Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

УМП ГИдромеханические процессы

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
23.06.2025
Размер:
929.21 Кб
Скачать

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1.Неоднородные системы, понятие и классификация

2.Методы разделения неоднородных систем

3.Уравнения материального баланса процессов разделения

4.Свободное и стесненное осаждение твердых частиц в жидких и газовых средах

5.Отстойники периодического и полунепрерывного действия: область применения, устройство, достоинства, недостатки

6.Отстойники непрерывного действия: область применения, устройство, достоинства, недостатки

7.Общие сведения о фильтровании жидких и газовых суспензий

8.Виды и характеристика фильтрующих перегородок

9.Сжимаемые и несжимаемые осадки

10.Теоретические основы процессов фильтрования

11.Фильтрование при постоянной разности давлений и постоянной скорости

12.Фильтрование с добавлением вспомогательных веществ

13.Основное дифференциальное уравнение фильтрования

14.Основные показатели фильтрования

15.Влияние разности давлений и температуры суспензии на скорость процесса фильтрования

16.Классификация и основные типы промышленных фильтров для очистки газов и разделения жидких суспензий

17.Фильтры периодического действия: область применения, устройство, достоинства, недостатки

18.Фильтры непрерывного действия: область применения, устройство, достоинства, недостатки

19.Разделение неоднородных систем под действием центробежной силы

20.Понятие о факторе центробежного разделения неоднородных систем

21.Скорость осаждения в поле центробежных сил

22.Классификация и основные типы промышленных центрифуг для разделения суспензий и эмульсий

23.Центрифуги периодического действия: область применения, устройство, достоинства, недостатки

24.Центрифуги непрерывного действия: область применения, устройство, достоинства, недостатки

25.Центрифуги для разделения эмульсий

26.Фильтрующие центрифуги

27.Производительность центрифуг

28.Расчет давления жидкости на стенки барабана центрифуги

29.Разделение суспензий и нестойких эмульсий в гидроциклонах

30.Разделение газовзвесей в циклонах

31.Эффективность разделения

19

32.Назначение, область применения и устройство батарейных циклонов

33.Мокрые пылеуловители

34.Разделение в электростатическом поле

35.Конструкции электрофильтров

36.Область применения, назначение и методы перемешивания

37.Интенсивность и эффективность перемешивания

38.Механическое перемешивание жидких и газожидкостных сред

39.Расход энергии на механическое перемешивание

40.Барботажное перемешивание жидкостей и суспензий

Карта выбора теоретических вопросов по контрольной работе приведена в таблице 5 (с.20).

20

Таблица 5 – Карта выбора теоретических вопросов

 

 

 

 

 

 

Номера вопросов

 

 

 

 

 

Последняя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

 

 

 

цифра шифра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

 

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1,17,38

6,14,33

5,16,31

10,25,40

7,19,34

1,19,37

 

10,19,40

6,13,24

3,15,21

7,27,35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4,9,31

15,27,36

2,11,32

9,23,40

3,18,40

5,9,21

 

11,23,28

16,33,39

1,6,21

5,20,40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

11,19,31

5,11,22

7,20,32

1,15,38

5,21,39

6,20,31

 

14,30,32

1,13,36

7,29,37

8,24,35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

13,28,38

12,30,39

2,12,39

8,23,36

1,7,31

3,16,32

 

3,20,40

20,28,37

16,34,40

1,23,39

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1,9,19

7,21,29

6,11,29

5,10,20

3,20,34

12,25,39

 

1,4,32

7,22,38

9,21,31

7,23,34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

8,26,38

11,31,39

10,22,38

1,20,38

6,10,34

4,8,20

 

6,15,30

8,21,32

17,31, 35

4,19,36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

5,17,37

6,12,31

4,13,39

7,30,39

1,22,40

3,14,29

 

1,14,31

10,23,35

4,30,38

1,6,20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

2,9,21

11,22,34

1,5,20

3,18,33

5,14,37

2,16,31

 

8,22,40

1,14,36

21,30,37

4,8,34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

11,26,36

14,27,29

2,15,25

8,20,31

4,15,32

9,20,35

 

11,20,33

9,28,34

2,5,16

7,28,40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

1,3,30

16,32,38

10,24,31

9,24,31

2,14,39

10,19,36

 

13,27,35

1,24,39

20,28,38

5,19,28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1.Айнштейн, В.Г. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: учебник: в 2-х кн. / В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров и др.; под ред. В.Г. Айнштейна. - М.: Логос, Высшая школа, 2003. Кн.1.-

912 с.

