Geum.ru

Методические указания и контрольные задания для студентов -заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 240404

Вид материалаМетодические указания

Содержание


41-50. Задачи
51-60. Задачи
Вопросы для контрольной работы № 3
Подобный материал:
1   2   3   4   5

41-50. Задачи

Определить тепловую нагрузку Q [Вт] и площадь поверхности теплообмена F [м2] для нагрева G [кг/с] жидкости от температуры t1 [0С] с помощью горячей жидкости, температура которой изменяется от Т1 до Т2. Коэффициент теплопередачи К [Вт/(м2К)]. Движение теплоносителей – противоточное.





41
42
43
44
45
46
47
48
49
50

Среда

Нефть



Бензин
Мазут



G
1,6
1,75
1,9
1,4
1,5
2,0
1,8
1,9
2,1
1,6

t1
16
19
20
18
16
20
17
19
18
20

T1
120
100
110

T2
25
30
32
27
29
31
35
33
30
36

К
325
375
350
380
400
450
490
320
290
340

t2
80
50
60


51-60. Задачи


Определить общую потерю теплоты Qп Вт в окружающую среду путём конвекции и лучеиспускания поверхностью цилиндрического аппарата диаметром Д м, высотой Н м, если температура стенки аппарата tст 0С, температура окружающего воздуха tв 0С.
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60

Д
0,8
0,9
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
1,4
1,6

Н
4
4,0
5,0
5,5
5,8
6,0
7,0
6,5
5,0
5,5

tст
60
59
65
70
58
65
68
70
60
67

td
20
18
21
20
22
20
18
20
21
25


ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 3

  1. Какие процессы называются массообменными? Назначение массообменных процессов. Приведите примеры.
  2. Что является средней движущей силой процесса массопередачи? Напишите уравнение и объясните его.
  3. Какая концентрация называется массовой? Выразите состав смеси в массовых концентрациях.

N
gi,кг/ч
xi

1
5000



2
2000



3
3200



4
7000





  1. Какая концентрация называется мольной. Выразите состав смеси в мольных концентрациях.

N
gi, кг/ч
Мi

1
320
100

2
500
120

3
800
150

4
1000
160



  1. Какая концентрация называется объемной? Выразите состав смеси в объемных концентрациях.

N
gi,кг/ч
i, кг/м3

1
900
800

2
1100
830

3
1500
840

4
2000
850



  1. Выведите уравнение, выражающее связь между мольной и массовой концентрациями.
  2. Выведите уравнение для расчета средней молекулярной массы через мольные концентрации. Найдите среднюю молекулярную массу смеси по следующим данным:

N
Xi
Mi



1
0,3264
100



2
0,2121
110



3
0,3477
120



4
0,1138
130






1,0000







  1. Выведите уравнение для определения средней молекулярной массы через массовые концентрации. Найдите молекулярную массу смеси по следующим данным:

