ekzamen_POPENM

1.Проект. Назначение проекта. Основные задачи, решаемые при проектировании.

2.Основные принципы проектирования предприятий.

3.Оптимальная мощность, специализация предприятий. Ввод проектируемых предприятий в эксплуатацию.

4.Стадии проектирования. Выбор района, пункта и площадки строительства.

5.Технико-экономическое обоснование проектируемого предприятия. Строительство предприятий.

6.Содержание курсового и дипломного проекта. Краткое содержание разделов.

7.Материальные расчеты химического производства.

8.Периодический и непрерывный способ производства. Достоинства и недостатки, области применения.

9.Основное и вспомогательное оборудование. Выбор и технологический расчет основного и вспомогательного оборудования.

10.Аппараты непрерывного и периодического действия. Достоинства и недостатки данных схем производства продукции.

11.Тепловой баланс технологического процесса. Исходные данные для составления теплового баланса. Тепловые эффекты физических и химических процессов.

12.Виды теплообменных устройств технологического аппарата. Влияние поверхности теплообмена, режима течения теплоносителя (хладагента) и разности температур на эффективность процесса теплообмена.

13.Типы перемешивающих устройств, применяемых в химическом аппаратостроении. Область применения.

14.Типы теплоносителей и хладагентов. Достоинства и недостатки, область применения.

15.Роль коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи в химических и физических процессах. Методы их расчета.

16.Механические расчеты аппаратов химического производства. Составные части аппаратов, подлежащих расчету механической прочности.

17.Факторы, влияющие на прочность корпуса аппарата.

18.Конструкционные материалы химического аппаратостроения. Достоинства и недостатки.

19.Материалы, применяемые в химическом аппаратостроении. Классификация.

20.Достоинства и недостатки «черных» и «цветных» сплавов, применяемых в химическом аппаратостроении.

21.Достоинства и недостатки конструкционных материалов на основе стекла и керамики.

22.Достоинства и недостатки композитных конструкционных материалов, применяемых в химическом аппаратостроении.

23.Достоинства и недостатки констр. материалов на основе пластмасс.

24.Требования, предъявляемые к материалам, используемым в химическом производстве.

25.Основные типы аппаратов производства органических веществ.

26.Колонны. Типы колонн, область применения.

27.Теплообменные аппараты. Классификация по устройству, назачению.

28.Адсорбция. Области применения. Физическая и химическая адсорбция.

29.Адсорбенты. Виды. Классификация. Достоинства и недостатки.

30.Виды связей адсорбента и адсорбтива. Моно- и полимолекулярная адсорбция. Десорбция.

31.Абсорбция. Физическая и химическая абсорбция. Десорбция. Виды абсорберов.

32.Области применения процесса абсорбции в химических производствах.

33.Фильтрование. Классификация фильтров по разнице давлений, способы подачи фильтруемость суспензия и периодичности процесса.

34.Классификация фильтрующих перегородок. Достоинства и недостатки.

35.Сушка. Применение. Виды связи жидкости с материалом.

36.Типы сушки, область применения.

37.Перегонка. Простая перегонка (дистилляция). Сложная перегонка (ректификация).

38.Планировка зданий. Типы зданий.

39.Классификация зданий по пожаро-взрывобезопасности. Категории помещения и зданий.

40.Меры, предпринемаемые для обеспечения промышленной и экологической безопасности.

41.Генеральный план проектируемого производста. Что на нем обозначено и чем руководствуются при его составлении.

1. Проект. Назначение проекта. Основные задачи, решаемые при проектировании.

Проект это комплекс технологической документации, содержащий основные проектные решения в виде чертежей, технико-экономических расчетов, пояснительных записок и других материалов для осуществления строительства. Неотъемлемой частью проекта является смета, которая определяет стоимость строительства. Проект генеральной сметы, утверждаемый в установленном порядке, является основным документом, по которому осуществляется планирование и проведение всего комплекса работ по созданию новых предприятий или реконструкцию действующих.

Общее руководство капитального строительства и проектирования осуществляет госкомитет по делам строительства, который разрабатывает основные нормативы по вопросам строительства - СНИП (строительные нормы и правила): СНИП содержит:

1.прогрессивные нормы проектирования;

2.рекомендации по внедрению эффективных стройматериалов и конструкций;

3.модификация конструкции зданий и их элементов;

4.укрепление сметной дисциплины

Для химической отрасли хозяйства главным проектным институтом является гос хим пром проект.