2.Гельперин, Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: в 2-х кн. / Н.И. Гельперин. – Кн.1. – М.: Химия, 1981. –

С. 177-264.

3.Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др.; под ред. Ю.И. Дытнерского. - 4-е изд., стереотипное. - М.: ООО ИД «Альянс», 2008. – 496 с.

4.Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов: в 2-х кн. / Ю.И. Дытнерский. - 2-е изд. Часть 1. Теоретические основы процессов и аппаратов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы. -

М.: Химия, 1995. – 400 с.

5.Захарова, А.А. Процессы и аппараты химической технологии: учеб. пособие для вузов / А.А. Захарова, Л.Т. Бахшиева и др.; под ред. А.А. Захаровой. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 528 с.

6.Ильина, Т.Ф. Неоднородные системы в химической технологии: учеб. пособие /Т.Ф. Ильина, С.П. Иванов. – Уфа: УГНТУ, 2017.– 103 с.

7.Иоффе, И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: учебник для техникумов / И.Л. Иоффе.– Л.: Химия, 1991.

– 352 с.

8.Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов / А.Г. Касаткин. - 11-е изд., стереотип. дораб.; перепечатанное с изд. 1973г. - М.: ООО ТИД

«Альянс», 2005. – 753 с.

9.Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.

10.Плановский, А.Н. Процессы и аппараты химической технологии / А.Н. Плановский, В.М. Рамм, С.З. Каган. - 5-е изд., - М.: Химия, 1968. –

С. 239 - 362.

11.Рабинович, Г.Г. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: справочник / Г.Г. Рабинович, П.М. Рябых, П.А. Хохряков и др.; под ред. Е.Н. Судакова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.:

Химия, 1979. – 568 с.

22

12.Романков, П.Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи): учеб. пособие для вузов / П.Г Романков, В.Ф. Фролов, О.М. Флисюк. – 3-е изд., испр. – СПб.:

ХИМИЗДАТ, 2010. – 544 с.

13.Скобло, А.И. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: учебник для вузов / А.И. Скобло, Ю.К. Молоканов, А.И. Владимиров, В.А. Щелкунов. – М.: Недра, 2000. – 677 с.

14.Соколов, В.И. Современные промышленные центрифуги. / В.И. Соколов. – М.: Гостехиздат, 1961. – 452 с.

15.Тимонин, А.С. Основы конструирования и расчета химикотехнологического и природоохранного оборудования: справочник в 3 т. / А.С. Тимонин. - Т.2. – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002. – 1028 с.

16.Фролов, В.Ф. Лекции по курсу Процессы и аппараты химической технологии. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2003. – 608 с.

23

Приложение А

Таблица 1.А – Основные и производные единицы СИ

Основные единицы СИ

Наименование величины

Единицы измерения

 

Обозначение

Длина

 

метр

 

м

Масса

 

килограмм

 

кг

Время

 

секунда

 

с

Термодинамическая

 

Кельвин

 

К

температура

 

 

 

 

 

 

Производные единицы СИ

 

 

Расход

 

 

 

 

- объемный

метр

кубический

на

м3

 

секунду

 

 

- массовый

килограмм на секунду

 

кг/с

Динамическая вязкость

 

Паскаль-секунда

 

Па∙с

 

 

 

 

Плотность

килограмм на метр

 

кг/м3

 

 

кубический

 

 

Давление

 

Паскаль

 

Па

Линейная скорость

 

метр на секунду

 

м/с

 

 

 

 

 

Примечание - Кроме термодинамической температуры, допускается применять температуру в градусах Цельсия, имеющую обозначение °С: один градус Цельсия равен одному Кельвину.

