УМП ГИдромеханические процессы

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет» Филиал ФГБОУ ВО УГНТУ в г.Стерлитамаке

Кафедра «Оборудование нефтехимических заводов»

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

Учебно-методическое пособие для выполнения практической и самостоятельной работы

Стерлитамак

2021

Представлены задачи по разделу «Гидромеханические процессы» дисциплины «Процессы и аппараты химических технологий» и родственные ей, дана методика их решения и приведены основные справочные данные. Перечень теоретических вопросов можно использовать при подготовке к экзамену.

Методический материал будет полезен студентам, обучающимся по направлениям 15.03.02, 15.03.04, 18.03.01 18.03.02, 27.03.04 при выполнении практической и самостоятельной работы.

Публикуется в авторской редакции.

Составитель: Сулейманов Д.Ф., доцент каф.ОНХЗ, к.т.н.

Рецензент: Бондарь К.Е,, доцент каф.ОНХЗ, к.т.н.

©Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2021

Основные обозначения

D – диаметр аппарата, м d – диаметр частиц, м

G – массовая производительность (расход), g – ускорение свободного падения,

h – высота слоя осадка, м N – мощность, Вт

n – частота вращения, Р – давление, Па

R – радиус, м

r – удельное сопротивление, t – температура, °С

V – объемная производительность, υ – объем, – скорость,

– влажность осадка, % масс.

– массовая доля дисперсной фазы,

– коэффициент динамической вязкости, Па∙с

– плотность,

– продолжительность (время), с

– перепад давления, Па

Индексы

ж – жидкая фаза н – начальный продукт, сырье

о – свободное осаждение ос – осадок, шлам ст – стесненное осаждение тв – твердая фаза

ф – фильтрат; фильтровальная перегородка ц – центрифугирование, цикл

2

Введение

С целью лучшего усвоения и закрепления теоретического материала по процессам и аппаратам химической технологии выполняются контрольные работы, которые является одной из форм проверки знаний обучающихся.

В процессе выполнения контрольных работ обучающийся изучает не только теоретический материал, но и получает возможность применения теории в расчетной практике. Этим обусловлена структура выполняемой работы, включающей теоретическую и расчетную составляющие.

Исходные данные для выполнения контрольных задач и номера теоретических вопросов, на которые следует дать ответ, выбираются по последней и предпоследней цифре шифра зачетной книжки обучающегося.

Справочный материал, приведенный в приложении пособия, будет достаточным для решения задач без использования дополнительной литературы справочного характера.

1 Общие требования по оформлению контрольных работ

Структура контрольной работы включает:

-титульный лист;

-содержание;

-основную часть, включающую четыре расчетных и одно теоретическое задание;

-список использованной литературы.

Контрольная работа оформляется в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и выполняется рукописным способом на писчей бумаге формата А4 (210297мм). Для титульного листа размер левого и правого поля составляет 15 мм, верхнего и нижнего – 20 мм (образец титульного листа показан в Приложении А, пример 1). Последующие листы имеют левое поле, верхнее и нижнее по 20 мм, правое – 10 мм.

Сквозная по всей работе нумерация страниц производится арабскими цифрами; номер пишется внизу в середине листа. Отсчет номеров страниц начинается с титульного листа, однако цифры на титульном листе и на листе с содержанием не проставляются. Соответственно, начинать нумерацию следует со страницы «Основная часть» и присваивать ей номер «3».

Текст пишется четко и аккуратно на одной стороне листа и включает условие задачи, расчетные данные, рисунок установки или аппарата, расчет с записью математических расчетных формул и подставленными в них числовыми значениями величин.

Терминология и определения должны быть едиными и соответствовать установленным стандартам, а при их отсутствии – общепринятым в научно-

3

технической литературе. Не разрешается применять в тексте сокращения слов (кроме сокращений, установленных по ГОСТ 2.316-68 и ГОСТ 7.12-77).