Нормы технологического проектирования устанавливает:

1.рациональные величины удельных площадей и проездов (на единицу оборудования);

2.правила расстановки оборудования;

3.основные требования к сетке колонн и высоте проекта здания конкретного производства;

4.правила расчета потребностей в вспомогательных площадях.

Важнейшим показателем проекта является технико-экономическая активность, которая определяется:

-более высоким уровнем производительности труда;

-минимальными относительными капитальными вложениями (на единицу продукции);

-короткими сроками их окупаемости;

-рентабельность предприятия при его эксплуатации.

Для обеспечения высокой технико-экономической эффективности в проекте должна быть рационально решен одновременно ряд экономических, технических и организационных задач.

К экономическим задачи относятся:

1.выбор профиля и степень специализации завода и объема производственных и хозяйственных коопераций с другими предприятиями;

2.установление производственной программы с указанием номенклатуры изделий и их количество, массы и стоимости;

3.Определение источников снабжения Сырьем, материалов, электроэнергией, водой и так далее;

4.выбор и обоснование расположения мест на предприятии;

5.определение необходимых размеров основных и оборотных средств себестоимости и

эффективности затрат.

Технические задачи включают:

1.проектирование технологического процесса производства;

2.определение необходимого фонда рабочего времени и потребности в рабочей силе;

3.Определение номенклатуры и необходимого количества основного и вспомогательного оборудования;

4.расчет необходимого количества сырья, материалов, топлива и всех видов энергии;

5.разработка систем транспорта, освещения, отопления, вентиляция, водоснабжение, канализация;

6.определение необходимых площадей внутренней планировке цехов и вспомогательных зданий, а также обслуживающих их путей и транспортных устройств на территории завода;

7.определение размера, типов и форм зданий, разработка их конструкций и взаимном расположении на генеральном плане завода;

8.разработка мероприятий по технике безопасности, пожарной безопасности и гражданской обороне.

Организационные задачи охватывают:

1.разработка системы научного управления предприятием с применением средств автоматизации электронновычисленной электроники, техники;

2.определение структуры управлением завода и его отделов и цехами;

3.организация административной, технической, финансово-хозяйственной службы завода;

4.установление содержания и порядка прохождения документации, форм планирования и отчетности и контроля;

Ввод проектируемых предприятий в эксплуатацию: проектирование предприятий начинается с задания проекта, далее расчетов, выбора места строительства, тепловые узлы, решения вопросов поставки исходного сырья, реализации готовой продукции.

4. Стадии проектирования. Выбор района, пункта и площадки строительства.

Стадии проектирования. Проектирование Может вестись в 1 или 2 стадии. Стадией проектирования называется определенный объем проектных работ, которые необходимо выполнить в данный Проектный период. Для строительства предприятий, при проектировании которых используется типовые или ранее разработанные решения, а также технически не сложных объектов разрабатывается только техно-рабочий проект, то есть проектирование ведется в одну стадию.

При проектировании крупных и сложных промышленных комплексов, а также случаи новый неосвоенной технологии производства, нового высоко производственного технологического оборудования и в особо сложных условиях строительства сначала выполняется технический проект, а затем рабочие чертежи (проектирования в две стадии). При двух стадийное проектирование рабочие чертежи разрабатываются после утверждения технического проекта.

В Техническом проекте должны быть решены следующие вопросы:

1.специализация и кооперирование производства;

2.рациональное использование строительной площадки и выбор оптимального генерального плана;

3.схема транспортных потоков сырья и готовой продукции;

4.объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений;

5.охрана окружающей среды;

6.применение оптимизированных систем управления предприятий;

7.технологический процесс производства;

8.экономика и организация производства;

9.обеспечение жилищных оптимальных бытовых условий работающих;

10.сметная стоимость строительства;

11.технико-экономические показатели в соответствии с эталоном техно-рабочего и технического проекта.

5. Технико-экономическое обоснование проектируемого предприятия. Строительство предприятий.

