Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физико-химические основы теплотенологии.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
12.02.2015
Размер:
282.12 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Н . В . Д О Л О Т О В С К А Я

ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИИ

Методические указания к выполнению самостоятельной работы

для студентов направления 140100 – Теплоэнергетика

Саратов 2010

1 ЦЕЛЬ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель – получение знаний о крупнотоннажных энергоемких технологических процессах производств химического, нефтехимического, газоперерабатывающего профиля, переработки топлив, по теоретическим основам проведения физико-химических процессов, о методиках расчета и осуществления оптимальных параметров процессов.

Дисциплина «Физико-химические

основы

теплотехнологии»

относится к блоку естественнонаучных

дисциплин. В

ней широко

используются сведения из ранее изученных курсов ,физикихим и, технической термодинамики, математики, гидрогазодинамики.

Основные задачи изучения дисциплины:

·овладение навыками анализа различных технологических процессов;

·приобретение знаний методов расчета физико-химических параметров веществ и процессов;

·приобретение знаний основ термодинамических исследований;

·

усвоение

основ

кинетических

закономерностей

протекания

гомогенных и гетерогенных физико-химических процессов;

 

·

формирование

методов расчета основной аппаратуры(реакторов,

 

абсорберов, ректификационных колонн).

 

 

2 ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

2.1 Теплотехнологический процесс и его содержание

Классификация физико-химических процессов. Термодинамические, технологические, экологические и экономические критерии эффективности теплотехнологических процессов.

2.2 Тепловые эффекты физико-химических процессов. Методы расчета физико-химических свойств процессов

Расчет тепловых эффектов на основании выводов из закона Гесса. Влияние температуры на тепловые эффекты. Расчет тепловых эффектов при отсутствии справочных данных.

2

2.3 Термодинамические расчеты теплотехнологических процессов

Термодинамические и химический потенциалы. Общие условия

 

равновесия.

Изотерма

и

изобара

химических .

процес

Термодинамические расчеты констант равновесия. Расчеты выходов

 

продуктов при химическом взаимодействии.

 

 

2.4 Кинетические закономерности физико-химических процессов

Кинетика гетерогенных процессов, протекающих в системе«газ – твердая фаза». Кинетика гетерогенных процессов, протекающих в системе «газ – жидкость».

2.5

Адсорбция газов и паров

 

 

 

 

 

 

 

Адсорбенты;

адсорбционное

равновесие.

Линейная

 

изотерма

адсорбции.

Внешний

массообмен.

Определение

коэффициентов

эффективной диффузии. Десорбционные процессы.

 

 

 

 

2.6

Ректификация

 

 

 

 

 

 

 

 

Идеальные

и

неидеальные

.раствоТерымодинамическая

классификация растворов. Состав пара идеальных растворов. Давление и

состав

пара

над

неидеальными

 

растворами. Диаграммы

состояния

бинарных жидких растворов и расчеты основных процессов по ним.

 

2.7

Термохимические процессы. Реакторы

 

 

 

 

 

Классификация

 

химических

реакторов

 

и

режимов

их . работы

Структура математической модели

химического

реактора. Ре кторы

идеального смешения и идеального вытеснения. Эффективность работы различных типов реакторов. Батареи реакторов. Тепловые режимы реакторов. Совместное решение уравнений материального и теплового балансов. Химические реакторы в неизотермическом . режиме Оптимальный температурный режим и способы его осуществления в промышленных реакторах.

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина

изучается

на

протяжении5

семестра (дневное

обучение).

 

 

 

 

 

 

Студенты

изучают

дисциплину

по прочитанным им ,лекциям

выполняя задания, примеры

решения

которых

рассматриваются на

практических занятиях и

задания

по

двум модулям, соответствующим

3

темам

теоретического

материала дисциплины. В

конце 5 семестра

 

студенты сдают зачет.

 

 

 

 

По

каждой

теме

дисциплины

предусмотрено

выполнени

контрольного задания, перечень которых приведен в разделе4. В перечне

 

заданий содержатся ссылки на основную рекомендуемую литературу, что не исключает возможности и необходимости использования других литературных источников. В приложении 1 приведены исходные данные для 2-го…4-го задания, в приложении 2 – для 6-го задания, по которым предусматривается выполнение расчетов.

