1.4. Порядок захисту курсової роботи

Ціль захисту – оцінка якості оволодіння студентом інженерними навичками при проектуванні.

Захист курсової роботи студентом проводиться перед комісією, яка створюється із викладачів кафедри ПАХТ. Студенту дається 10 хвилин для доповіді, де він повинен викласти завдання, стисло описати технологічну схему, конструкцію і роботу апарата, особливості роботи основних вузлів, методики і результати основних розрахунків.

По закінченні доповіді студент повинен відповісти на запитання, які будуть запропоновані членами комісії.

При захисті курсової роботи оцінюють якість і вміст доповіді, виконання текстової і графічної частин роботи, глибину знань в об’ємі курсу і самостійну роботу студента.

У випадку незадовільних відповідей на запитання або при наявності грубих помилок в текстовій або графічній частин курсової роботи студенту дається час на виправлення помічених помилок.

Після захисту всі матеріали курсової роботи здаються в архів.

2. Основні відомості з теорії та розрахункові формули

2.1. Способи вираження складу фаз і основні індекси позначень

При розрахунку процесу абсорбції доводиться виражати концентрації фаз різними способами. Найбільше поширені наступні способи вираження складу:

1. Об’ємна концентрація – число кіломолей (або кілограмів) компонента, які містяться в одиниці об’єму фази. Склад, який виражений в об’ємних концентраціях позначають для газової фази через С_у (або ) і для рідкої фази через С_х (або ) і відповідно виражають в кмоль/м³ (або кг/м³).

2. Мольна (або масова) концентрація (або частка) – відношення числа кіломолей (або кілограмів) компонента до загальної кількості кіломолей (або кілограмів) речовини в даній фазі. Склад, який виражений в мольних (або масових) частках, позначають для газової фази через у (або ) і для рідкої фази через х (або ).

3. Відносна мольна (або масова) концентрація (або частка) – відношення числа кіломолей (або кілограмів) компонента до числа кіломолей (або кілограмів) носія. Склад, який виражений в відносних мольних (або масових) частках, позначають для газової фази через (або ) і для рідкої фази через Х (або ).

Останній спосіб виразу складу фаз найбільше зручний, тому що в процесі абсорбції кількість рідкого L і газового G носіїв залишається незмінним (див. рис. 2.1). В літературі [2, 3] наведені співвідношення між різними способами вираження складу фаз.

Для подальшого розуміння уведені основні індекси позначень:

п – початковий;

к – кінцевий;

у – газ;

х – рідина;

оу – газовий носій; загальне значення для газової фази;

ох – рідкий носій; загальне значення для рідкої фази;

к – компонент;

* – рівноважне значення;

сер – середнє значення;

н.у. – нормальні умови;

р.у. – робочі умови.

Рис. 2.1. Схема матеріальних потоків процесу абсорбції.

2.2. Статика масообмінного процесу для системи газ – рідина

Для розрахунку процесу абсорбції необхідно знати його статику. Статика процесу визначається рівноважною і робочою лініями. Рівновага виражається законом Генрі, згідно якому парціальний тиск розчиненого газу пропорційний його мольній частки в розчині

, (2.1)

де

– рівноважний парціальний тиск поглиненого газу;

– мольна частка розчиненого газу в рідині;

– константа Генрі.

Константа Генрі залежить від природи поглинача і газу, від температури і не залежить від загального тиску в системі. Залежність Е від температури виражається рівнянням

, (2.2)

де

q – диференційна теплота розчинення газу в рідині;

R – газова стала;

С – стала, яка залежить від природи газу і поглинача.

Е збільшується з підвищенням температури. Відповідно до закону Дальтона парціальний тиск компонента в газовій суміші зв'язаний з його мольною часткою залежністю

, (2.3)

де

П – загальний тиск в системі;

y_А – мольна частка компонента в газовій суміші;

Із рівнянь (2.1) і (2.3) випливає

, (2.4)

або

, (2.5)

де

– константа фазової рівноваги; безрозмірна стала, яка залежить від даної системи газ – рідина при t=const і П=const;

– рівноважна мольна частка компонента в газовій фазі, яка відповідає складу рідкої фази х_А.

Константа фазової рівноваги m_ух зменшується зі зростанням тиску і зниженням температури і не залежить від складу розчину. Звідки випливає, що процес абсорбції потрібно вести з підвищеним тиском і з пониженою температурою.

Закон Генрі справедливий тільки для ідеальних розчинів і лінія рівноваги для них на діаграмі у–х виражається прямою лінією. З достатньою точністю його можна застосовувати лише для дуже розбавлених розчинів, при помірних тисках, невеликих температурах і відсутності хімічної взаємодії між газом і поглиначем. Для розчинів, які не підкоряються закону Генрі рівноважну лінія будують по дослідним даним і на діаграмі у–х вона зображується кривою лінією.

Рівняння робочої лінії знаходять із матеріального балансу апарата. Воно виражає зв'язок між робочими (нерівноважними) концентраціями розподільного компонента у фазах у довільному перетині апарата. Виражаючи концентрації фаз у відносних масових частках, матеріальний баланс процесу абсорбції, відповідно до рисунку 2.1, має вигляд

, (2.6)

а робоча лінія має такий вигляд

, (2.7)

де

М – масова витрата компонента;

G, L – масові витрати інертного газу і поглинача;

– початкова і кінцева відносні масові частки компонента у газовій фазі;

– початкова і кінцева відносні масові частки компонента у рідкій фазі;

– відносні масові частки компонента у газовій і рідкій фазах у довільному перетині апарата.