programma_paht_3_pokolenie

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической работе
профессор ____________ Елина Е.Г.
«____» __________________2011г.
Рабочая программа дисциплины
« ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ»
Направление подготовки
240100 – Химическая технология
Профиль подготовки
Химическая технология природных энергоносителей
и углеродных материалов
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Саратов 2011
1. Цели освоения дисциплины
«Процессы и аппараты химической технологии» – формирование у
студентов
компетенций, связанных с освоением физической общности
процессов химической технологии, теоретических основ гидромеханики,
тепло- и массопередачи, теории и практики базовых процессов, основных
закономерностей и общих принципов анализа, моделирования, расчета и
оптимизации этих процессов, их энергообеспечения и аппаратурного
оформления. Кроме того, в процессе обучения решаются задачи повышения
культурного
уровня
обучающихся:
и
формирования
целеустремленности,
социально-личностных
организованности,
качеств
трудолюбия,
ответственности, гражданственности, коммуникабельности, толерантности.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина
«Процессы
и
аппараты
химической
технологии»
относится к вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по
направлению 240100 – Химическая технология.
Обучение по данной
дисциплине
знаниях,
базируется
главным
образом
на
студентами в процессе изучения следующих курсов:
- введение в специальность;
- история развития нефтегазовой промышленности;
- математика;
- физика;
- общая и неорганическая химия;
- органическая химия;
- физическая химия;
- промышленная экология.
Студенты должны иметь базовые знания:
полученных
по дифференциальному и интегральному исчислениям, по основам
вычислительной техники, физики, физической химии, теоретической и
прикладной механики. Они должны уметь применять основные законы
механики, термодинамики для решения учебных задач.
Курс «Процессы и аппараты химической технологии», в свою очередь,
необходим для преподавания дисциплин «Системы управления химикотехнологическими
процессами»,
«Химическая
технология
топлива
и
углеродных материалов», «Моделирование и информационные системы в
химической технологии», «Химические реакторы и оборудование заводов».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины «Процессы и аппараты химической технологии»
В
результате
изучения
дисциплины
студент должен
обладать
следующими профессиональными компетенциями:
- способностью и готовностью использовать основные законы
естественнонаучных
применять
методы
дисциплин
в
профессиональной
математического
анализа
и
деятельности,
моделирования,
теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);
- способностью к обобщению, анализу, восприятию информации,
постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);
- способностью и готовностью осуществлять технологический процесс
в соответствии с регламентом и использовать технические средства для
измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья
и продукции (ПК-7);
- обосновывать принятие конкретного технического решения при
разработке технологических процессов; выбирать технические средства и
технологии с учетом экологических последствий их применения (ПК-11);
- планировать и проводить физические и химические эксперименты,
проводить
обработку
их
результатов
и
оценивать
погрешности,
математически моделировать физические и химические процессы и явления,
выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения (ПК-21);
-
применять
поставленных
технологии,
аналитические
задач,
использовать
проводить
обработку
и
численные
методы
современные
информации
решения
информационные
с
использованием
прикладных программ деловой сферы деятельности; использовать сетевые
компьютерные технологии и базы данных в своей предметной области,
пакеты прикладных программ для расчета технологических параметров
оборудования (ПК-9).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
• Знать:
- основные закономерности гидромеханических, тепло- и
массообменных процессов и принципы их моделирования;
- конструкции аппаратов и их основные характеристики;
- основы расчетов аппаратов для осуществления
процессов
химической технологи.
• Уметь:
-
проводить
расчеты
процессов
и
аппаратов
с
использованием
экспериментальных и справочных данных;
-на основании знания закономерностей основных процессов химической
технологии правильно выбирать оптимальные типы и конструкции машин и
аппаратов;
-определять конструкционные размеры и рабочие параметры машин и
аппаратов, наивыгоднейшие сочетания аппаратов в технологических схемах.
• Владеть:
- методами расчетов гидравлических, тепловых и массообменных процессов и
аппаратов;
- навыками практических расчетов и определения основных параметров и
количественных характеристик процессов и аппаратов;
- методиками выбора аппаратов из числа стандартных.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 13 зачетных единиц
( 468
часов).
№
Раздел дисциплины
п/п
Сем
Недел
естр
Виды учебной работы, включая
Формы текущего
я
самостоятельную работу студентов и
сем
трудоемкость (в часах)
успеваемости
естр лекц
Практ
Лаб
Сам
(по неделям
ическ
орат
осто
ие
орн
я
Формы
заняти ые
тель
промежуточной
я
заня
ная
аттестации (по
тия
рабо
семестрам)
а
ии
всего
контроля
семестра)
та
1
Основные
5
1-2
4
4
4
4
16
Оценка
процессы
участия в
химической
коллоквиуме
технологии и их
классификация.
Методы анализа
процессов
переноса
количества
движения, теплоты
и массы.
2
Основы
5
3-4
4
4
4
4
16
Оценка
физического и
участия в
математического
коллоквиуме
моделирования
процессов
химической
технологии.
Теория подобия и
метод
размерностей.
3
Основы
5
5-10
12
5
11-13 6
12
12
12
48
Устный отчет
6
6
6
24
Устный отчет
гидравлики.
Гидростатика.
Дифференциально
е и интегральное
уравнения
гидростатики.
Уравнение
Бернулли и его
использование
Общие вопросы
прикладной
гидравлики.
4
Перемещение
жидкостей.
Истечение через
отверстия и
насадки.
Нагнетатели
Расчет
трубопроводов.
5
Разделение
5
14-16 6
6
6
6
24
Оценка по
жидких и газовых
результатам
неоднородных
тестирования
систем;
6
Двухфазные
5
17-18 4
4
4
4
16
Оценка по
системы: плотный
результатам
слой; кипящий
тестирования.
слой; газовзвесь.
Всего:
5
18
36
36
36
36
5
36
ИТОГО:
7
Основы теории
144
180 ч.
6
1-4
16
8
4
28
56
Промышленные
Оценка
участия в
передачи теплоты.
8
Экзамен
коллоквиуме
6
5
4
2
1
7
14
Оценка
способы подвода и
участия в
отвода теплоты в
коллоквиуме
химической
аппаратуре.
9
Теплообменные
6
6-8
12
6
3
21
42
участия в
аппараты.
10
коллоквиуме
6
Выпаривание
Оценка
9-10
8
4
2
14
28
Оценка по
результатам
тестирования
11
Основы теории
6
11-12 8
4
2
14
28
результатам
массопередачи
12 Процессы
Оценка по
тестирования
6
13-15 12
6
3
21
42
Устный отчет
6
16-18 12
6
3
21
42
Устный отчет
6
18
36
18
126
252
массообмена в
системах со
свободной
границей раздела
фаз. Система
«газ(пар)жидкость».Ректиф
икационные и
абсорбционные
установки.
13 Процессы
массообмена в
системах с
неподвижной
поверхностью
раздела фаз
Система «газ (пар)
– твердое тело».
Сушильные
установки.
Всего:
72
36
ИТОГО:
288 ч.
Экзамен
4.1. Программа лекционного курса
Тема 1. Основные процессы химической технологии и их
классификация. Методы анализа процессов переноса количества
движения, теплоты и массы.
Непрерывные и периодические процессы; их характеристики и области
рационального применения в химической промышленности. Стационарные и
нестационарные процессы.
