Утверждаю
| Вид материала | Рабочая программа |
- Утверждаю утверждаю, 21.26kb.
- «утверждаю» «утверждаю», 262.03kb.
- Утверждаю утверждаю, 393.06kb.
- «Утверждаю» «Утверждаю» Председатель Совета доу заведующий мдоу №25, 113.74kb.
- Кикбоксинг против наркомании и детской преступности «Утверждаю» «Утверждаю», 78.29kb.
- Утверждаю: утверждаю, 156.74kb.
- «утверждаю» «утверждаю» Председатель республиканского Директор маоудод «цдтт №5» совета, 42.86kb.
- Утверждаю» «Утверждаю», 163.81kb.
- «Динамо», 49.89kb.
- Утверждаю: утверждаю: Председатель Глава администрация оо «Гомельский рыболовный клуб», 78.23kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО «Кемеровский Государственный Университет»
Химический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Декан химического факультета
_______________Денисов В.Я.
«____»_______________2010 г.
Рабочая программа дисциплины
Химическая технология
Направление подготовки
020100 Химия, Б.3.Б.8
Квалификация (степень) выпускника
бакалавр
Форма обучения
очная
Кемерово 2010
1. Актуальность и цели освоения дисциплины
Основная цель дисциплины «Химическая технология» - сформировать основы технологического мышления, раскрыть взаимосвязи между развитием химической науки и химической технологии, подготовить обучающихся к активной творческой работе по модернизации и созданию перспективных процессов, материалов и технологических схем. Курс химической технологии должен обеспечить понимание выпускником университета многоуровневого и многокритериального характера задач создания новых технологий, предоставить ему знания и навыки, необходимые для грамотного отыскания точек приложения новых научных результатов, а также экспертизы технологических решений на основе универсальных критериев, вытекающих из фундаментальных законов природы.
Задачи изучения дисциплины включают знакомство с теоретическими основами химической технологии и типовыми процессами по трем основным направлениям: гидромеханические, тепловые и массообменные.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Химическая технология» замыкает в университетском образовании базовую подготовку студентов по химическим дисциплинам и относится к обязательной части учебного цикла дисциплин направления. Важной особенностью курса является активное использование и углубление тех знаний, которые студенты приобретают при изучении предшествующих курсов, включая многие разделы математики, физики, химической термодинамики, химической кинетики и катализа, химии неорганических и органических соединений.
3. Компетенции обучающегося,
формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины «Кристаллохимия» обучающийся должен:
1. Знать основные законы, на которых строится эта наука, методологию, используемую в химической технологии, теорию основных гидромеханических, тепловых и массообменных процессов (ОК-6, ПК-2).
2. Уметь применять эти законы для выявления сущности конкретных химико-технологических процессов, наиболее важных стадий, определяющих течение процессов, расчета важнейших параметров процессов (ОК-6, ПК-2, ПК-5).
3. Владеть методами расчетов по определению и установлению наиболее важных технологических параметров по основным гидромеханическим, тепловым и массообменным процессам в самых разнообразных условиях их проведения (ПК-2, ПК-5, ПК-9).
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины «Химическая технология» составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.