Общее руководство капитального строительства и проектирования осуществляет госкомитет по делам строительства, который разрабатывает основные нормативы по вопросам строительства - СНИП (строительные нормы и правила): СНИП содержит:

1.прогрессивные нормы проектирования;

2.рекомендации по внедрению эффективных стройматериалов и конструкций;

3.модификация конструкции зданий и их элементов;

4.укрепление сметной дисциплины

Для химической отрасли хозяйства главным проектным институтом является гос хим пром проект.

Нормы технологического проектирования устанавливает:

1.рациональные величины удельных площадей и проездов (на единицу оборудования);

2.правила расстановки оборудования;

3.основные требования к сетке колонн и высоте проекта здания конкретного производства;

4.правила расчета потребностей в вспомогательных площадях.

Важнейшим показателем проекта является технико-экономическая активность, которая определяется:

-более высоким уровнем производительности труда;

-минимальными относительными капитальными вложениями (на единицу продукции);

-короткими сроками их окупаемости;

-рентабельность предприятия при его эксплуатации.

6. Содержание курсового и дипломного проекта. Краткое содержание разделов.

Квалификационная работа по всем видам может быть:

-исследовательской;

Квалификационная работа состоит из двух частей:

Разделы текстовой части (пояснительной записки):

Титульный лист Задание Лист нормоконтролера Содержание Реферат

Перечень сокращений, условных обозначений, символов и терминов.

Ведение

1. Аналитическая часть

1.1.Историческая справка о методах получения и использования продуктов

1.2.Патентные исследования

1.3.Выбор и обоснование метода производства, химизм производства

1.4.Выбор и обоснование места строительства

2. Расчетно-технологическая часть

2.1.Описание технологической схемы производства (техрегламент)

2.2.Внесенные изменения, по сравнению с аналоговым обоснование изменений, вводимых в производство

2.3.Технологическая характеристика сырья, исходных компонентов

2.4.Материальный баланс производства

2.5.Выбор и технологический расчет основного и вспомогательного оборудования

2.6.Тепловые расчеты

2.7.Механические расчеты и оборудование

2.8.Выбор и обоснование схемы технологического процесса

2.9.Расчет энергоснабжения цеха

3.Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и мероприятия техники безопасности и промсанитарии

4.Охрана окружающей среды

5.Строительно-планировочное решение по размещению оборудования

6.Описание схемы генерального плана

7.Экономическое обоснование проекта

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Спецификация

Отзыв руководителя

Рецензия

Графическая часть состоит:

1.Технологическая схема производства (для диплома технологическая схема совмещенная со схемой автоматизационного контроля A1)

2.Чертеж основного аппарата (А1)

3.Строительно-монтажная схема

4.Схема генерального плана

5.Сводная таблица технико-экономических показателей

7. Материальные расчеты химического производства.

Материальные расчеты являются одним из основных результатов курсового и дипломного проектирования, так как их результаты позволяют получить исходные данные для технических, тепловых, механических и экономических расчетов, выбор оборудования и определить технико-экономические показатели проектируемого производства.

В основе материальных расчетов любого технологического процесса лежит закон сохранения массы, согласно которому количество поступающих в данный процесс материалов равно количеству полученных продуктов.

Материальные расчеты состоят из двух частей приходной и расходной:

а) в приходной: указывают в каких количествах вещества поступают в процесс;

б) в расходной: количество вновь образованных веществ, производственных отходов и потерь продуктов.

В качестве базовых данных для составления материальных расчетов химических производств служит:

1.годовая производительность производства;

2.выборная и обоснованная схема технологического процесса;

3.уравнения химических реакций, выходы промышленных и конечных продуктов по реакции;

4.соотношение компонентов, участвующих в физических или химических процессах, их можно представить в виде дозированного расхода одного из исходных веществ в расчете на одну массовую долю другого или в виде избытка против рассчитанного по теории;

5.состав исходного сырья промышленных и готовых продуктов, а также отходов производства;

6.физико-химические константы технологических материалов;

7.данные действующих производств о выходах или потерях промышленных и готовых продуктов по операциям (в процентах), в количествах отходов и повторного возвращенных в цикл материалов;

8.установленные число оборачиваемости материалов в производственном цикле, маточного раствора и так далее;

9.эффективный фонд рабочего времени, то есть продолжительность технологического цикла;

10.количество операций за сутки.