Методы исследования процессов и аппаратов химической технологии.
Место
и
роль
теоретических
и
экспериментальных
исследований,
вычислительного эксперимента с использованием компьютеров. Системный
подход к изучению и созданию новых процессов и аппаратов.( 4 часа)
Тема 2. Основы физического и математического моделирования
процессов
химической
технологии.
Теория
подобия
и
метод
размерностей.
Основные принципы составления математических описаний, анализа и
расчета процессов и аппаратов.
Метод подобия и анализа размерностей; их применение при постановке
опытов на модельных системах и установках, обработке и обобщении
экспериментальных данных. Физический смысл безразмерных обобщенных
переменных - критериев подобия. Сочетание математического и физического
моделирования для решения химико-технологических задач. ( 4 часа)
Тема 3. Основы гидравлики
Гидростатика и гидродинамика. Капельные и упругие жидкости.
Представление о жидкостях как о сплошных средах. Действие в них сил
тяжести, сил давления, вязких сил; силы межфазного натяжения. Понятие об
идеальной жидкости. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.
Гидростатика.
Дифференциальное
уравнение
равновесия
и
распределение давления в покоящихся средах. Практические приложения
основного уравнения гидростатики (закона Паскаля).
Уравнение Бернулли для идеальной и для реальной жидкостей с
учетом подвода механической энергии извне. Практические приложения
уравнения Бернулли.
Гидродинамические режимы течения - ламинарный и турбулентный.
Критерий Рейнольдса и его критические значения. Механизмы ламинарного
и турбулентного течений. Основные характеристики турбулентности.
Пульсационные
(квазистационарная
и
осредненные
модель
во
турбулентного
времени
потока).
составляющие
Представления
о
гидродинамическом пограничном слое при течении по трубам и каналам и
при обтекании тел. Структура турбулентного пограничного слоя; вязкий
подслой. Распределение скоростей по сечению прямой круглой трубы при
ламинарном и турбулентном течениях.(12 часов)
Тема 4. Перемещение жидкостей. Истечение через отверстия и
насадки. Нагнетатели . Расчет трубопроводов
Течение в трубах и каналах. Определяющий поперечный размер потока
в каналах произвольной формы: гидравлический радиус, эквивалентный
диаметр. Уравнение постоянства расхода.
Гидравлическое сопротивление при течении жидкостей. Расчет потерь
на трение (уравнение Дарси-Вейсбаха) в гладких и шероховатых трубах и на
местные сопротивления. Зависимости между расходом и перепадом давления
на единицу длины трубопровода при ламинарном (уравнение Гагена-
Пуазейля) и турбулентном течениях. Расчет потребного напора для
перемещения жидкостей через систему трубопроводов и аппаратов.
Перемещение жидкостей и газов по трубопроводам и сетям с помощью
машин, повышающих давление.
Классификация машин по принципу действия: объемные (поршневые,
ротационные и др.) и динамические (лопастные — центробежные и осевые,
машины трения и др.) насосы и компрессоры. Перемещение жидкостей
насосами. Их основные параметры: производительность, напор, мощность,
к.п.д. Расчет напора и потребляемой мощности; подбор двигателя к насосу.
Определение допустимой высоты всасывания; Явление кавитации и его
предотвращение. Связь напора, мощности и к.п.д. с производительностью
(характеристики
насосов).
Работа
насосов
на
сеть
и
их
подбор;
регулирование производительности. Компрессорные машины и вакуумнасосы. Особенности работы и преимущественные области применения
основных типов компрессоров, газодувок и вентиляторов. (6 часов)
Тема 5. Разделение жидких и газовых неоднородных систем
Классификация жидких и газовых гетерогенных систем: суспензии,
эмульсии, пены, пыли, туманы. Материальный баланс периодических и
непрерывных процессов разделения.
Процессы отстаивания и устройство отстойников. Устройство и
действие циклонов (простых и батарейных), гидроциклонов, отстойных
центрифуг; сепараторы для отделения брызг жидкости от газа. Принципы
осаждения пыли и туманов в электрическом поле; устройство и действие
электрофильтров.
Фильтрование суспензий и очистка газов от пылей на фильтрах. Виды
фильтровальных
перегородок.
Факторы,
влияющие
на
скорость
фильтрования. Фильтрование при постоянной скорости фильтрования.
Классификация и устройство основных типов непрерывно и периодически
работающих фильтров. Схемы фильтровальных установок. Принципы
устройства и действия фильтрующих центрифуг.
Мокрая очистка газов от пылей и туманов.(6 часов)
Тема 6. Двухфазные системы: плотный слой; кипящий слой;
газовзвесь
Течение через неподвижные зернистые слои. Основные характеристики
зернистых
слоев:
дисперсность,
удельная
поверхность,
порозность,
эквивалентный диаметр каналов. Расчет гидравлического сопротивления
слоя. Гидравлическое сопротивление слоев насадок промышленных массо- и
теплообменных аппаратов. Гидродинамика псевдоожиженных (кипящих)
слоев.
Основные
характеристики
псевдоожиженного
состояния.
Гидравлическое сопротивление. Расчет скоростей псевдоожиженияи, высоты
псевдоожиженного слоя. Однородное и неоднородное псевдоожижение.
Особенности
псевдоожижения
полидисперсных
слоев.
Пневмо-
и
гидротранспорт зернистых твердых материалов. (4 часа)
Тема 7. Основы теории передачи теплоты
Основные понятия и определения: температурное поле, градиент
температуры и тепловой поток, теплопередача и теплоотдача.
Теплопроводность
твердых
материалов,
жидкостей
и
газов.
Дифференциальное уравнение теплопроводности (уравнение Фурье). Расчет
стационарного переноса теплоты теплопроводностью через плоские и
цилиндрические стенки (одно- и многослойные).
Конвективный
коэффициенты
и
перенос
движущая
теплоты.
сила
Уравнения
теплоотдачи.
теплоотдачи;
Тепловое
подобие;
безразмерные переменные -критерии теплового подобия (Нуссельта, Пекле,
Прандтля, Грасгофа), их физический смысл. Моделирование процессов
конвективного теплообмена. Расчет коэффициентов теплоотдачи при
вынужденной и естественной конвекции. Расчет теплообмена при изменении
агрегатного состояния - при конденсации паров и при кипении жидкостей.
Радиационный теплоперенос. Основные законы излучения. (16 часов)
Тема 8. Промышленные способы подвода и отвода теплоты в
химической аппаратуре
Основные тепловые процессы в химической технологии: нагревание и
охлаждение,
конденсация
паров
и
испарение
жидкостей.
Расход
теплоносителей; тепловой баланс как частный случай энергетического
баланса.
Классификация способов подвода и отвода теплоты. Требования,
предъявляемые к теплоносителям, их сравнительные характеристики и
области применения.
Нагрев водяным паром и парами высокотемпературных органических
теплоносителей (ВОТ), водой и высококипящими жидкостями (ВОТ,
минеральными маслами и др.); схемы установок. Нагревание топочными
газами.
Рациональность
энерготехнологических
решений
проблем
промышленного теплообмена; использование технологических потоков в
качестве теплоносителей. Способы электрообогрева.