4.1. Объём дисциплины и виды учебной работы (в часах)
4.1.1. Объём и виды учебной работы (в часах) по дисциплине в целом
| Вид учебной работы | Всего часов |
| Общая трудоемкость базового модуля дисциплины | 72 |
| Аудиторные занятия (всего) | 36 |
| В том числе: | |
| Лекции | 18 |
| Лабораторные работы | 18 |
| Самостоятельная работа | 36 |
| В том числе: | |
| Проработка лекционного материала и литературы при подготовке к коллоквиуму и экзамену | 18 |
| Написание рефератов | 8 |
| Подготовка и выполнение индивидуальных контрольных заданий | 4 |
| Расчеты по лабораторным работам и их защита | 6 |
| Вид промежуточного контроля | коллоквиум |
| Вид итогового контроля | экзамен |
4.1.2. Разделы базового обязательного модуля дисциплины
и трудоемкость по видам занятий (в часах)
| № | Раздел Дисциплины | Семестр | № недели | Общ. трудоёмк. | Виды учебн. работы, включая самостоят. работу студентов и трудоемкость | Формы текущего контроля успеваемости. Форма промежуточной аттестации | |||
| Учебная работа | В.т.ч. акти-вных форм | Смст. работа | |||||||
| | | | | Всего | лекции | практ. | |||
| 1 | Теоретическая база и методология химической технологии | 6 | 1-4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 8 | контрольная работа (10) |
| 2 | Гидромеханические процессы и аппрараты | 6 | 5-10 | 6 | 6 | 6 | 4 | 12 | защита рефератов (12) |
| 3 | Тепловые процессы и аппараты | 6 | 11-14 | 4 | 4 | 4 | 4 | 8 | защита лаб. работ (6, 10, 14) |
| 4 | Массообменные процессы и аппараты | 6 | 15-18 | 4 | 4 | 4 | 4 | 8 | коллоквиум (18) |
4.2. Содержание дисциплины
Содержание разделов базового обязательного модуля дисциплины
| № | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела дисциплины | Результат обучения, формируемые компетенции |
| 1 | Теоретическая база и методология химической технологии | Понятие химической технологии. Учение о процессах и аппаратах – ядро курса химической технологии. Основные задачи науки о процессах и аппаратах: улучшение действующих производств, проектирование новых производств, проектирование новых аппаратов, научно-исследовательские работы. Классификация основных производственных процессов: по содержанию, по изменению параметров во времени, по организации. Законы сохранения основных субстанций в химической технологии: массы, энергии, импульса. Законы равновесия. Основные задачи, решаемые при помощи законов равновесия. Условия термодинамического равновесия. Правило фаз Гиббса. Механическое и тепловое равновесие. Равновесие в массообменных процессах, химический потенциал. Вывод теоретических линий равновесия на примере законов Генри и Рауля. Законы переноса. Потенциалы переноса, градиенты потенциалов переноса. Общий вид уравнений переноса субстанций. Общность коэффициентов в уравнениях переноса. Законы Фика, Фурье, Ньютона (вязкого трения). Теория подобия и моделирование. Сущность методов математического моделирования. Моделирование на копиях, моделях аппаратов и их частей – физическое моделирование. Симплексы, инварианты подобия. Моделирование с использованием обобщенных координат, основные критерии подобия в гидромеханических процессах: Рейнольдса, Фруда, Эйлера, гомохронности. Критериальные уравнения. | ОК-6 ПК-2 Знать общие теоретические основы химической технологии и методологию, базирующуюся на теории моделирования. Уметь применять эти законы для определения типа процесса, режима его течения. Владеть методикой расчета основных технологических параметров. |
| 2 | Гидромеханические процессы и аппрараты | Гидромеханика, основные понятия и задачи. Внутренняя и внешняя гидромеханика. Эквивалентный (эффективный) диаметр сечения канала, трубопровода; эквивалентный диаметр тела, частицы. Уравнение неразрывности потока – частный случай закона сохранения массы. Основное уравнение гидродинамики: система уравнений Эйлера, уравнения Навье-Стокса. Гидростатика. Основное уравнение гидростатики (закон Паскаля) и его практическое применение: расчет давления на дно и стенки резервуара, измерение количества жидкости в резервуарах, измерение давления в резервуарах. Уравнение Бернулли и его применение. Истечение жидкости из отверстий