N
Xi
Mi



1
0,3080
100



2
0,1875
110



3
0,3120
120



4
0,1925
130






1,000







  1. Принцип составления материальных балансов массообменных процессов. Уравнение оперативной или рабочей линии.
  2. Молекулярная диффузия. Определение. Закон Фика. Коэффициент диффузии, его физический смысл, размерность.
  3. Конвективная диффузия. Определение. Коэффициент массоотдачи. Размерность. Физический смысл.
  4. Уравнение массопередачи. Коэффициент массопередачи. Размерность. Физический смысл. Выражение коэффициента массопередачи через коэффициенты массоотдачи.
  5. Расчеты процессов массопередачи методом единиц переноса. Что называется единицей переноса? Что называется высотой, эквивалентной одной единице переноса?
  6. Основные определения теории термодинамического равновесия: система, фаза, компонент. Правило фаз Гиббса. Найдите число степеней свободы для системы, состоящей из 3-х компонентов в паровой и жидкой фазах.
  7. Закон Дальтона, закон Рауля. Напишите математическое выражение, дайте определение, объяснение.
  8. Объединенный закон Рауля-Дальтона. Константа фазового равновесия. Физический смысл ее. Найдите константу фазового равновесия бензиновой фракции, выкипающей в пределах 140-2000С при температуре t=3000С и давлении =0,3 МПа.
  9. Равновесное состояние бинарной системы. Выведите уравнение состава жидкой и паровой фаз в состоянии равновесия. Найдите содержание бензола в смеси с толуолом при температуре 700С и при давлении =0,1МПа.
  10. Графическая зависимость между составом паровой и жидкой фаз в состоянии равновесия для бинарной системы. Кривая равновесия. Изобарные кривые.
  11. Аналитическая зависимость между составом паровой и жидкой фаз в состоянии равновесия для бинарной смеси. Коэффициент обогащения или коэффициент относительной летучести.
  12. Покажите графическую зависимость давления паров смеси от ее состава в состоянии равновесия для бинарной системы.
  13. Однократное испарение и однократная конденсация бинарных систем. Вывести уравнение для определения доли испарения и доли конденсации.
  14. Однократное испарение сложных смесей. Нахождение мольной доли отгона сложной смеси при данных температуре и давлении. Пересчет мольной доли отгона в массовую.
  15. Как определяется температура начала однократного испарения?
  16. Как определяется температура конца однократного испарения?
  17. Приближенный метод построения кривых однократного испарения сложных смесей по методу Обрядчикова-Смидовича.
  18. Назначение водяного пара при перегонке. Выведите уравнение для определения расхода водяного пара и уравнение для определения парциального давления углеводородных паров в смеси с водяным паром
  19. Сущность процесса ректификации. Работа тарелки. Условия ректификации.
  20. Выведите и объясните уравнение материального баланса всей колонны, разделяющей бинарную смесь.
  21. Способы создания орошения. Нарисовать схемы. Написать уравнения для определения количества тепла, снимаемого орошением.
  22. Какие существуют способы подвода тепла в нижнюю часть колонны? Изобразите схематично. Напишите уравнение для подсчета количества тепла.
  23. Опишите и нарисуйте устройство желобчатой тарелки. Достоинства и недостатки этой конструкции.
  24. Описать и нарисовать устройство тарелки с S–образными элементами. Достоинства и недостатки.
  25. Описать и дать эскиз ситчатой тарелки. Достоинства и недостатки.
  26. Описать устройство, привести эскиз клапанной тарелки. Достоинства и недостатки.
  27. Опишите устройство и нарисуйте эскиз колпачковой тарелки. Объясните, когда применяются многосливные тарелки.
  28. Графическое определение числа теоретических тарелок в колонне, разделяющей бинарную смесь.
  29. Расчет диаметра ректификационной колонны.
  30. Расчет высоты ректификационной колонны.
  31. Разделение смесей в простых и в сложных колоннах. Приведите схемы разделения.
  32. Гидравлический расчет тарелки.
  33. Сущность процесса абсорбции. Закон Генри. Его применение в процессе абсорбции.
  34. Материальный баланс абсорбции. По какому уравнению строится оперативная линия абсорбции.
  35. Факторы, влияющие на процесс абсорбции. Тепловой баланс абсорбции.
  36. Десорбция. Назначение, сущность процесса. Основные факторы процесса.
  37. Адсорбция. Назначение. Физические основы адсорбции. Изотерма адсорбции. Факторы процесса.
  38. Применение адсорбции в нефтепереработке. Методы проведения процесса адсорбции.
  39. Применение процесса экстракции в нефтепереработке. Способы экстрагирования.
  40. Экстракция. Назначение. Сущность. Закон распределения. Факторы процесса.
  41. Как классифицируются химические реакции? Как классифицируются химические процессы? Приведите примеры.
  42. Как определить потребный реакторный объем, если время реагирования поддается определению? Написать уравнение, объяснить.
  43. Влияние температуры на скорость химической реакции. Температурный коэффициент реакции, его зависимость от температуры.
  44. Режимы гетерогенных химических реакций.
  45. Что называется объемной, массовой скоростью? Связь между ними.
  46. Как определить необходимый реакционный объем реактора при помощи объемной или массовой скоростей?
  47. Какие химические процессы относятся к сменно-циклическим? Их особенности.
  48. Нарисуйте эскиз и объясните устройство реактора установки каталитического крекинга с пылевидным катализатором.
  49. Какие существуют промышленные системы каталитического крекинга в кипящем слое? Приведите схемы, объясните.
  50. Ос
  51. обенности непрерывных химических процессов.
  52. Нарисуйте эскизы и объясните устройство реакторов алкилирования.
  53. Нарисуйте эскиз и опишите устройство реакторов риформинга.

61-70. Задачи

Определить теоретическое и действительное число тарелок в ректификационной колонне непрерывного действия для разделения бинарной (двойной) смеси. Содержание низкокипящего компонента в смеси ХF [мол.дол.], в дистилляте Хр [мол.дол.], в кубовом остатке Хw [мол.дол.]. Коэффициент избытка флегмы - , к.п.д. тарелки - . Давление в колонне атмосферное. Для построения равновесной кривой на диаграмме «х-у» воспользоваться данными [3].
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70

Состав смеси
Ацетон-бензол
Метиловый спирт-вода
Метиловый спирт-этило-вый спирт
Бензол-толуол

ХF
0,43
0,49
0,40
0,40
0,35
0,42
0,50
0,48
0,42
0,44

Хp
0,95
0,90
0,92
0,90
0,95
0,94
0,95
0,94
0,95
0,96

Хw
0,04
0,06
0,06
0,04
0,05
0,06
0,10
0,12
0,05
0,06



2,0
1,9
1,5
1,8
1,9
2,0
2,0
1,9
2,0
2,1



0,55
0,70
0,60
0,65
0,60
0,70
0,60
0,65
0,60
0,65