Отвод
теплоты
водой,
воздухом
и
низкотемпературными
теплоносителями. Водооборотные циклы химических производств. (4 часов)
Тема 9. Теплообменные аппараты
Основные
типы
поверхностных
теплообменников
(трубчатых,
пластинчатых, с оребренными поверхностями и др.). Теплообменные
устройства
химических
реакторов.
Смесительные
(контактные)
теплообменники: градирни, конденсаторы смешения, аппараты с барботажем
пара и газа, с погружными горелками. Сравнительные характеристики,
принципы выбора и преимущественные области применения теплообменных
аппаратов
различных
конструкций.
Тепловой,
гидравлический
и
механический расчеты теплообменных аппаратов. Проектный и поверочный
расчеты.
Основные
тенденции
совершенствования
конструкций
теплообменников. (16 часов)
Тема 10. Выпаривание
Назначение и технические методы выпаривания (под вакуумом, при
атмосферном и избыточном давлении, выпаривание с кристаллизацией)..
Схемы выпарных установок. Классификация и основные конструктивные
типы
выпарных
аппаратов.
Материальный
и
тепловой
балансы
однокорпусного и многокорпусного выпаривания. Общая и полезная
разности температур. Оптимизация числа корпусов. (8 часов)
Тема 11. Основы теории массопередачи
Физико-химические основы массобменных процессов. Равновесные
условия и определение направления переноса вещества из фазы в фазу.
Понятие о массопередаче и массоотдаче.
Концентрационное поле, градиент концентрации, общий и удельный
поток массы. Молекулярная диффузия в жидкостях, газа (парах) и твердых
телах. Расчет коэффициентов диффузии. Конвективный массоперенос.
Моделирование
конвективного
массообмена.
Расчет
коэффициентов
массоотдачи в аппаратах различных типов по уравнениям подобия.
Массопередача между двумя фазами. Коэффициент массопередачи,
движущая сила. Соотношение между коэффициентами массопередачи и
массоотдачи.
Моделирование и расчет массообменных процессов и аппаратов для
систем с одним распределяемым компонентом. (12 часов)
Тема 12. Процессы массообмена в системах со свободной границей
раздела фаз. Система «газ (пар) - жидкость». Ректификационные и
абсорбционные установки
Простая и фракционная перегонка; перегонка с дефлегмацией. Схемы
установок.
Ректификация и абсорбция. Физико-химические основы и особенности
условий проведения процессов. Схемы установок для непрерывной и
периодической ректификации бинарных и многокомпонентных смесей.
Особенности устройства аппаратов (насадочных и тарельчатых колонн) и
выбора режимов их работы. Особенности устройства и варианты работы
кипятильников и дефлегматоров.
Моделирование и расчет процессов и аппаратов при непрерывной
ректификации бинарных систем. Основы численного и графоаналитического
методов. Материальный баланс. Уравнения линий изменения рабочих
концентраций (рабочих линий) в колоннах с непрерывным и ступенчатым
контактом. Определение минимального и рабочего флегмового числа.
Тепловой баланс и расчет расходов теплоносителей. Расчет тарельчатых и
насадочных колонн. (12 часов)
Тема 13. Процессы массообмена в системах с неподвижной
поверхностью раздела фаз. Система «газ (пар) – твердое тело».
Сушильные установки
Элементы массопередачи в системах с твердой фазой. Физические
модели и механизмы переноса массы в пористых твердых телах и
обтекающем их потоке. Адсорбция. Расчет скорости процесса; его
лимитирующие стадии и способы интенсификации массопередачи.
Сушка твердых материалов. Методы сушки: конвективная, контактная,
специальные. Принципиальные схемы установок для конвективной сушки
горячим воздухом, топочными и технологическими газами. Параметры
влажного воздуха и их изменение в процессе сушки. Материальный и
тепловой балансы, определение расхода сушильного агента и затрат теплоты
на конвективную сушку - аналитически или с использованием диаграммы
состояния воздуха.
Основные конструкции конвективных и контактных сушилок для
сушки штучных, кусковых и сыпучих, пастообразных материалов, для
получения сыпучих продуктов непосредственно из растворов.
Сушка инфракрасными лучами (радиационная), токами высокой частоты,
сублимацией; основные принципы устройства соответствующих аппаратов.
(12 часов)
4.2. Программа лабораторных работ
№
Название работы
п/
Семес
Неделя
Виды учебной
Формы
тр
семестр
работы, включая
текущего
а
самостоятельную
контроля
п
работу студентов (в успеваемости
часах)
Лаб
СРС
раб.
1
1.Введение в лабораторный
5
1-3
6
все
го
2
8
Отчет к
практикум. Техника
лабораторны
безопасности. 1 . Изучение
м работам.
режимов течения жидкостей.
2
2. Определение
гидравлических
5
3-6
12
4
16
Проверка
оформления
сопротивлений в
лабораторног
трубопроводах
о журнала
(металлическом и
стеклянном).
3
4
5
3. Определение
5
7-9
6
2
8
Отчет к
характеристик
лабораторны
центробежных насосов.
м работам
4. Изучение гидродинамики
5
10-12
6
2
8
Отчет к
псевдоожиженных слоев
лабораторны
зернистых материалов.
м работам
5.Испытание шестеренного
5
13-14
4
1
5
насоса.
Отчет к
лабораторны
м работам
6
6. Истечение жидкостей
5
15-16
4
1
5
через отверстия и насадки.
Отчет к
лабораторны
м работам.
7
7. Определение расхода
5
17-18
4
1
5
жидкости при истечении
Проверка
оформления
лабораторног
о журнала
8
9
8. Изучение теплопередачи в
6
1-4
4
2
8
Письменные
двухтрубных
домашние
теплообменниках.
задания
9. Определение
6
5-8
4
2
8
Отчет к
коэффициента теплообмена
лабораторны
при естественной
м работам.
конвекции.
10 10. Определение
6
9-12
4
2
8
Отчет к
коэффициентов массотдачи в
лабораторны
жидкой фазе при абсорбции
м работам.
диоксида углерода из воды в
насадочной колонне
11 11. Изучение процесса
6
13-16
4
2
8
Проверка
простой перегонки бинарной
оформления
смеси вода-этиленгликоль.
лабораторног
о журнала
12 12. Изучение процесса
6
17-18
2
1
3
Отчет к
периодической
лабораторны
ректификации бинарной
м работам
смеси.
Итого:
54
21
75
4.3. Перечень практических занятий
№ темы
Всего
Тема практических занятий
часов
Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии
5 семестр
1
4
Системы единиц измерения. Система СИ. Пересчет
из одной системы единиц измерения в другую.
Физические свойства жидкости. Основное уравнение
2-4
гидростатики. Закон Архимеда.
22
Уравнение Бернулли. Истечение жидкости через
отверстия и насадки.
Определение потерь напора на гидравлические
сопротивления.
5
6
6
4
Расчет центробежных и поршневых насосов.
Материальный баланс процессов разделения.
Определение скорости осаждения под действием сил
тяжести.
Расчет фильтров, работающих при постоянной
разности давлений и с постоянной скоростью.
Расчет отстойных и фильтрующих центрифуг. Расчет
мощности на перемешивание.
6 семестр
Закон Фурье. Теплопроводность плоской и
цилиндрической стенки. Передача тепла тепловым
излучением. Теплоотдача, расчет коэффициента
теплоотдачи.
7
8
Расчет коэффициентов теплопередачи при
постоянных и переменных температурах
теплоносителей.