резервуаров. Гидравлические методы измерения расхода жидкостей и газов. Гидравлическое сопротивление трубопроводов и аппаратов. Уравнение Пуазейля, уравнение Дарси. Потери давления при перекачивании жидкостей и газов. Расчет диаметра трубопроводов аппаратов. Принципы расчета мощности насосов. Задача обтекания жидкостью твердых тел, основные критерии подобия: Рейнольдса, Эйлера, Архимеда, Лященко. Основные режимы обтекания. Законы трения и осаждения Стокса. Обобщенный подход к решению задачи обтекания для всех режимов. Основные типы неоднородных систем: суспензии, эмульсии, пены, пыль, дым. Понятие о методах разделения. Осаждение и отстаивание. Основные типы отстойников непрерывного и периодического действия. Примеры расчета отстойников. Центрифугирование. Основные принципы, назначение. Центробежное ускорение. Фактор разделения. Особенности расчета времени процесса, расчет давления на стенки центрифуги. Основные конструкции центрифуг, сепараторов, циклонов. Движение жидкостей и газов через пористые слои. Сопротивление пористого слоя. Коэффициент трения. Модифицированный критерий Рейнольдса. Гидродинамика псевдоожиженных слоев. Процесс фильтрования. Движущие силы. Сопротивление осадка, фильтра. Удельное сопротивление. Физический смысл величин сопротивления (осадка и фильтра). Основное уравнение фильтрования. Основные способы определения констант фильтрования. Промышленные фильтровальные аппараты непрерывного и периодического действия. | ОК-6 ПК-2 ПК-3 ПК-5 ПК-8 Знать основные законы гидромеханики, классификацию гидромеханических процессов. Уметь выбирать область действия гидромеханических законов и заономерностей и пименять их в конкретной задаче, уметь выбирать тип оборудования. Владеть основными методами расчета гидравлического сопротивления, скоростей процессов, времени течения и условий проведения. |
| 3 | Тепловые процессы и аппараты | Основные понятия и положения. Виды теплоты, теплоемкость. Основные способы передачи теплоты: теплопроводность, конвекция, тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Теплоносители и их характеристики. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи, физический смысл коэффициента. Движущая сила, средний температурный напор. Теплопроводность. Закон Фурье. Удельная теплопроводность, физический смысл коэффициента теплопроводности. Сравнительная теплопроводность металлов, других твердых тел, жидкостей и газов. Термическое сопротивление. Уравнение теплопроводности плоской стенки. Теплопроводность многослойной стенки. Уравнение теплопроводности цилиндрической стенки. Конвективная теплопередача. Уравнение теплоотдачи, закон охлаждения Ньютона. Коэффициент теплоотдачи, его физический смысл. Основные критерии подобия тепловых процессов: Нуссельта, Грасгофа, Пекле. Примеры критериальных уравнений теплоотдачи. Теплопередача при постоянных температурах теплоносителей. Уравнение аддитивности термических сопротивлений. Примеры технологических процессов с постоянной температурой теплоносителей. Теплопередача при переменных температурах теплоносителей. Прямоток и противоток. Средняя движущая сила процесса, средний температурный напор. Выбор взаимного направления течения теплоносителей. Определение температуры стенки. Промышленные способы подвода и отвода тепла. Основные источники тепла в промышленности, их сравнительная характеристика. Основные охладители в промышленности, их сравнительная характеристика. Конструкции основных теплообменников. Основные типы теплообменников: поверхностные, смесительные, регенеративные. | ПК-3 ПК-5 ПК-8 Знать основные законы теплотехники, основные схемы теплообмена, основные типы теплообменников, источники тепла и хладоагенты. Уметь определять режим работы теплообменника, выбирать подходящую аппаратуру. Владеть методами расчета тепловых потоков, коэффициентов тепл-оттдачи и теплопередачи, параметров проведения теплообмена. |