Втекстовом документе нужно давать ссылки на литературный источник. Ссылка приводится в квадратных скобках и содержит номер источника, взятый из списка используемой литературы, страницу и номер тома, если он есть, например [4], [1, с. 34], [2, т. 2, с. 75]. Если ссылка делается на приведенные ранее в контрольной работе исходные или расчетные данные, то в круглых скобках пишется сокращенное слово «смотри» страницу, таблицу, рисунок и т.п., например (см. с. 15), (см. табл. 2).

Формулы в работе нумеруют арабскими цифрами в пределах каждой задачи. Номер формулы состоит из номера задачи и порядкового номера формулы, которые разделяются точкой, например (4.2). Формулу с ее решением вписывают в следующем порядке. Записывают формулу, с новой строки пишут слово «где», после которого вписывают символы, входящие в основную формулу, с известными числовыми значениями и пояснениями. Раскрывают содержание промежуточных формул, а затем пишут: «Найденные числовые значения подставляем в формулу» в скобках указывают номер основной формулы «и получаем результат». С новой строки ставят символ основной формулы, затем знак равенства, подставляют числовые значения, снова ставят знак равенства, а после этого – результат вычислений, единицы измерений в сокращенном виде и точку.

Врасчете должны применяться единицы физических величин Международной системы единиц (СИ), внесистемные единицы, допустимые

кприменению наравне с единицами СИ, и единицы, временно допустимые к применению наравне с единицами СИ.

Для описания гидромеханических процессов основные и производные единицы СИ, а также внесистемные единицы, допустимые к применению наравне с единицами СИ, приведены в табл. 1 и 2 Приложения А.

Выбор того или иного технологического аппарата обосновывается. При ответе на теоретические вопросы при необходимости надо выполнить рисунки. Рисунки должны иметь наименование и поясняющие данные (подрисуночный текст). Номер иллюстрации и наименование располагают под рисунком, поясняющие данные – с новой строки ниже (образец выполнения рисунка и описания работы аппарата приведены в Приложении А, пример 2).

Вконце работы приводится пронумерованный список используемой литературы. Источники в списке литературы располагаются либо по мере их появления в тексте работы, либо в алфавитном порядке.

Контрольные работы должны быть датированы, подписаны студентом и представлены в заочное отделение на регистрацию и рецензирование не менее чем за 10 дней до начала экзаменационной сессии. Работы, отправленные позднее, проверяются после сессии. Правильно выполненная контрольная работа считается зачтенной и остается на кафедре. При наличии замечаний рецензента работа возвращается студенту; работа над ошибками

4

выполняется на чистой (оборотной) стороне листа, лист с замечаниями сохраняется. Работа с рецензией вторично отправляется на проверку.

При сдаче контрольной работы преподавателем проводится краткий опрос по предоставленному материалу.

Контрольная работа, оформленная небрежно, написанная неразборчивым почерком, а также выполненная по неправильно выбранному варианту возвращается студенту без проверки с указанием причины возврата.

5

2 Основная часть

ЗАДАЧА № 1

Рассчитать и подобрать нормализованный отстойник с гребковой мешалкой для сгущения водной суспензии при следующих данных:

1 Изобразить конструкцию одноярусного отстойника с гребковой мешалкой и описать работу аппарата.

2 Производительность отстойника по сгущенной суспензии

3 Расчет скорости свободного осаждения частиц

3.1 Критерий Архимеда

Значения плотности твердых частиц приведены в табл. 1 Приложения Б; значения плотности воды и коэффициента динамической вязкости в зависимости от температуры – в табл. 2 и 3 Приложения Б.

3.2 Критерий Рейнольдса:

- при Ar ≤ 36 режим осаждения ламинарный.

6

4.2 Объемная доля жидкости в суспензии

4.3 Скорость осаждения частиц суспензии (скорость стесненного осаждения)

Если частицы имеют не шарообразную форму, то величину следует умножить на поправочный коэффициент (коэффициент формы). Для округлых частиц угловатых – 0.66, продолговатых – 0.58, пластинчатых – 0.43.

5 Поверхность осаждения

(1.12)

По величине F выбирается отстойник (табл. 4 Приложения Б) определенных геометрических размеров (диаметр D и высота H, м) и рассчитывается необходимое количество аппаратов.

Данные для решения задачи приведены в табл. 1 (с.7).

7