Тепловые балансы. Определение тепловой нагрузки
теплообменного аппарата и расхода теплоносителей.
Определение поверхности теплообмена.
Расчет кожухотрубчатых теплообменников.
Расчет конденсаторов паров.
8
2
Расчет выпарного аппарата.
Расчет многокорпусных выпарных установок.
Расчет трехкорпусной выпарной установки.
Способы выражения состава фаз. Пересчет из одного
способа выражения состава фаз в другой.
9,10
12
Теплофизические характеристики растворов в
зависимости от концентрации и температуры.
Линия равновесия. Построение линии равновесия на
I-X-диаграмме. Уравнение рабочей линии.
11-13
18
Материальный баланс процесса ректификации.
Построение рабочих линий процесса ректификации
на I-X-диаграмме.
Расчет внутренних материальных потоков
ректификационной колонны.
Тепловой баланс ректификационной колонны. Расчет
количества тепла, подводимого в куб колонны.
Определение гидравлического сопротивления
колонных аппаратов. Определение диаметра и
высоты колонны.
I-X- диаграмма влажного воздуха. Определение
параметров влажного воздуха по I-X- диаграмме.
Изображение процессов изменения состояния
воздуха на I-X-диаграмме.
Материальный баланс сушки. Определение расхода
воздуха на сушку.
Тепловой баланс сушки. Определение расхода тепла
на сушку.
ВСЕГО:
76
4.4. Курсовое проектирование
Целью выполнения курсового проекта является глубокое освоение
студентами теоретических знаний путем решения конкретных расчетноконструкторских задач по заданной теме. Курсовой проект является
заключительным этапом изучения дисциплины.
В курсовом проекте студент должен осуществить проектирование
указанного объекта ( теплообменный аппарат, ректификационная установка,
др.), определить основные его параметры, выбрать вспомогательное
оборудование, разработать
мероприятие, направленное на улучшение
характеристик объекта.
При выполнении курсового проекта студенты практически применяют
знания, полученные по дисциплине «Процессы и аппараты химической
технологии», а также по дисциплинам, на которых этот курс основывается
(физическая химия, теплотехника, сопротивление материалов и др.). Работая
над проектом, студент изучает действующие нормативные материалы
(ГОСТы, ОСТы, нормы и др.), справочную литературу, приобретает навыки
расчета и выбора из числа стандартных аппаратов и оборудования,
составление технико-экономических обоснований, оформления технической
документации.
Курсовой проект по процессам и аппаратам химической технологии
является первой большой самостоятельной работой студентов в вузе. Одна из
задач
курсового
проектирования
–
это
подготовка
студентов
к
последующему выполнению дипломного проекта.
Обьектами
для
проектирования
предлагаются,
в
основном,
теплообменные аппараты и ректификационные установки. Они относятся к
наиболее используемому основному технологическому оборудованию. На
предприятиях
нефтехимии
и
нефтепереработки
удельный
теплообменного оборудования, например, составляет 60%.
Курсовой проект состоит из двух частей:
1) расчетно-пояснительная записка объемом 30 - 50 страниц;
2) графическая часть объемом не менее 1,5 - 2 листов чертежей.
Рекомендуется следующая последовательность представления
материалов пояснительной записки:
Титульный лист.
Задание на проектирование.
Содержание (оглавление).
Введение.
1. Технологическая схема установки и ее описание.
2. Технологический расчет аппаратов.
3. Гидравлический расчет аппаратов.
4. Расчет аппаратов на прочность.
вес
5. Расчет тепловой изоляции.
6. Расчет и выбор вспомогательного оборудования.
7. Специальный вопрос (по заданию преподавателя).
Заключение (выводы и предложения).
Список использованной литературы.
Приложения.
Курсовой проект защищается в комиссии по приему курсовых
проектов.
5. Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие образовательные
технологии:
- используется ЭВМ при проведении практических занятий, текущего
контроля, внеаудиторных контрольных заданий и выполнении курсового
проекта (расчетные программы на алгоритмическом языке
Q-Basic,
программы тестового контроля знаний, учебно-методические материалы на
электронных носителях);
- инновационный учебный материал для лекционных и лабораторных
занятий;
- лабораторные занятия осуществляются с обсуждением различных
вариантов решения поставленных задач; по тематике лабораторные работы
привязаны к темам самостоятельной работы;
- курсовое проектирование стимулирует самостоятельное применение
имеющихся знаний и навыков по расчету, моделированию и модернизации
химико-технологического оборудования и позволяет контролировать уровень
самостоятельной подготовки студентов.
В лекциях излагаются основные понятия и законы процессов, общие
принципы расчета аппаратов химических производств. Практические занятия
проводятся параллельно с лекционным курсом с целью закрепления
теоретического материала, овладения методиками расчета, выработки умения
правильно пользоваться формулами, справочной литературой для решения
практических задач, а также для изучения устройства и принципа работы
аппаратов. Лабораторные занятия способствуют углубленному усвоению
основных теоретических положений курса и дают практические навыки в
определении параметров процесса и работе на аппаратах и их моделях.
Каждая лабораторная работа выполняется индивидуально или группой
студентов в количестве 2-3 человек;
обработка результатов опыта и
оформление отчета производится каждым
всех формах учебных занятий
студентом самостоятельно. Во
акцент делается на инновационную
направленность подготовки бакалавров по направлению «Химическая
технология».
Интерактивные методы обучения включают:
- разбор конкретной ситуации по процессам и аппаратам;
- учебные дискуссии по темам лекционного материала и вопросам
самостоятельной работы студентов.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Составление
использованием
опорных
конспектов
рекомендованной
по
изучаемым
учебно-методической
темам,
с
литературы
и
информации в сети Интернет.
Самостоятельная работа студентов в объеме 162 часов заключается в
изучении наиболее простых для освоения вопросов дисциплины и в
оформлении
лабораторных
работ,
выполненных
в
аудитории.
На
самостоятельную работу вынесены следующие темы:
Тема 1. Классификация основных процессов химической технологии.
Феноменологический метод исследования процессов.
Тема 2. Движущие силы процессов переноса. Условия равновесия.
Статика и кинематика процессов.
Тема 3. Физико-химические свойства газов и жидкостей и их расчет.
Законы плавания тел. Внешняя и внутренняя задачи гидравлики.
Тема 4. Уравнение неразрывности (сплошности) потока. Виды
гидравлических сопротивлений. Истечение жидкостей через отверстия и
насадки. Конструкции нагнетательных машин.
Тема 5. Движение тел в жидкостях; обтекание их сплошной средой.
Силы, действующие на обтекаемое тело. Сопротивление движению тел.
Основы теории осаждения.
Расчет скорости осаждения частиц в
центробежном поле.
Тема 6. Двухфазные системы в химических технологиях. Основные
технологические процессы и аппараты с плотным, кипящим и взвешенным
слоями в химической технологии и в нефтепереработке (схемы, конструкции,
характеристики).
Тема 7.
Механизмы переноса теплоты в сплошных средах
(теплопроводность, конвекция, излучение). Теория подобия и ее роль в
описании законов теплопередачи. Использование методов теории подобия
при экспериментальном изучении процессов конвективного теплообмена.
Способы интенсификации конвективного теплообмена.
Тема
8.
обеспечивающих
Целевые
и
обеспечивающие
теплоносителей.