| 4 | Массообменные процессы и аппараты | Классификация массообменных процессов. Наиболее распространенные массообменные процессы: абсорбция, перегонка и ректификация, экстракция, адсорбция, ионный обмен, сушка, растворение и экстрагирование, кристаллизация, мембранные процессы. Аналогии и различия в сравнении процессов массо- и теплообмена. Особенности концентрационного равновесия в массообменных процессах, определение направления процесса массопереноса. Основы массопередачи. Основные правила и законы массопередачи. Коэффициенты массопередачи, их физический смысл, размерность; движущие силы массопередачи. Основы процесса массоотдачи. Коэффициент массоотдачи, его физический смысл, размерность. Основной закон массоотдачи. Основные критерии массообменных процессов: диффузионный критерий Нуссельта (критерий Шервуда), диффузионный критерий Прандтля, диффузионный критерий Пекле. Массопередача и фазовые сопротивления. Уравнение аддитивности фазовых сопротивлений. Особенности определения средней движущей силы массообменных процессов. Перегонка жидкостей. Характеристика систем жидкость-жидкость. Специальные виды перегонки: выпарка, простая перегонка (двойная, тройная), перегонка с водяным паром. Особенности перегонки в системах с азеотропной точкой, влияние температуры на относительную летучесть компонентов. Понятие о теоретических ступенях разделения (теоретических тарелках). Ректификация. Материальный и тепловой баланс процесса ректификации. Конструкции ректификационных аппаратов. Основы расчета ректификационной колонны. Регулирование процесса ректификации. Абсорбция. Материальный и тепловой баланс. Коэффициенты массопередачи при абсорбции. Устройство и расчет абсорберов. | ПК-3 ПК-5 ПК-8 Знать законы массообмена, классификацию массообменных процессов, основные типы массообменных установок. Уметь применять законы массообмена для определения условий проведения процессов и прогнозирования результата. Владеть методами расчета коэффициентов массопередачи, материального баланса процесса, расчета числа теоретических тарелок массообменной колонны. |
4.3. Лабораторный практикум
| № | Наименование работы | Цель работы | Основные задачи |
| 1 | Исследование процесса псевдоожижения, и определение характеристик пористого слоя (6часов). | Знакомство с технологиями пористого слоя, определения основных характеристик слоя. | Измерить гидравлическое сопротивление слоя, критические скорости и сравнит их с расчетными, оценить размеры гранул. |
| 2 | Исследование процесса теплопередачи на примере теплообменника «труба в трубе» (6 час). | Знакомство с процессами теплообмена, расчет практического и теоретического коэффициентов теплопередачи. | Произвести материальный и тепловой балансы теплообменника, вычислить коэффициенты теплоотдачи, теплопередачи, сравнить с экспериментальными. |
| 3 | Испытание ректификационной колонны | Знакомство с ректификационным процессом | Определить состав разделяемой смеси, вывести колонну на рабочий режим, определить состав дистиллята и кубового остатка, определить число теоретических ступеней разделения. |
5. Образовательные технологии
При реализации программы дисциплины «Химическая технология» используются различные образовательные технологии. Во время аудиторных занятий занятия проводятся в форме лекций (18 час) и лабораторного практикума (18 час). Самостоятельная работа обучающихся подразумевает под собой проработку лекционного материала с использованием рекомендуемой литературы для подготовки к коллоквиуму по тепловым и массообменным процессам и экзамену (18 час); подготовку к контрольной работе по основным теоретическим вопросам и гидромеханике (6); подготовку к лабораторным работам и их защите (12).
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Контроль знаний студента осуществляется проведением контрольной работы, защиты лабораторных работ и рефератов, проведением коллоквиума и экзамена по окончании курса.
6.1. Тематика задач для контрольной работы
Субстанциональные поток и плотность потока.
Закон неразрывности потока.
Основной закон гидродинамики, уравнение Бернулли.
Основные режимы течения в прямых трубах.
Режимы обтекания частиц.
Режим движения по каналам и порам.
Сопротивление трубопровода при ламинарном течнии, уравнение Гагена-Пуазейля.
Сопротивление трубопровода при турбулентном режиме, обобщенное уравнение Дарси.
Законы Стокса.
Скорость осаждения в стоксовой области и при турбулентном режиме.