При составлении материальных расчетов следует различать баланс химического процесса, основанного на химических реакциях, на конверсиях и технологических операций, основных на физических процессах (фильтрация, кристаллизация и так далее). В первом случае изменяется химический состав перерабатываемых материалов и мат баланс может быть оценен с точки зрения законов химии, а во втором случае расчеты сводятся к выявлению потерь обрабатываемых полуфабрикатов или готовых продуктов мат баланс составляется сначала по основному исходному материалу, а в последующем для каждой операции.

8. Периодический и непрерывный способ производства. Достоинства и недостатки, области применения.

Форма мат баланса зависит от характера производства:

рассчитывается на единицу массы

готовой продукции и затем приводят данные для часовой производительности цеха.

или относятся его к суточной работе аппарата. Мат баланс на одну операцию может быть составлен только после выбора аппарата, в котором она должна производиться, то есть после установления его размеров и производительности за один полный оборот. Составление общего мат баланса может быть начато как с первой по ходу технологического процесса, так и последней стадией производства. Первым этапом расчета является составление общего мат баланса производства по основному исходному продукту - это даёт возможность определить количество получаемого полуфабрикаты или продукта сырца по определенным стадиям, который позволяет определить расходный коэффициенты по стадиям.

9. Основное и вспомогательное оборудование. Выбор и технологический расчет основного и вспомогательного оборудования.

Все внутрицеховое оборудование разделяют на основное технологическое; вспомогательное; транспортное.

Основным технологическим оборудованием называют оборудование, в котором происходят основные процессы, например, для цеха по производству тротила к основному оборудованию относят: нитраторы в первой и второй стадии; разбавитель; промывные аппараты; сепаратор; реактор сульфитный очистки; сушильная ванна; гранулятор; барабаны чешуирования и т.д.

К вспомогательному оборудованию относят: хранилище кислот; аварийная емкость; напорные баки и так далее.

Для межаппаратных и внутризаводских перевозок применяются различные транспортное оборудования: шнеки; трубопроводы; ленточные транспортеры; рельсовые безрельсовый подъемно-транспортные механизмы.

Режим работы оборудования: при технологическом расчете основного оборудования цеха прежде всего необходимо знать требуемый годовой объем выпускаемой продукции. В задании на проектирование в качестве исходных данных определена годовая производительность цеха. Для удобства расчетов годовую производительность необходимо перевезти в часовую. При этом делается расчет фонда времени работы цеха.

Для периодических производств при вредных условиях труда установлена 36 часовая рабочая неделя. Для прочих 41 часовая. Для периодических процессов часовая производительность вычисляется:

Для непрерывных процессов вычисляется по формуле:

10. Аппараты непрерывного и периодического действия. Достоинства и недостатки данных схем производства продукции.

Реактора непрерывного и периодического действия

По способу организации процесса реакторы подразделяют на:

а) периодического действия: все реагенты вводят в реактор до начала реакции, смесь выдерживают в реакторе определенное время. При этом процесс складывается из трех стадий: загрузка сырья, его обработка(химическое превращение), выгрузка.

Достоинства и недостатки:

Реакторы периодического действия часто используют, если скорость производства мала или время реакции велико. Капитальные вложения на создание периодического реактора (включая вспомогательное оборудование) обычно относительно низки.

Реакторы периодического действия малопроизводительны и плохо поддаются автоматическому контролю и регулированию.

б) непрерывного действия: это реакторы, в которых непрерывно загружается сырье и также непрерывно выгружаются продукты. Все стадии процесса осуществляются параллельно и одновременно.

Достоинства:

-высокая производительность;

-качество продукции;

-легко автоматизировать процесс.

Недостатки:

- трудность запуска и установка.

Реакторы периодического действия просты по конструкции, требуют небольшого вспомогательного оборудования, поэтому они особенно удобны для проведения опытных работ по изучению химической кинетики. В промышленности же обычно используются в малотоннажных производствах и для переработки относительно дорогостоящих химических продуктов. Большинство же промышленных процессов оформляется с использованием реакторов непрерывного действия.

11. Тепловой баланс технологического процесса. Исходные данные для составления теплового баланса. Тепловые эффекты физических и химических процессов.