теплоносители.
Энергосбережение
в
Выбор
химических
теплотехнологиях. Энерготехнологическое комбинирование.
Тема 9. Классификация теплообменных аппаратов. Кожухотрубчатые
теплообменные аппараты, их классификация, устройство, работа.
Тепловая изоляция: назначение; основные типы; выбор материала; расчет
толщины слоя. Конструктивное исполнение тепловой изоляции.
Тема 10. Свойства растворов твердых веществ. Температурная
депрессия и ее расчет. Устройство и работа кипятильников выпарных
аппаратов. Способы использования экстрапара.
Тема
11.
Основные
массообменные
процессы
в
химической
технологии. Влияние гидродинамической обстановки на характеристики
процессов массообмена и массопередачи. Аналогия между процессами
переноса импульса, теплоты и массы. Использование аналогии при
выполнении расчетов процессов массообмена.
Тема 12. Основные типы колонных аппаратов для осуществления
массообменных
процессов.
Конструкции
и
работа
насадочных
и
тарельчатых колонн. Преимущественные области использования колонн
разных типов. Основные методики расчета колонных аппаратов и установок
(технологический, тепловой, гидравлический, механический).
Тема 13.
Внутренняя и внешняя задачи
тепло- и массообмена в
системах «жидкость(газ) – твердое тело». Диффузионное и тепловое числа
Био и их использование в расчетах процессов тепло- и массообмена.
Адсорбционные аппараты и их использование в промышленных технологиях.
Диаграмма h-d влажного воздуха и ее использование в расчетах сушильных
процессов и установок.
Самостоятельная работа выполняется в специальной тетради. По
вопросам,
вызывающим
затруднения
у
студентов,
предусмотрены
еженедельные консультации.
Проверка усвоения студентами вышеперечисленных вопросов для
самостоятельной работы
осуществляется при контроле выполнения
лабораторных работ, расчетных заданий и на коллоквиумах.
На коллоквиумах, кроме того, обсуждаются вопросы
излагаемые на
лекциях и являющиеся основополагающими в методиках расчетов процессов
и аппаратов.
Промежуточное тестирование знаний студентов проводится по темам:
1) разделение жидких и газовых неоднородных систем;
2) двухфазные системы: плотный слой; кипящий слой; газовзвесь;
3) выпаривание;
4) основы теории массопередач
6. Перечень вопросов для оценки знаний студентов по курсу
1. Предмет курса и классификация основных процессов химической
технологии.
2. Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах.
3. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов.
4. Пути исследования процессов химической технологии.
5. Подобие физических процессов.
6. Метод анализа размерностей.
7. Основные понятия и определения гидромеханики.
8. Физические свойства жидкостей.
9. Вязкость жидкостей и законы внутреннего трения.
10. Вывод основного дифференциального уравнения гидростатики.
11.Уравнение гидростатики в интегральной форме.
12. Уравнение Бернулли для элементарной идеальной (невязкой ) жидкости.
13. Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной (вязкой )
жидкости.
14. Уравнение Бернулли для потока.
15. Виды гидравлических сопротивлений и потерь напора.
16. Распределение скоростей при ламинарном режиме течения жидкостей в
трубах.
17. Определение расхода при ламинарном режиме течения жидкостей в
трубах.
18. Потери напора при ламинарном режиме течения жидкостей в трубах.
19. Распределение скоростей при турбулентном режиме течения жидкостей
в трубах.
20. Потери напора при турбулентном режиме течения жидкостей в трубах.
21. Местные сопротивления движению жидкостей.
22. Общие потери напора при движении
25. Истечение жидкостей через отверстия при переменном напоре.
26. Основы расчета простых трубопроводов.
27. Основы расчета параллельно соединенных трубопроводов.
28. Расчет кольцевой сети.
29. Расчет сифона.
30. Гидравлический удар.
31. Основные виды гидравлических машин и их классификация.
32. Основные характеристики насосов.
33. Движение жидкости в рабочем колесе центробежного насоса.
34. Высота всасывания и нагнетания насосов.
35. Работа насосов на трубопровод.
36. Классификация и характеристики неоднородных систем.
37. Материальный баланс процессов разделения и смешения. Методы
разделения и смешения.
38. Физическое (силовое) взаимодействие фаз. Скорость витания и
осаждения.
39. Отстойники. Схемы и работа.
40. Осаждение под действием центробежной силы. Схемы отстойных
центрифуг.
41. Фильтрование. Виды фильтрующих перегородок.
42. Аппаратурное оформление процессов фильтрования.
43. Вывод основного уравнения процесса фильтрования.
44. Обеспыливание газов в циклонах.
45. Очистка газов от взвешенных твердых частиц фильтрованием и в
электрофильтрах.
46. Перемешивание в жидких средах. Механические мешалки. Расход
энергии на перемешивание в жидких средах механическими мешалками.
47. Движение жидкости (газа) в неподвижных слоях зернистых материалов.
Кипящий (псевдоожиженный) слой твердых частиц и его основные
характеристики.
48. Основы теплопередачи. Способы переноса тепла.
49. Тепловые балансы. Основное уравнение теплопередачи.
50. Закон Фурье. Дифференциальное уравнение теплопроводности.
51. Уравнение теплопроводности плоской и цилиндрической стенки.
52. Тепловое излучение.
53. Передача тепла конвекцией. Закон Ньютона.
54. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена.
55. Тепловое подобие. Опытные данные по теплоотдаче.
56. Теплопередача, коэффициент теплопередачи, средняя движущая сила.
57. Нагревание, нагревающие агенты и способы нагревания.
58. Охлаждение, охлаждающие агенты, способы охлаждения, конденсация.
59. Конструкции теплообменных аппаратов.
60. Расчет теплообменных аппаратов.
61. Расчет конденсаторов паров.
62. Выпаривание. Однокорпусные выпарные установки, уравнения
материального и теплового баланса.
63. Многокорпусные выпарные установки, схемы МВУ.
64. Материальный и тепловой баланс многокорпусной выпарной установки.
65. Расчет многокорпусных выпарных установок.
66. Конструкции выпарных аппаратов.
67. Классификация и характеристика массообменных процессов.
68. Фазовое равновесие. Линия равновесия.
69. Уравнение материального баланса. Рабочая линия.
70. Скорость массопереноса. Молекулярная и турбулентная диффузия,
конвективный перенос.
71. Дифференциальное уравнение конвективной диффузии.
72. Механизм и модели массопереноса.
73. Уравнение массоотдачи. Уравнение массопередачи.
74. Уравнение аддитивности фазовых сопротивлений.
75. Средняя движущая сила процессов массопередачи.
76. Число единиц переноса. Высота единицы переноса.
77. Определение основных размеров массообменных аппаратов. Диаметр
массообменных аппаратов.
78. Определение высоты массообменных аппаратов. Аналитический и
графический метод определения числа ступеней контакта.
79. Массопередача с твердой фазой.
80. Абсорбция. Равновесие при абсорбции, закон Генри.
81. Материальный и тепловой баланс абсорбции.
82. Устройство абсорберов.
83. Схема абсорбционных установок. Десорбция.
84. Перегонка жидкости и ректификация. Характеристики двухфазных
систем пар-жидкость и их классификация.
85. Фазовое равновесие в идеальных и реальных смесях.
86. Простая перегонка и ее виды.