Таблица 2.А - Внесистемные единицы, допустимые к применению наравне с единицами СИ

Наименование величины

Единицы измерения

Обозначение

Масса

тонна

т

 

минута

мин

Время

час

ч

 

сутки

сут

Частота вращения

оборот в секунду

об/с

 

оборот в минуту

об/мин

24

Продолжение приложения А

Пример 2

Образец выполнения рисунка и описания работы аппарата

Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой (рис. 4)

представляет собой невысокий цилиндрический резервуар 1 с коническим днищем 2 и внутренним кольцевым желобом 4 вдоль верхнего края аппарата. В резервуаре установлена мешалка 3 с наклонными лопастями, на которых имеются гребки, непрерывно перемещающие осадок к центральному разгрузочному отверстию. Одновременно гребки слегка взбалтывают осадок, способствуя его обезвоживанию. Малая частота вращения мешалки (0,02…0,5 об/мин) не нарушает процесс осаждения. Суспензия непрерывно поступает по трубе в середине резервуара. Осветленная жидкость переливается в кольцевой желоб 4 и удаляется через штуцер. Осадок (шлам), представляющий собой текучую сгущенную суспензию, удаляется через штуцер в коническом днище с помощью диафрагмового насоса. Вал мешалки приводится во вращение от электродвигателя через редуктор.

Рис. 4. Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой:

1 – корпус; 2 – коническое днище; 3 – гребковая мешалка; 4 – кольцевой желоб

Отстойники с гребковой мешалкой обеспечивают однородность осадка, позволяют обезводить его до концентрации твердой фазы 35…55%; работа таких отстойников полностью автоматизирована. К недостаткам этих аппаратов следует отнести их громоздкость.

25

Приложение Б

Таблица 1 – Плотность твердых материалов [12, с. 481]

Материал

Плотность,

кг/м3

 

 

 

Алебастр

2500

Антрацит

1600

Асбест

2600

Бетон

2300

Винипласт

1380

Гипс

 

кристаллический

2240

Гранит

2700

Зола

2200

Земля сухая

1800

Известняк

2650

Каолин

2200

Каучук

930

Кварц

2650

Керамика

 

кислотоупорная

2600

Кирпич

 

обыкновенный

1500

Кокс

1300

Колчедан

 

серный

5000

Кожа сухая

860

 

 

Материал

Плотность,

кг/м3

 

 

 

Литье каменное

3000

Мел кусковой

2200

Мрамор

2600

Парафин

900

Паронит

1200

Песок сухой

1500

Поташ

2260

Пробка

240

Резина

1500

Сода

 

кристаллическая

1450

Соль каменная

2350

Сосна

500

Стекло

2500

Текстолит

1380

Уголь

 

древесный

1450

Уголь каменный

1350

Фаолит

1730

Цемент

2900

Эмаль

2350

 

 

26

Продолжение приложения Б

Таблица 2 – Плотность жидких веществ и водных растворов (в кг/м3) в зависимости от температуры [12, с. 482-483]

Вещество

 

 

 

Температура,

 

 

 

-20

0

20

 

40

60

80

100

120

 

 

Азотная кислота, 100%

1582

1547

1513

 

1478

1443

1408

1373

1338

50%

-

1334

1310

 

1287

1263

1238

1212

1186

Аммиак жидкий

665

639

610

 

580

545

510

462

390

Аммиачная вода, 25%

-

918

907

 

897

887

876

866

856

Анилин

-

1039

1022

 

1004

987

969

952

933

Ацетон

835

813

791

 

768

746

719

693

665

Бензол

-

900

879

 

858

836

815

793

769

Бутиловый спирт

838

824

810

 

795

781

766

751

735

Вода

-

1000

998

 

992

983

972

958

943

Гексан

693

677

660

 

641

622

602

581

559

Глицерин, 50%

-

1136

1126

 

1116

1106

1006

996

986

Диоксид серы (жидк.)

1484

1434

1383

 

1327

1264

1193

1111

1010

Дихрорэтан

1310

1282

1254

 

1224

1194

1163

1133

1102

Диэтиловый эфир

758

736

714

 

689

666

640

611

576

Изопропиловый спирт

817

801

785

 

768

752

735

718

700

Кальция хлорид, 25% раствор

1248

1239

1230

 

1220

1210

1200

1190

1180

м-Ксилол

-

882

65

 

847

831

796

796

777

Метиловый спирт, 100%

828

810

792

 

774

756

736

714

-

40%

-

946

935

 

924

913

902

891

880

Муравьиная кислота

-

1244

1220

 

1195

1171

1147

1121

1096

Натр едкий, 50% раствор

-

1540

1525

 

1511

1497

1483

1469

1454

40%

-

1443

1430

 

1416

1403

1389

1375

1360

30%

-

1340

1328

 

1316

1303

1289

1276

1261

20%

-

1230

1219

 

1208

1196

1183

1170

1155

10%

-

1117

1109

 