Большинство химических процессов протекает при определенных и заданных технологическим регламентом производства температурных условиях требуемых подвода или отвода тепла. Для определения количества теплоты, которое необходимо подвести или отвести в течение всего процесса составляется тепловой баланс. Скорость подвода и отвода теплоты к реакционной смеси в аппаратах во многих случаях лимитирует продолжительность процесса, поэтому тепловым расчетам следует придавать большое значение.

На основании теплового баланса определяют количество подводимой или отводимой теплоты Q, вычисляют требуемую поверхность теплообмена аппарата F и рассчитывают расход теплоносителя и хладагента W.

Расчет теплового баланса определяют характером производства, то есть для аппаратов непрерывного действия он рассчитывается на 1 час, а периодического действия его относят к отдельным периодам процесса, например, период смешивание компонентов, подогрева реакционной смеси, выдержка и так далее.

Тепловой расчет проводится методом составления уравнения теплового баланса, в соответствии с которым для установившегося процесса приход тепла должен быть равен его расходам. В общем виде тепловой баланс можно представить равенством:

1 ккал = 4190Дж

-тепло вносимое с исходными продуктами

-теплота аккумулированная аппаратом

-тепловой эффект физических или химических процессов

-количество тепла уносимая из аппарата с продуктами технологического процесса

-теплота затраченная на нагрев аппарата

-потери тепла в окружающую среду

-количество теплоты подводимое теплоносителями или отводимые хладагентами

Если приход тепла больше расхода, то отводимая теплота, а если меньше то подводимая.

При расчете теплового баланса непрерывного процесса значение теплот, не учитывают, так как они равны.

Для периодических процессов температура аппарата применяют в начале как температуру окружающей среды или по технологическому регламенту. А в конце процесса Как температура реакционной массы или среднее арифметическое между температурами стенки со стороны теплоносителя (хладагента) и реакционной среды.

Потери теплоты учитывают, как правило, когда температурный режим технологического процесса высок или большая поверхность теплообмена. А в другом случае теплопотери можно пренебречь.

Тепловой эффект физических и химических процессов может слагаться из нескольких величин, поэтому при подсчете этого эффекта необходимо тщательно разобраться во всех превращениях протекающих в технологических аппаратах. Более того значение могут быть положительным или отрицательным и это необходимо учесть при постановке их уравнения теплового баланса.

Тепловой эффект химической реакции или физической для важнейших соединений приводятся в справочнике физико-химических величин, а также в технологических регламентах производства. В случае отсутствие экспериментальных данных значение теплового эффекта вычисляется по закону Гесса

Теплоты образования органических веществ находятся в справочной литературе или находят по формуле:

N – число электронов, перемещается при сгорании 1 молекулы вещества

– тепловая поправка учитывающая влияние бензольного ядра кДж/моль

n – число одноименных заместителей для жидких веществ

109,15 – количество теплоты выделяющийся при перемещении одного электрона

N = 4C + H – P

P – число частично или полностью замещенных элементов в молекуле вещества

12. Виды теплообменных устройств технологического аппарата. Влияние поверхности теплообмена, режима течения теплоносителя (хладагента) и разности температур на эффективность процесса теплообмена.

Теплообменными аппаратами (теплообменниками) называются устройства, предназначенные для обмена теплотой между греющей и обогреваемой рабочими средами. Последние принято называть теплоносителями. Необходимость передачи теплоты от одного теплоносителя к другому возникает во многих отраслях техники: энергетике, химической, металлургической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности.

Тепловые процессы, происходящие в теплообменных аппаратах, могут быть самыми разнообразными: нагрев, охлаждение, испарение, кипение, конденсация, плавление, затвердевание и более сложные процессы, являющиеся комбинацией перечисленных. В процессе теплообмена может участвовать несколько теплоносителей: теплота от одного из них может передаваться нескольким и от нескольких — одному.

Теплообменные аппараты классифицируются следующим образом:

по назначению — подогреватели, конденсаторы, охладители, испарители, паропреобразователи и т.п.;

принципу действия — рекуперативные, регенеративные и смешивающие.

Рекуперативными называются такие теплообменные аппараты, в которых теплообмен между теплоносителями происходит через разделительную стенку. При теплообмене в аппаратах такого типа тепловой поток в каждой точке поверхности разделительной стенки сохраняет постоянное направление.

Температура нагрева теплоносителя составляет 400... 500°С для конструкций из углеродистой стали и 700...800°С для конструкций из легированных сталей.