4 ТЕМЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Изучить содержание технологических критериев эффективности теплотехнологических процессов. Литература – 2, 7.

2.Определить характер зависимости теплового эффекта химического процесса «А» (по индивидуальному заданию) от температуры.

Литература – 1, 3, 9.

3.Рассчитать термодинамический потенциал процесса «А» при заданных

термодинамических параметрах и

сделать вывод о направленности

процесса. Литература - 1, 3, 8, 9.

 

4.Определить константу равновесия для процесса«А» и разработать алгоритм расчета материального баланса этого процесса. Литература – 1, 2, 3, 8, 9, 11.

5.Изучить номограммные методы расчета процессов адсорбции– десорбции. Литература – 1, 6, 10.

6.Построить диаграмму фазового равновесия бинарной системы«А-В»

(индивидуальное задание) и выполнить расчет основных процессов по диаграмме. Литература – 1, 2, 3.

7. Изучить алгоритм оптимизационных расчетов тепловых режимов реакторов. Литература – 1, 2, 7, 11.

4

5 ПЕРЕЧЕНЬ ТИПОВЫХ ПРОГРАММ РАСЧЕТА НА ЭВМ

1Расчет физико-химических свойств природного газа.

2Расчет температурной зависимости давления для хладонов– аммиака, R-12, R-22.

3Расчет теплоты сгорания органического топлива.

4Расчет теплофизических свойств дымовых газов, воздуха, воды и водяного пара.

5 Расчет

теплофизических

свойств

водных

растворо

моноэтаноламина.

 

 

 

 

6Расчет процесса разделения смеси «метанол-вода».

7Расчет фазового равновесия бинарной смеси «аммиак-вода».

ЛИТЕРАТУРА

1.Ипполитов, Е. Г. Физическая химия: учебник / Е. Г. Ипполитов, А. В. Артемов, В. В. Батраков. - М.: ИЦ «Академия», 2005. - 448 с.

2.Физическая химия: учеб. пособие для студ. всех спец. / Н.В. Архипова и др. - Саратов: СГТУ, 2009. - 160 с.

3.Кудряшов, И. В. Сборник примеров и задач по физической химии/ И. В. Кудряшов, Г.С. Каретников. – М.: Высшая школа, 1991. – 527 с.

4.Стромберг, А. Г. Физическая химия: Учебник для вузов / Под ред. А.Г. Стромберга. - М.: Высш. шк., 2001. - 527 с.

5.Физическая химия: В 2 кн.: учебник для вузов / К.С. Краснов и др. - М.: Высш. шк., 2001 - Кн.1: Строение вещества. Термодинамика. - 2001. - 512 с.

6.Глазов, В. М. Основы физической химии: Учеб. пособие / В. М. Глазов. - М.: Высш. шк., 1981. - 456 с.

7.Кутепов, А.М. Общая химическая технология/ А.М. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен. – М.: Высшая школа, 1995. – 448 с.

8.Практические работы по физической химии: Учеб. пособие для вузов / Под ред. К.П. Мищенко, А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. - СПБ.:

Профессия, 2002. - 384 с.

9.Краткий справочник физико-химических величин/ Н.М. Барон, А.М. Пономарева, А. А. Равдель и др. - СПб.: Изд-во «Иван Федоров», 2003. - 240 с.

10.Массообменные процессы химической технологии/ П.Г. Романков,

В.Ф. Фролов. – Л.: Химия, 1990. – 384 с.

11.Использование электронных таблиц в физической химии: учеб. пособие

5

/ авт.-сост. Е.В. Павлечко. - Минск: БГУ, 2007. - 48 с.

12.Гребенников, С. Ф. Теоретические основы расчета локальных средств защиты окружающей среды: Учеб. пособие / С.Ф. Гребенников, А.Т. Кынин, Г.К. Ивахнюк. - СПб.: «Иван Федоров», 2004. - 208 с.

13.Физико-химические основы теплотехнологии: Методические указания к самостоятельной работе для студентов специальности100800/ Н.В. Долотовская. – Саратов: изд-во СПИ, 1991.

14.Журнал технической физики.

15.Теплофизика высоких температур.

16.Теплофизика и аэромеханика.

6

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.