для очистки газа от электрически заряженных частиц пыли г) для разделения эмульсий
46. Схема мембранного аппарата с трубчатами элементами
а)
б)
в)
г)
47. Адсорбционная способность адсорбента с ростом температуры
а) растет б) падает в) не изменяется г) проходит через минимум д) проходит через максимум
48. Для восстановления первоначальных свойств мембран используют следующие методы (несколько вариантов ответа)
а) механическая очистка б) термическая очистка в) гидродинамическая очистка г) химическая очистка д) физическая очистка
49. Обратный осмос – это процесс разделения растворов
а) под давлением, превышающим осмотическое, через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и задерживающие молекулы либо ионы растворенных веществ б) основанный на различной скорости переноса компонентов смеси через полупроницаемую мембрану вследствие различных значений их коэффициентов диффузии в) под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей его мембраны г) осуществляемый за счет создания градиентов концентрации компонентов
50. Насадку в абсорбционных аппаратах применяют (несколько вариантов ответа).
а) для увеличения теплопроводности жидкой фазы б) для увеличения поверхности контакта двух фаз в) для интенсификации процесса абсорбции г) для увеличения устойчивости аппарата
Ключ к тестовым вопросам.
В таблице 1 представлены ключи к тестовым вопросам по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств».
Таблица 1.
Правильные ответы.
№вопроса |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Правильный ответ |
а |
б |
а |
а |
б |
а |
а |
а |
б |
а |
№вопроса |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
Правильный ответ |
а |
а |
а |
а |
б |
г |
б |
а |
б |
б |
№вопроса |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
Правильный ответ |
а |
б |
б |
б |
а, в, д, е |
г |
б, г |
г |
б, г |
а |
№вопроса |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
Правильный ответ |
б |
в |
б |
в |
а |
г |
в |
а |
г |
б |
№вопроса |
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
46 |
47 |
48 |
49 |
50 |
Правильный ответ |
а |
а |
а |
а |
а |
б |
б |
а, в, г, д |
а |
б, в |