В рекуперативных теплообменниках теплоносители омывают стенку с двух сторон и обмениваются при этом теплотой. Процесс теплообмена протекает непрерывно и имеет обычно стационарный характер.

Регенеративными называются такие теплообменные, аппараты, в которых два или большее число теплоносителей попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева.

Во время соприкосновения с разными теплоносителями поверхность нагрева или получает теплоту и аккумулирует ее, а затем отдает, или, наоборот, сначала отдает аккумулированную теплоту и охлаждается, а затем нагревается. В разные периоды времени теплообмена (нагрев или охлаждение поверхности нагрева) направление теплового потока в каждой точке поверхности нагрева изменяется на противоположное.

Смешивающими называются такие теплообменные аппараты, в которых тепло- и массообмен происходят при непосредственном контакте и смешивании теплоносителей. Поэтому смешивающие теплообменники иногда называют контактными. Наиболее важным фактором в рабочем процессе смешивающего теплообменного аппарата является поверхность соприкосновения теплоносителей. В качестве примера на рис. 4.4 показана схема смешивающего теплообменника (деаэратора) для подо-грева воды паром при термическом удалении растворенных газов (воздуха).

В соответствии с типом конструкции, теплообменники бывают след. видов:

-нагревающие/охлаждающие рубашки, оснащенные мешалкой

-трубчатые

-теплообменники типа «труба в трубе»

-спиральные

-пластинчатые

13 Типы перемешивающих устройств, применяемых в химическом аппаратостроении. Область применения.

Мешалки делят на быстроходные и тихоходные. К быстроходным относят лопастные, пропеллерные, турбинные мешалки. Используемые для перемешивания жидких сред при турбулентном и переходном режимах движения жидкости.

Мешалкой этой группы чаще всего работают в аппаратах с отражательными перегородками. Отражательные перегородки служат для изменение структуры поля скоростейуменьшения окружной составляющей скорости при соответствующем увеличении осевой и радиальной составляющих. Преимущественно окружной характер движения перемешиваемой среды в аппаратах без внутренних устройств в ряде случаев ограничивает возможности интенсификации перемешивания из-за образования воронки.

К тихоходным относят рамные и якорные мешалки, используемые при ламинарном движении жидкости. Они отличаются исключительно низким числом оборотов. При перемешивании этих мешалок можно избежать местного перегрева жидкости (при нагреве с помощью рубашкой) или осадка на дне сосуда.

14. Типы теплоносителей и хладагентов. Достоинства и недостатки, область применения.

Теплоноситель — жидкое или газообразное вещество, применяемое для передачи тепловой энергии. На практике чаще всего применяют воду (в виде газа или жидкости), глицерин, нефтяные масла, расплавы металлов (Sn, Pb, Na, К), воздух, азот (в том числе жидкий), фреоны (в случае использования фазовых переходов обычно называют хладагентами) и др. Применение - В большинстве приборов/инженерных систем и др., служащих для передачи/распределения тепла используется теплоноситель, например: системы отопления зданий, холодильник, кондиционер, масляный обогреватель, тепловой пункт, котельная, солнечный коллектор, солнечный водонагреватель и др.

По назначению выделяют теплоносители: греющий, охлаждающий (хладоноситель), промежуточные тепло - и хладоносители, хладагент, сушильный агент и др.

По агрегатному состоянию различают однофазные и многофазные (чаще двухфазные) теплоносители: - к однофазным теплоносителям относятся низкотемпературная плазма (пламя), газы, не конденсирующие пары, смечи газов, не кипящие и неиспаряющиеся при рабочем давлении жидкости, их смеси, растворы, твердые материалы (чаще сыпучие); - к двухфазным и многофазным теплоносителям относятся кипящие, испаряющиеся и распыляемые газом жидкости, конденсирующиеся пары, плавящиеся и затвердевающие газы), капельные жидкости с температурой кипения при атмосферном давлении выше 200 0С;

По диапазону рабочих температур выделяют высоко-, средне-, низкотемпературные и криогенные теплоносители:

-к среднетемпературным относятся водяной пар с твердые вещества, пены, газовзвеси, аэрозоли, эмульсии, суспензии, шламы, пасты и прочие сложные системы;

-к высокотемпературным относятся газообразные теплоносители с температурой газов 1500 °С и выше (дымовые и топочные температурой до 650 °С, вода с температурой до 375 °С и воздух с температурой до 100 °С; - к криогенным относятся сжиженные газы и их пары, область их применения лежит ниже -150 °С.

