- •Ответы на вопросы по курсу пахт.
- •1. Дать определение единичной массовой силы и перечислить известные Вам единичные массовые силы. (Курс «Гидравлика»).
- •4. Закономерности турбулентного течения реальной жидкости в трубопроводе. Какие силы являются преобладающими? Объяснить физический смысл критерия Рейнольдса.
- •5. Дать определение поверхности уровня в гидравлике. Чем характеризуется поверхность уровня? Привести примеры поверхности уровня.
- •8. Что такое критерий гидродинамического подобия Эйлера Eu? Расшифровать входящие в критерий Эйлера символы и пояснить физический смысл критерия.
- •11. Объяснить принцип действия поршневых насосов. Для чего устанавливают воздушный колпак на всасывающей линии? Объяснить принцип работы воздушного колпака на всасывающей линии насоса.
- •12. Укажите способы регулирования производительности поршневого насоса.Напишите формулу для вычисления производительности поршневого насоса.
- •15. Законы пропорциональности центробежного насоса. Влияние частоты вращения рабочего колеса на производительность, на создаваемый им напор и на потребляемую мощность.
- •17. Назначение и принцип действия циклонов
- •18. Укажите два возможных варианта проведения процесса фильтрации. Что является движущей силой процесса фильтрации?
- •19. В каких случаях при выводе уравнений рабочих линий в массообменных процессах используются относительные потоки и концентрации? Указать, какие концентрации связывает рабочая линия процесса.
- •22. Понятие «флегмовое число» в процессах ректификации бинарных смесей. Влияние флегмового числа на затраты тепла в кубе колонны, на разделяющую способность колонны.
- •23. Назначение отгонной части ректификационной колонны непрерывного действия, используемой при разделении бинарных смесей?
- •26. При проведении процесса разделения смесей жидкостной экстракцией наибольшую эффективность достигают:
- •28. В чем преимущества проведения процесса сушки с частичной рециркуляцией сушильного агента по сравнению с процессом без рециркуляции? Представьте проведение этого процесса в I – d диаграмме.
- •30. Назначение, принцип действия и схема работы щековой дробилки.
- •Ответы на вопросы по курсу охт
- •3. В реакционной системе в газовой фазе протекают две реакции:
- •4. С какой целью в процессе пиролиза нефтепродуктов проводят резкое снижение температуры газов на выходе из реактора ( “закалку” )? Обосновать ответ. В каких ещё случаях применяется данный приём?
- •9. Почему реакции горения различных органических веществ вне зависимости от величины теплового эффекта (степени экзотермичности) являются необратимыми? Обосновать ответ.
- •10. Что является главной причиной большой кратности рециркуляции исходных веществ в синтезе аммиака? Обосновать ответ.
- •12. Получение этанола методом прямой гидратации этилена:
- •13. Как повлияет наличие инертных примесей в сырье для обратимых процессов при реализации принципа наилучшего использования сырья, если:
- •15. С чем связана необходимость рециркуляции продуктов реакции в хтс?
- •16. Зачем нужен избыток кислорода в процессе обжига колчедана? Обосновать способы интенсификации гетерогенных процессов в системах газ твердое в зависимости от природы лимитирующей стадии.
- •17. Как повлияет повышение температуры процесса на равновесный выход продуктов реакции Rи s при условиях 1) и 2)?
- •20. Производство стирола каталитическим дегидрированием этилбензола
- •23. Как изменится равновесный выход продукта с увеличением концентрации инертных примесей в исходной смеси для реакции:
- •27.В исследуемой системе основная (1) и побочная(2) реакции идут в газовой фазе.
- •28.Синтез аммиака проводят с большими объёмными скоростями для:
- •30. Современные производства серной кислоты работают по методу дк-да –двойного контактирования - двойной адсорбции. Что это дает? Обосновать ответ.
- •31.Скорость гетерогенной каталитической реакции лимитирует стадия внутренней диффузии. Какое изменение приведет к наиболее эффективному увеличению интенсивности процесса? Обосновать ответ.
- •40. В исследуемой системе основная (1) и побочная (2) реакции протекают в газовой фазе и обратимы в широком диапазоне температур:
- •41. Парокислородная конверсия метана протекает в шахтном конверторе и описывается реакциями:
- •41.Какие приемы можно использовать для увеличения селективности при протекании последовательных побочных реакций в химической системе:
- •43. С какой целью синтез метанола проводят с большими объемными скоростями? Что необходимо предусмотреть при выборе оптимальной объемной скорости?
- •44. В исследуемой системе в газовой фазе протекают основная (1) и побочная (2) реакции, которые обратимы в широком диапазоне температур:
- •47. Производство стирола дегидрированием этилбензола по реакции
- •50. Для чего необратимую гетерогенную экзотермическую реакцию в системе «газ-твердое тело»:
- •51. Какие системы называют энерготехнологическими и каковы приёмы рационального использования энергии внутри хтс?
- •52. Какие основные технологические принципы реализуются одновременно при применении рециркуляции исходных реагентов?
- •54. Какие основные технологические принципы реализуются одновременно при применении оптимальных больших объемных скоростей?
- •55. Какие приемы применяют при абсорбции нитрозных газов в процессе производства азотной кислоты для увеличения движущей силы?