87. Принцип ректификации. Схемы ректификационных установок.
88. Материальный баланс ректификационной колонны. Уравнения рабочих
линий.
89. Построение рабочих линий на Y-X – диаграмме.
90. Минимальное и действительное флегмовое число.
91. Тепловой баланс ректификационной колонны.
92. Ректификация многокомпонентных смесей. Специальные виды
ректификации.
93. Устройство ректификационных аппаратов.
94. Сушка, виды и способы сушки.
95. Основные параметры влажного воздуха. I-X- диаграмма влажного
воздуха.
96. Равновесие при сушке. Влажность материала и изменение его состояния в
процессе сушки.
97. Формы связи влаги с материалом.
98. Материальный баланс сушки. Расход воздуха на сушку.
99. Тепловой баланс сушки. Расход тепла на сушку.
100. Аналитический метод расчета процесса сушки.
101. Графоаналитический метод расчета процесса сушки.
102. Варианты процесса сушки.
103. Скорость и периоды сушки.
104. Интенсивность испарения влаги.
105. Перемещение влаги внутри материала.
106. Продолжительность процесса сушки.
107. Устройство сушилок.
Вопросы для тестового контроля знаний на ЭВМ (по разделам):
(Вариантов ответов на каждый вопрос в памяти ЭВМ не менее 4-х, здесь не
приводятся)
1. Число Рейнольдса – это :
2. Число Нуссельта – это:
3. Число Прандтля – это:
4. Какие технологические процессы относятся к следующим группам Гидромеханические процессы, Тепловые процессы, Массообменные
процессы?
5. Какой критерий относится к критериям диффузионного подобия?
6. Какой критерий относится к критериям теплового подобия?
7. Какие критерии относятся к критериям гидромеханического подобия?
8. Какие теоремы относятся к теоремам подобия?
9. Какие виды моделирования применяются при моделировании процессов
химической технологии?
1. Какие системы называются неоднородными или гетерогенными?
2. Что такое суспензия?
3. Что такое эмульсия?
4. Что такое процесс отстаивания?
5. Что такое процесс фильтрования?
6. Что такое процесс центрифигурирования и сепарирования?
7. Методы разделения неоднородных систем (гидромеханические)?
8. Уравнение для определения скорости осаждения из условий равенства
силы движущей частицу и силы сопротивления среды?
9. Уравнение для определения скорости осаждения при ламинарном режиме
по закону Стокса?
10.
Уравнение кинетики процесса фильтрования?
11.
Эффект разделения неоднородных систем выражается формулой?
12.
Критерий Рейнольдса является мерой соотношения следующих сил,
действующих в потоке?
13. Укажите выражения для расчета скорости осаждения под действием
силы тяжести при ламинарном режиме осаждения.
14. Перечислите параметры, определяющие значение скорости фильтрования
по формуле
vf = dV / Fdτ
1.
Укажите выражение для расчета скорости осаждения под действием
силы тяжести при турбулентном режиме осаждения.
2.
При ламинарном режиме осаждения шарообразных частиц
сопротивление среды обусловлено в основном:
3.
Укажите уравнение для расчета скорости осаждения под действием
силы тяжести при переходном режиме осаждения.
4.
Шарообразные частицы кокса диаметром 0,1 мм и плотностью 2200
кг/м3 осаждаются в воде плотностью 1000 кг/м3. Коэффициент
сопротивления среды равен 10. Укажите выражение, которое соответствует
расчету скорости осаждения под действием силы тяжести:
5.
Укажите формулу по которой определяется площадь поверхности
отстаивания
6.
Скорость при центробежном осаждении для ламинарного режима
7.
Оборудование для отстаивания и осаждения по принципу действия
делятся
8.
По принципу действия отстойники бывают
9.
По принципу действия центрифуги делятся
10.
По способу разделения центрифуги делятся
11.
По конструктивному признаку сепараторы для разделения
неоднородных систем делятся
12.
Производительность центрифуг непрерывного действия
13.
Скорость осаждения увеличивается с …
14.
Скорость осаждения уменьшается с …
15.
Параметр, определяющий значение скорости осаждения
1.
Какой процесс называется фильтрацией?
2.
Движущей силой процесса фильтрации является:
3.
Какие фильтры работают под вакуумом?
4.
Способы разделения суспензии методом фильтрации ?
5.
Виды фильтрации?
6.
Форма кинетического уравнения, описывающего процесс
фильтрования?
7.
Высота слоя осадка определяется
8.
Удельное сопротивление осадка
9.
Скорость фильтрования
10.
Скорость центробежного фильтрования
11.
Константа фильтрования, характеризующая гидравлическое
сопротивление
12.
Оборудование, применяемое для разделения неоднородных систем
методом фильтрования
13.
Какие конструкции фильтров используются в химической
промышленности для разделения суспензий?
14.
Какие конструкции фильтрующих центрифуг используются в
химической промышленности для разделения суспензий?
15.
Производительность фильтров по фильтрату при центробежном
фильтровании
1.
Степень очистки или эффективность аппаратов для очистки газов
2.
Способы очистки газовых потоков
3.
Частицы каких размеров могут быть выделены из газовых потоков под
действием гравитационных сил, какова степень очистки?
4.
От каких факторов зависит степень очистки газа в циклоне?
1. Какое состояние слоя зернистого материала называют псевдоожиженным
2. Проанализируйте зависимость
∆ρ / Но = f (v)
3. Порозностью слоя зернистого материала называется:
4. При каком режиме псевдоожижения достигается наибольшая
эффективность процессов?
5. Какие способы применяются для перемешивания жидких сред?
6. Пневматическое перемешивание осуществляется с помощью
7. Циркуляционное перемешивание осуществляется с помощью
9. Механическое перемешивание осуществляется с помощью
10. Какие мешалки используются для перемешивания жидких сред:
11. Какие мешалки используются для перемешивания пластичных и сыпучих
масс:
12. Потребляемая мешалкой мощность и ее единицы измерения
13. От каких параметров зависит мощность, потребляемая мешалкой
N = ј Vp ; (Н∙м / м3 ∙с)
14. Какой показатель характеризует качество смешивания?
15. К скоростным смесителям относятся:
1. Что такое теплообмен ?
2. Что такое теплопередача ?
3. Что такое теплопроводность?
4. Что такое конвективный теплообмен ?
5. Процесс переноса теплоты от одного теплоносителя к другому через
разделяющую стенку называется:
6. Что является движущей силой тепловых процессов?
7.Основное уравнение теплопередачи
8.Основное уравнение теплоотдачи
9.Уравнение теплопроводности для плоской стенки
10.Уравнение для определения площади поверхности теплообменной
поверхности
11.Уравнение для определения коэффициента теплопередачи
12.Тело называется белым, черным, прозрачным
13.Уравнение для определения средней разности температур
14.Какая поверхность называется изотермической?
15.Основной кинетической характеристикой процесса теплопередачи
является:
1. Какие методы нагревания применяют в химических производствах?
2. Из какого уравнения определяется расход теплоносителя для нагревания?
3. Как определяется расход «глухого» пара?
4. Как определяется расход «острого» пара?
5. К недостаткам обогрева топочными газами относится:
6. Теплообмен между различными теплоносителями происходит при
следующем сочетании тепловых процессов:
7.
Как определить расход теплоты на испарение и ее единицы измерения?