Наиболее распространенными из них являются вода, водяной пар, воздух, дымовые и топочные газы. На промышленных предприятиях широко используются вода и водяной пар. Эти теплоносители позволяют получать высокие коэффициенты теплоотдачи в теплообменных аппаратах, они дешевы и могут транспортироваться на значительные расстояния, теряя по пути относительно мало теплоты.

Хладагент (Холодильный агент) — рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении и в процессе изотермического расширения отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде за счёт конденсации (воде, воздуху и т.п.). Хладагент является частным случаем теплоносителя. Важным отличием является использование теплоносителей в одном и том же агрегатном состоянии, в то время, как хладагенты обычно используют

Основными хладагентами являются аммиак, фреоны (хладоны) и некоторые углеводороды.

Аммиак относится к группе умеренных хладагентов. Достоинствами аммиака являются его низкая стоимость и высокие теплофизические показатели. К недостаткам относятся токсичность, взрывоопасность. Аммиак также разрушительно воздействует на медь и её сплавы.

Фреоны в большинстве случаев безвредны и негорючи; насчитывается свыше 50 различных фреонов и их смесей, применяемых во всех температурных группах. Наиболее распространены фреон-12, фреон-22 (относятся к умеренным хладагентам) и фреон-13 (низкотемпературный хладагент).

Углеводороды (этан, пропан, этилен) имеют низкую температуру замерзания, но взрывоопасны; применяются в крупных и средних холодильных установках в нефтехимической и газовой промышленности. В пароэжекторных и работающих на водном растворе бромистого лития (бромистолитиевых) абсорбционных холодильных машинах хладагентом служит вода. В холодильно-газовых машинах в качестве хладагента в основном используются такие газы, как гелий, водород, азот, воздух.

Типы хладагента: 1. Предельные углеводороды и их галогенные производные 2. Непредельные углеводороды и их галогенные производные 3. Циклические углеводороды и их производные 4. Органические соединения 5. Неорганические соединения 6. Неазеотропные смеси 7. Азеотропные смеси

Применяются в качестве компонента смесевых хладагентов, газовых диэлектриков, пропеллентов и огнегасителей Негорючий, невзрывоопасный газ, является стабильным веще

15. Роль коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи в химических и физических процессах. Методы их расчета.

Коэффициент теплоотдачи характеризует процесс передачи тепла от некоторого теплоносителя (жидкость или газ) к твердой стенке. Определяется параметрами данного теплоносителя (режим течения, скорость, теплофизические характеристики типа плотности, вязкости и теплопроводности) , а также характеристиками той части стенки, которая омывается данным теплоносителем (характерный размер) Коэффициент теплопередачи характеризует процесс передачи тепла между двумя теплоносителями через разделяющую их твердую стенку. Определяется коэффициентами теплоотдачи обоих теплоносителей и параметрами теплопередающей стенки (ее толщина и теплопроводность) . Разница между теплоотдачей и теплопередачей состоит в следующем. Суммарный перенос тепла складывается из нескольких стадий: стадия теплопереноса в первой среде, стадия теплопереноса от первой среды к стенке, стадия теплопереноса в самой стенке, стадия теплопереноса от стенки ко второй среде, стадия теплопереноса во второй среде. Коэффициенты теплоотдачи описывают отдельные стадии этого суммарного теплопереноса на стадии среда-стенка. А коэффициент теплопередачи описывает суммарный теплоперенос в целом со всеми его стадиями. По этой причине вначале всегда рассчитываются коэффициенты теплоотдачи, а затем через них рассчитывается коэффициент теплопередачи.

16. Механические расчеты аппаратов химического производства. Составные части аппаратов, подлежащих расчету механической прочности.

Аппараты хим производств весьма разнообразны как по конструктивному исполнению, так и габаритом. Однако все они состоят из небольшого ряда типовых узлов и деталей: обечайки, днища, крышки, обтюратора, фланцевые и резьбовые соединения, штуцера, опора аппаратов, перемешивающие устройства и приводы к ним, смотровые окна, указатели уровня и т. д.