- •57. При производстве серной кислоты на последней стадии – абсорбции – протекает реакция:
- •58. Какими приемами увеличивают движущую силу процесса (принцип наибольшей интенсивности процесса)? Какие еще приемы применяются для реализации принципа наибольшей интенсивности процесса?
- •59. Каталитическую конверсию оксида углерода водяным паром :
- •60. Какие приёмы используют для подавления побочных реакций и повышения селективности?
- •63. Для чего используется обратная связь(рецикл) в хтс? Что является причиной рециркуляции исходных реагентов?
22. Понятие «флегмовое число» в процессах ректификации бинарных смесей. Влияние флегмового числа на затраты тепла в кубе колонны, на разделяющую способность колонны.
Ответ: Флегмовое число (R) представляет собой количество кмоль флегмы, возвращаемой в колонну в расчете на один кмоль отводимого дистиллята. Положение рабочей линии укрепляющей части колонны определяется R и составом дистиллята Х2 . С ростом R рабочая линия располагается ближе к диагонали, в результате уменьшается число теоретических тарелок, необходимое для достижения заданной степени разделения в укрепляющей части колонны. Одновременно при постоянном потоке отбираемого верхнего продукта П (дистиллята) с ростом R увеличиваются потоки (затраты) теплоты в кубе и конденсаторе колонны: рост R при постоянном П означает увеличение потока флегмы L. Поэтому с повышением R возрастают расходы теплоносителя в кипятильнике и охлаждающего агента –в конденсаторе. Рабочее флегмовое число, при котором может работать колонна, находится в пределах Rmin <R ≤R=∞.
23. Назначение отгонной части ректификационной колонны непрерывного действия, используемой при разделении бинарных смесей?
Ответ: Заключается в повышении концентрации высококипящего компонента.
24. Укажите, какой из массообменных процессов проводится с наибольшими энергетическими затратами: а) абсорбция, б) ректификация, в) экстракция, г) кристаллизация. Обоснуйте правильность выбранного ответа.
Ответ: Абсорбция – процесс избирательного извлечения одного или нескольких компонентов из газовой смеси жидким поглотителем (абсорбентом). Растворимость газов в жидкости с ростом температуры уменьшается, поэтому процесс проводится без подвода тепла извне.
Ректификацией называется процесс переноса компонента (компонентов) между кипящей жидкой и насыщенной конденсированной паровой фазами при противотоке этих фаз. В ректификационную колонну необходимо подавать нагретую до температуры кипения смесь и подогревать смесь в отгонной части колонны. Таким образом, процесс ректификации требует очень больших энергетических затрат, связанных с нагревом смеси и переводом НКК из жидкого в газообразное состояние.
Экстракция (жидкостная) – это избирательное извлечение компонента (компонентов) из жидкой смеси с помощью жидкого растворителя. Экстракция проводится при невысоких температурах, без подвода тепла из вне.
Кристаллизация представляет собой процесс образования кристаллической фазы из расплавов, растворов и газовой фазы. Основной расход тепла в процессе кристаллизации связан с нагревом смеси при растворении исходной твердой фазы. Однако данный процесс протекает без изменения агрегатного состояния растворителя.
Таким образом можно сделать вывод, что процесс ректификации является наиболее энергоемким из рассмотренных массобменных процессов.
25. Какое минимальное количество колонн необходимо использовать при разделении трехкомпонентных зеотропных смесей непрерывной ректификацией для получения чистых компонентов? Представьте возможные схемы разделения и поясните их преимущества и недостатки.
Ответ: Непрерывная ректификация многокомпонентных смесей осуществляется в установках, состоящих из ряда ректификационных колонн непрерывного действия, соединение которых в общую схему может быть различным. Каждая из колонн разделяет поступающую на нее смесь на два продукта – дистиллят и кубовый остаток. Поэтому при наличии трех компонентов в смеси разделение их в одной колонне невозможно. В этом случае нужны две колонны, причем их работа может быть организована в двух вариантах:
Кубовый остаток – бинарная смесь.
Смесь из трех компонентов А, В, С разделяется в первой колонне на дистиллят (компонент А требуемой чистоты) и кубовый остаток, состоящий преимущественно из компонентов В и С. Эту бинарную смесь разделяют во второй колонне на В (дистиллят) и С (кубовая жидкость). Кипящая кубовая жидкость из первой колонны во вторую подается насосом.
Дистиллят – бинарная смесь.
Дистиллятом первой колонны является концентрированная смесь двух компонентов (А и В), а кубовый остаток содержит преимущественно компонент С. Бинарная смесь А+В самотеком направляется во вторую колонну, где разделяется на А и В.
Отсутствие насоса для перекачивания кипящей жидкости как будто делает вариант (2) более привлекательным, чем (1). Однако (2) характеризуется повышенным расходом флегмы по сравнению с (1), где расход флегмы определяется возвратом на орошение лишь одного компонента А. Поэтому для варианта (2) характерны более высокие расходы теплоносителей и увеличенные теплообменные поверхности кипятильника и конденсатора. Оценки показывают, что вариант (2) по энергетическим затратам становится равноценным (1), если конденсатор первой колонны по схеме (2) использовать в качестве дефлегматора.