8.
Какой процесс называется испарением?
9.
Какой процесс называется конденсацией?
10. Какой процесс называется охлаждением?
11. Количество теплоты, необходимое для нагрева электрическим током:
1.
Какой из теплоносителей пропускают по трубному пространству
2.
Какой из теплоносителей пропускают по межтрубному пространству
3.
За счет чего достигается интенсификация теплообмена в многоходовых
кожухотрубных теплообменниках
4.
Способы размещения трубок в трубной решетке
5.
Рекуперативные теплообменники
6.
По принципу действия теплообменники делятся на
7.
Какие теплообменники по принципу действия относятся к смесительным
8.
В тепловых расчетах подогревателей определяют:
9.
В конструктивных расчетах трубчатых подогревателей определяют:
10. В гидравлическом расчете подогревателя определяют:
11. Цель поверочного расчета теплообменника
12. К рекуперативным относятся теплообменники
13. К регенеративным относятся теплообменники
14. По тепловому режиму теплообменники различаются
15. Определить коэффициент теплопередачи одноходового теплообменника
для нагревания, при расходе 9 т/ч, 10% этилового спирта от 20 до 45 0С,
водой, протекающей в межтрубном пространстве, которая охлаждается от 80
до 45 0С. Скорость движения спирта в трубах 0,5 м/с; коэффициент
теплоотдачи от воды к стенке 800 Вт/(м2 К); термическое тепловое
загрязнение стенок с обеих сторон 0, 00067 м2 К/Вт; средняя температура
поверхности стенки со стороны спирта 43 0С; коэффициент теплоотдачи от
стенки к спирту 1390 Вт/(м2 К).
1. Выпаривание термически нестойких продуктов целесообразно проводить
под давлением, под вакуумом, при атмосферном давлении?
2. На выпаривание поступает 800 кг/час раствора с начальной
концентрацией 5% вес., конечная концентрация раствора 15% вес. Укажите
выражение, которое соответствует расчету количества выпаренной воды.
3. Многокорпусные выпарные установки по сравнению с однокорпусными
позволяют:
4. Свойства растворов, представляющих особый интерес для расчета,
конструирования и эксплуатации выпарных установок
5. Способы выпаривания
6. Выпарные установки по взаимному направлению движения
теплоносителей делятся на
7. По конструкционным признакам к выпарным аппаратам относятся
8. Аппараты для выпаривания с применением теплового насоса
9. Материальный баланс однократного выпаривания выражается двумя
уравнениями: по всему веществу и по растворенному твердому веществу
10.Расчет пара на выпаривание
11.Тепловой баланс процесса выпаривания
12.При расчетах выпарной установки, в частности площади поверхности
теплопередачи учитывают
13.Полезная разность температур определяется
14.Пленочные аппараты по конструктивному исполнению бывают
1. Какой процесс называют массопередачей
2. Какой процесс называют массоотдачей
3. Движущая сила массообменных процессов
4. Какие процессы относятся к массообменным
5. Что такое адсорбционный процесс
6. Что такое абсорбционный процесс
7. Что такое экстракционный процесс
8. Что такое процесс сушки
9. Что такое процесс перегонки
10. Что такое процесс кристаллизации
11. Что такой процесс ректификации
12. Уравнение рабочей линии массообменных процессов
13. За счет какой диффузии осуществляется перенос вещества внутри
жидких фаз?
14. Формула для определения количества вещества передаваемого из
одной среды в другую за счет молекулярной диффузии?
15. Формула для определения средней движущей силы массообменных
процессов?
1.
Простая перегонка
2.
Уравнение рабочей линии для верхней части ректификационной
колонны?
3.
Уравнение рабочей линии для нижней части ректификационной
колонны?
4.
В результате перегонки или ректификации исходная смесь разделяется
5.
Материальный баланс процесса ректификации
6.
Расход теплоты в ректификационной колонне непрерывного действия
7.
Минимальное флегмовое число
8.
Рабочее флегмовое число
9.
Число каких тарелок рассчитывается в ректификационной колонне
10.
Схемы ректификационных установок
11.
Ректификационная колонна состоит
12.
Рабочая высота ректификационной колонны определяется
13.
В результате перегонки или ректификации исходная смесь разделяется
14.
Колонна делится на рабочие части
1. Уравнение для определения влажности материала
2. Уравнение для определения количества влаги удаляемой при сушке
3. Уравнение для определения удельного расхода воздуха при сушке
4. Уравнение для определения удельного расхода тепла при сушке
5. Что такое сублимационная сушка?
6. Что такое конвективная сушка?
7. Что такое контактная сушка?
8. Что такое радиационная сушка?
9. Что такое диэлектрическая сушка?
10. Какой теплоноситель используется в конвективных сушилках?
11. Материальный баланс процесса сушки по массовому расходу и по
количеству сухого вещества?
12. По способу подвода теплоты к высушиваемому материалу различают
следующие методы сушки
13. На сушку поступает 150 кг/час влажного материала с начальной
влажностью 20% вес. Количество высушенного материала 130 кг/час
с конечной влажностью 8% вес.
Укажите выражение, которое соответствует уравнению материального
баланса по сухому веществу.
7.
Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины
а) основная литература:
1. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии, т.
1,2. -М.: Химия, 2002. (15 экз.)
2. Поникаров И.И., Гайнуллин М.Г. Машины и аппараты химических
производств и нефтегазопереработки: Учебник. Изд. 2-е.-М.: Альфа-М, 2006.608с. (15 экз.)
3. Поникаров И.И., Поникаров С.И., Рачковский С.В. Расчеты машин и
аппаратов химических производств и нефтегазопереработки (примеры и
задачи): Учебное пособие.-М.: Альфа-М,2008.-720с. (12 экз.)
б) дополнительная литература:
1. Касаткин А.Г.
Основные процессы и аппараты химической
технологии. 9-е изд. -М.: Химия, 1973. -750 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу
процессов и аппаратов химической технологии. 10-е изд. -Л.: Химия, 1987. 560с.
3. Основные процессы и аппараты (пособие по проектированию)/ Под.
ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд. -М.: Химия, 1992. -272с.
4. 5. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса. -М.: Химия,
1974. -688с.
6. Коган В.Б. Теоретические основы типовых процессов химической
технологии. -Л.: Химия, 1977. -592 с.
7. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и
нефтехимической технологии, 3-е изд. -М.: Химия, 1987. 496 с.
8. Кафаров В.В. Основы массопередачи, 3-е изд. -М.: Высшая школа,
1979. -439с.
9. Перри Дж. Справочник инженера-химика. Т.1 и 2.-Л.: Химия. 1969.
в) литература для курсового проектирования:
1. Машины и аппараты химических производств: Учебник для вузов
/И.И.Поникаров и др.-М.:, Машиностроение, 1989.-368с.
2. Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи.
Учебное пособие для студентов вузов./И.В.Доманский и др. Под общей ред.
В.Н.Соколова.-Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ние. 1982. -364с.
3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по
проектированию /Г.С.Борисов и др. Под ред.Ю.И.Дытнерского, 2-е изд.,
перераб. и дополн. –М.:Химия,1991.-496с.
4. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу
процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов
/Под ред.чл.-корр. АН СССР П.Г.Романкова. 10-е изд., перераб. и доп. – Л:
Химия, 1987.-576с.
5. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химикотехнологического и природоохранного оборудования: Справ., Т.2. – Калуга:
Изд-во Н.Бочкаревой, 2002. – 1028с.
6. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической
технологии. – Л.:Химия, 1991. – 352с.
7. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета
химической аппаратуры: Справ. 2-е изд.-М.:Машиностроение. 1970.- 762 с.
8. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химикотехнологического и природоохранного оборудования: Справ., Т.1. – Калуга:
изд-во Н.Бочкаревой, 2002.-852 с.
9. Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его
эксплуатация .-М.: Химия, 1984.-328с.
10. Тепловая изоляция /Под ред. Г.Ф.Кузнецова, изд 2-е, перераб. и доп.
– М.: Стройиздат, 1973. - 439 с.
11. Хижняков С.В. Практические расчеты тепловой изоляции (для
промышленного
оборудования
и
трубопроводов).
Изд.3-е.
перераб.-
М.:Энергия, 1976. – 200с.
12. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химикотехнологического и природоохранного оборудования: Справ., Т.3.–Калуга:
Изд-во Н.Бочкаревой, 2002.-968 с.
13. Лунин О.Г., Вельтищев В.Н. Теплообменные аппараты пищевых
производств.-М.: Агропромиздат, 1987.-239с.
14. Поникаров И.И., Гайнуллин М.Г. Машины и аппараты химических
производств и нефтегазопереработки: Учебник. Изд. 2-е.-М.: Альфа-М, 2006.608с.
15. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки:
Справочник / Рабинович Г.Г. и др.; Под ред. Е.Н.Судакова.-3-е изд.-М.:
Химия, 1979. – 568с.
16. Поникаров И.И., Поникаров С.И., Рачковский С.В. Расчеты машин и
аппаратов химических производств и нефтегазопереработки (примеры и
задачи): Учебное пособие.-М.: Альфа-М,2008.-720с.
17. Романков П.Г. и др. Методы расчета процессов и аппаратов
химической технологии (примеры и задачи): Учебное пособие. – СПб:
Химия, 1993. – 496 с.
18. Печенегов Ю.Я. Расчет теплотехнических свойств газовых и жидких
теплоносителей. -Саратов: Сарат. политехн. ин-т, 1982. – 84с.
19.
Маньковский
О.Н.,
Толчинский
А.Р.,
Александров
М.В.
Теплообменная аппаратура химических производств.-Л.:Химия, 1976.-368с.
20. Справочник химика, -М.- Л.: Химия, 1962 -Т.1; 1971-Т.2; 1965.-Т.3.
21. Пери Дж.Г. Справочник инженера-химика. Перев. с 4-го изд.-Л.:
Химия, 1969 – Т.1; Т.2.
22. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и
жидкостей. 2-е изд. –М.:Наука, 1972. -720с.
23. Бретшнайдер Ст. Свойства газов и жидкостей. Инженерные методы
расчета. – Перев. с польского. – М.-Л.: Химия. 1971. – 535 с.
24. Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. – Перев. с 2-го
англ.изд. –Л.: Химия, 1971. – 704с.
25. Краткий справочник физико-химических величин /К.П.Мищенко,
А.А.Рендель. – 7-е изд. – Л.: Химия. 1974.
26. Столяров С.А., Орлова В.Г. Расчет физико-химических свойств
жидкостей. Справ. – Л.:Химия 1976. -112с.
27. Викторов М,М. Методы вычисления физико-химических величин и
прикладные расчеты. – Л.: 1977. – 360с.
28. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между
жидкостью и паром. – М.: Наука, 1966. – 900с.
29. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты
химической технологии.- М.: Химия, 1968. – 848 с.
30. Справочник химика. – Т.5 .–М.- Л.: Химия, 1968.
31. Чернобыльский И.И., Бондарь А.Г., Гаевский Б.А. и др. Машины и
аппараты химических производств. –М.:Машиностроение, 1975. – 456с.
32.
Бабицкий
И.Ф.,
Вихман
Г.Л.,
Вольфсон
С.И.
Расчет
и
конструирование аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов /Под ред.
Г.Л.Вихмана.-М.: Недра, 1965. – 904с.
33. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального
назначения: Каталог. -М.: ЦИНТИ Химнефтемаш, 1991. –106с.
г) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. http://www.fptl.ru/Chem block.html – учебно-методические материалы по
химии и техно-химическим расчетам;
2. http://chemistry-chemists.com/Uchebniki.html – учебники, практикумы и
справочники;
3. http://www.xumuk.ru/;
4. http://www.nehudlit.ru/books/subcat281.html .
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
1. Учебная аудитория для чтения лекций. Оборудована мультимедиа
техникой.
2. Компьютерный класс, оснащенный программным обеспечением:
интернет – браузер; Microsoft Office; ISIS Draw; выходом в Интернет.
3.
Учебная
лаборатория
«Процессы
и
аппараты
химической
технологии» с лабораторными стендами:
-
Исследование процесса теплообмена при естественной конвекции;
- Определение коэффициента массопередачи процесса абсорбции;
- Исследование уравнения Бернулли;
- Определение режимов движения жидкости;
- Определение местных гидравлических сопротивлений ;
- Определение гидравлических сопротивлений трения;
- Истечение жидкости через отверстия и насадки;
- Определение расхода жидкости при истечении;
- Изучение гидравлики взвешенного слоя;
- Определение характеристик шестеренного насоса;
- Определение коэффициента теплопередачи в теплообменнике типа
«труба в трубе»;
- Ректификационная колонна;
- Абсорбционная колонна;
- Испытание центробежного насоса.
В лаборатории имеются макеты:
барабанная сушилка; абсорбер с механическим приводом; выпарной аппарат
(2 шт.); вакуумная колонна; колонна, снабженная тарелками с капсульными
колпачками;колонна снабженная тарелками с туннельными колпачками;
центробежный насос; вихревой насос 2,5 ВС-3А;
шестеренный насос;
поршневой насос БКФ-2; плунжерный насос; центробежный вентилятор;
вентиль; кран; задвижка.
В лаборатории имеется пять баннеров по курсовому проектированию, по
теплообменному и массообменному оборудованию.
Имеются следующие плакаты:
сжатие газов в компрессоре; абсорбционные аппараты; аппараты для
перегонки и ректификации; аппараты для фильтрования жидкостей;
выпарные аппараты; компрессоры и вентиляторы; очистка газов; поршневые
насосы и насосы других типов; виды теплообмена; рекуперативные
теплообменные аппараты; теплообмен при поперечном обтекании одиночной
трубы и пучков труб; теплообмен при конденсации; пленочная конденсация;
теплообменники с трубчатой поверхностью; теплообменники с листовыми
поверхностями;
конвективный перенос тепла;
установки
химической
промышленности; установки для сушки материалов; химический реактор;
холодильные
установки;
центрифуги
и
сепараторы;
экстракторы;
центробежные насосы.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с
учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению
210100
«Химическая технология».
.
Авторы: профессор, д.т.н. Печенегов Ю.Я., доцент, к.т.н. Лобанов И.А.
Программа одобрена на заседании
кафедры химической технологии
нефти и газа от 18 марта 2011 года, протокол № 18.
Подписи:
Зав. кафедрой
д.х.н., профессор
Кузьмина Р.И.
Директор Института химии
д.х.н., профессор
Федотова О.В.