Цель мех расчета – определение размеров деталей аппаратов, которые должны обеспечить их прочность и необходимую долговечность а также определение потребляемых различными механизмами мощностей. При расчете следует учитывать самые неблагоприятные условия для прочности аппарата при его эксплуатации. В курсовых и дипломных проектах мех расчеты проводятся в основном для частей деталей одного из основных аппаратов технологической линии, содержание зависит от их конструкции, характера и условия работы аппарата (устойки температуры, давления, агрессивная среда). Для аппаратов в которых отсутствует перемешивающие и вращающиеся устройства проводятся расчеты толщины стенки обечайки, крышек, днищ, болтовых соединений или сварных швов, фланцевых соединений, опоры аппарата. Для хим аппаратов с перемешивающими устройствами рассчитываются кроме частей деталей перечисленных выше лопость и диаметр вала мешалки и мощность на валу перемешивающего устройства.

17. Факторы, влияющие на прочность корпуса аппарата.

-диаметр аппарата

-материал корпуса

-рабочее давление в аппарате

-рабочая температура в аппарате

-коррозия

-допускаемое напряжение

-коэффициент прочности сварного шва

-масса аппарата и т.д.

18. Конструкционные материалы химического аппаратостроения. Достоинства и недостатки.

В хим пром-и для изготовления аппаратуры используются разнообразные материалы, это обьясняется разнообразием и специфичностью требований, предьявляемых к конструкционным материалам для хим аппаратуры. Применяемые для этих целей материалы должны иметь:

1)достаточную мех прочность;

2)стойкость к коррозионному воздействию перерабатываемых материалов;

3)обладать соответствующими физ свойствами, н-р хорошей теплопроводностью;

4)легко поддаваться мех обработке;

5)не оказывать ингибирующего действия в процессах, проводимых в данной аппаратуре;

6)не влиять на чистоту продуктов реакции;

7)быть дешевым и доступным.

Железоуглеродистые сплавы

«+» высокая мех прочность; хорошие хим свойства; малая теплоемкость; высокая теплоэлектропроводность; низкая стоимость; легкодоступность. «-» небольшая коррозионная стойкость.

Цветные металлы

Al

«+» доступность по сравнению с др металлами; малый удельный вес; высокая теплопроводность; стойкость к воздействию некоторых сред; «-» относительно низкая мех прочность; неустойчивость в щелочных средах.

Медь

«+» высокая теплоэлектропроводность; легкость мех обработки; повышенная прочность при низких температурах; «-» невысокая мех прочность; в минеральных кислотах подвергается коррозии; низкие литейные свойства.

Никель

«+» высокая мех прочность; высокая коррозионная стойкость

«-» малая доступность; дороговизна.

Неметаллические материалы Силикаты: стекло и ситаллы (получают из твердого стекла кристаллизацией), керамика Стекло

«+» прозрачность

«-» хрупкость; слабое сопротивление к удару, растяжению; чувствителен к перепаду температур.

Керамика

«+» высокая стойкость к минеральным кислотам, органическим растворителям и растворам щелочей.

Углеграфитовые материалы

«+» устойчив к действию хим сред в том числе к кислотам, некоторые виды устойчивы к действию растворов щелочей; хорошо поддаются мех обработке с последующей термообработкой; низкий удельный вес (в 4 раза меньше чем у стали); хорошая теплопроводность.

Пластмассы

«+» малая по сравнению с металлами и керамикой плотность; высокая мех прочность; хим стойкость

«-» повышенная по сравнению с металлами хрупкость; малое значение коэффициента линейного термического расширения; текучесть под влиянием длительных нагрузок; накопление заряда статического электричества.

19. Материалы, применяемые в химическом аппаратостроении. Классификация.

Клас-ия конструкционных материалов

1. металлы а) железоуглеродистые сплавы (сталь, чугун)

б) цветные металлы ( алюминий, медь, свинец, никель, тантал, титан и т.д.) 2. не металлы а) силикаты

б) углеграфитовые материалы в) органические пластмассы

20. Достоинства и недостатки «черных» и «цветных» сплавов, применяемых в химическом аппаратостроении.

Железоуглеродистые сплавы получили наиболее широкое распространение в качестве материалов для химической аппаратуры. Достоинства:

-Высокая механическая прочность

-хорошие физические свойства

-высокая доступность