1100

1089

1077

1064

1049

Натрия хлорид, 20% раствор

-

1157

1148

 

1189

1130

1120

1110

1100

Нитробензол

-

1223

1203

 

1183

1163

1143

1123

1103

Октан

734

718

702

 

686

669

653

635

617

Олеум, 20%

-

1922

1896

 

1870

1844

1818

1792

1766

Пропиловый спирт

-

819

804

 

788

770

752

733

711

Серная кислота, 98%

-

1857

1837

 

1817

1798

1779

1761

1742

92%

1866

1845

1824

 

1803

1783

1765

1744

1723

75%

1709

1689

1669

 

1650

1632

1614

1597

1580

60%

1532

1515

1498

 

1482

1466

1450

1434

1418

Сероуглерод

1323

1293

1263

 

1233

1200

1165

1125

1082

Соляная кислота, 30%

1173

1161

1149

 

1138

1126

1115

1103

1090

Тетрахлорид углерода

1670

1633

1594

 

1556

1517

1471

1434

1390

Толуол

902

884

866

 

847

828

808

788

766

Уксусная кислота, 100%

-

1072

1048

 

1027

1004

981

958

922

50%

-

1074

1058

 

1042

1026

1010

994

978

Фенол (расплавленный)

-

-

1075

 

1058

1040

1022

1003

987

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хлорбензол

1150

1128

1107

 

1085

1065

1041

1021

995

Хлороформ

1563

1526

1489

 

1450

1411

1380

1326

1280

Этилацетат

947

924

901

 

876

851

825

797

768

Этиловый спирт, 100%

823

806

789

 

772

754

735

716

693

80%

-

857

843

 

828

813

797

783

768

60%

-

904

891

 

878

864

849

835

820

40%

-

947

935

 

923

910

897

885

872

20%

-

977

969

 

957

946

934

922

910

27

Продолжение приложения Б

 

 

 

Таблица 3 – Динамические коэффициенты вязкости воды [9, с.514]

 

Динамический

 

Динамический

 

Динамический

Температу

коэффициент

Температу

коэффициент

Температу

коэффициент

ра,

вязкости,

ра,

вязкости

ра,

вязкости,

0

1,792

33

0,7523

67

0,4233

1

1,731

34

0,7371

68

0,4174

2

1,673

35

0,7225

69

0,4117

3

1,619

36

0,7085

70

0,4061

4

1,567

37

0,6947

71

0,4006

5

1,519

38

0,6814

72

0,3952

6

1,473

39

0,6685

73

0,3900

7

1,428

40

0,6560

74

0,3849

8

1,386

41

0,6439

75

0,3799

9

1,346

42

0,6321

76

0,3750

10

1,308

43

0,6207

77

0,3702

11

1,271

44

0,6097

78

0,3655

12

1,236

45

0,5988

79

0,3610

13

1,203

46

0,5883

80

0,3565

14

1,171

47

0,5782

81

0,3521

15

1,140

48

0,5683

82

0,3478

16

1,111

49

0,5588

83

0,3436

17

1,083

50

0,5495

84

0,3395

18

1,056

51

0,5404

85

0,3355

19

1,030

52

0,5315

86

0,3315

20

1,005

53

0,5229

87

0,3276

20,2

1,000

54

0,5146

88

0,3239

21

0,9810

55

0,5064

89

0,3202

22

0,9579

56

0,4985

90

0,3165

23

0,9358

57

0,4907

91

0,3130

24

0,9142

58

0,4832

92

0,3095

25

0,8937

59

0,4759

93

0,3060

26

0,8737

60

0,4688

94

0,3027

27

0,8545

61

0,4618

95

0,2994

28

0,8360

62

0,4550

96

0,2962

29

0,8180

63

0,4483

97

0,2930

30

0,8007

64

0,4418

98

0,2899

31

0,7840

65

0,4355

99

0,2868

32

0,7679

66

0,4293

100

0,2838

Таблица 4 – Геометрические параметры отстойников с гребковой мешалкой

[3, с. 24]

 

 

 

 

 

Диаметр, м

1,8

3,6

6,0

9,0

12,0

15,0

18,0

24,0

30,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота, м

1,8

1,8

3,0

3,6

3,5

3,6

3,2

3,6

3,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поверхность, м2

2,54

10,2

28,2

63,9

113

176,6

254

452

706,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28