Осаждение в поле центробежных сил.
Гидромеханика пористых слоев.
Критические скорости в технологии псевдоожижения.
Уравнение фильтрования.
Скорость фильтрования.
6.2. Вопросы к коллоквиуму
тепловые и массообменные процессы
Основные способы передачи теплоты: теплопроводность, конвекция, тепловое излучение.
Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи, физический смысл коэффициента.
Теплопроводность. Закон Фурье. Удельная теплопроводность, физический смысл коэффициента теплопроводности.
Термическое сопротивление. Уравнение теплопроводности плоской стенки.
Теплопроводность многослойной стенки.
Уравнение теплопроводности цилиндрической стенки.
Конвективная теплопередача. Уравнение теплоотдачи, закон охлаждения Ньютона. Коэффициент теплоотдачи, его физический смысл.
Основные критерии подобия тепловых процессов: Нуссельта, Грасгофа, Пекле. Примеры критериальных уравнений теплоотдачи.
Теплопередача при постоянных температурах теплоносителей. Уравнение аддитивности термических сопротивлений.
Теплопередача при переменных температурах теплоносителей. Прямоток и противоток. Средняя движущая сила процесса, средний температурный напор.
Промышленные способы подвода и отвода тепла. Основные источники тепла в промышленности, их сравнительная характеристика.
Основные охладители в промышленности, их сравнительная характеристика.
Конструкции основных теплообменников. Основные типы теплообменников: поверхностные, смесительные, регенеративные.
Основные правила и законы массопередачи. Коэффициенты массопередачи, их физический смысл, размерность; движущие силы массопередачи.
Коэффициент массоотдачи, его физический смысл, размерность. Основной закон массоотдачи.
Основные критерии массообменных процессов: диффузионный критерий Нуссельта (критерий Шервуда), диффузионный критерий Прандтля, диффузионный критерий Пекле.
Массопередача и фазовые сопротивления. Уравнение аддитивности фазовых сопротивлений.
Перегонка жидкостей. Характеристика систем жидкость-жидкость.
Специальные виды перегонки: выпарка, простая перегонка (двойная, тройная), перегонка с водяным паром.
Понятие о теоретических ступенях разделения (теоретических тарелках).
Ректификация. Материальный и тепловой баланс процесса ректификации.
6.3. Вопросы к защите лабораторных работ
Основной закон гидродинамики, уравнение Бернулли.
Основные режимы течения в прямых трубах.
Режимы обтекания частиц, режим движения по каналам и порам.
Сопротивление трубопровода при ламинарном течнии, уравнение Гагена-Пуазейля.
Сопротивление трубопровода при турбулентном режиме, обобщенное уравнение Дарси.
Законы Стокса.
Скорость осаждения в стоксовой области и при турбулентном режиме.
Критические скорости в технологии псевдоожижения.
Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи, физический смысл коэффициента.
Удельная теплопроводность, физический смысл коэффициента теплопроводности.
Термическое сопротивление. Уравнение теплопроводности плоской стенки.
Теплопроводность многослойной стенки.
Коэффициент теплоотдачи, его физический смысл.
Теплопередача при постоянных температурах теплоносителей. Уравнение аддитивности термических сопротивлений.
Средняя движущая сила процесса, средний температурный напор.
Конструкции основных теплообменников. Основные типы теплообменников: поверхностные, смесительные, регенеративные.
Коэффициенты массопередачи, их физический смысл, размерность; движущие силы массопередачи.
Коэффициент массоотдачи, его физический смысл, размерность. Основной закон массоотдачи.
Основные критерии массообменных процессов: диффузионный критерий Нуссельта (критерий Шервуда), диффузионный критерий Прандтля, диффузионный критерий Пекле.
Перегонка жидкостей. Характеристика систем жидкость-жидкость.
Специальные виды перегонки: выпарка, простая перегонка (двойная, тройная), перегонка с водяным паром.
Понятие о теоретических ступенях разделения (теоретических тарелках).
Ректификация. Материальный и тепловой баланс процесса ректификации.
6.4. Темы рефератов
Основные задачи гидромеханики.
Обзор гидромеханических процессов.
Методы разделения неоднородных систем.
Промышленные фильтровальные установки.
Устройство и расчет отстойников.
Основные теплообменные аппараты.
Общность процессов переноса в химической технологии.
Принципы устройства расходомеров и основные конструкции.
Осаждение сгущенных суспензий.
Принципы определения констант и параметров фильтрования.
Фильтрование при постоянном и переменном давлении.
Обзор источников тепла в промышленности.
Обзор охладителей и охлаждающих установок.
Теоретическое построение линий равновесия для систем пар-жтдкость..
Основные виды перегонки в промышленности.
Применение ректификации в промышленности.
Схема получения серной кислоты.
Технология производства соляной кислоты.
Производство аммиака.
Получение азотной кислоты в промышленности.
Технология получения бензола из каменного угля.
Спиртовое производство.
Синтез полимерных волокон.
6.5. Типовые вопросы к экзамену
Теоретические основы химической технологии, общий обзор.
Законы сохранения в химической технологии. Виды материального баланса. Получение уравнений рабочих линий на основе материального баланса.
Законы равновесия в химической технологии. Значение законов равновесия. Особенности концентрационного равновесия. Теоретический вывод линий равновесия.
Общие закономерности процессов переноса. Потенциалы переноса, коэффициенты в уравнениях переноса. Значение законов переноса в технологии.
Теория подобия и моделирование. Виды моделирования. Основные критерии подобия в гидродинамике. Метод обобщенных координат.
Гидродинамика, основные задачи. Гидромеханические процессы, общий обзор.
Уравнение неразрывности потока, вывод и значение.
Основное уравнение гидродинамики, вывод и значение.
Основы гидростатики. Применение основного закона гидростатики.
Уравнение Бернулли. Смысл двух его форм. Применение в химической технологии.
Принципы измерения расхода гидравлическими методами. Основные устройства для измерения расхода.
Уравнение Гагена-Пуазейля. Область применения. Доказательство параболичности распределения скоростей в ламинарном потоке. Соотношение между средней и максимальной скоростями.
Сопротивление движению в трубах. Уравнение Дарси. Зависимость коэффициента трения и сопротивления от скорости. Расчет трубопроводов.
Внешняя гидродинамика. Задача обтекания твердых тел жидкостью. Основные критерии подобия. Эмпирические закономерности.
Сопротивление движению в вязкой среде. Законы Стокса. Обобщенное уравнение осаждения в критериальной форме. Уравнение Тодеса.
Неоднородные системы, характеристика, основные способы разделения. Учет сгущения суспензии при отстаивании.
Основные типы отстойников. Пример расчета для отстойника.
Центрифугирование. Фактор разделения. Расчет давления на стенки центрифуги. Принципы расчета времени центрифугирования. Сепараторы, циклоны.
Теория взвешенного слоя. Применение в промышленности. Выражение критерия Рейнольдса через размеры частиц и скорость среды в свободном сечении аппарата. Модифицированный критерий Рейнольдса.
Процесс фильтрования, основные уравнения. Практическое определение констант уравнения и удельных сопротивлений осадка и фильтра.
Основные конструкции промышленных фильтров.
Тепловые процессы. Значение. Основные способы передачи тепла. Основное уравнение теплопередачи, характерный температурный профиль процесса. Смысл коэффициента теплопередачи.
Теплопроводность. Уравнение для плоской стенки. Взаимосвязь понятий теплопроводность и термическое сопротивление. Теплопроводность многослойной плоской стенки.
Теплопроводность цилиндрической стенки. Понятие средней поверхности теплообмена в этом случае. Теплопроводность многослойной цилиндрической стенки.
Конвективная теплоотдача. Смысл коэффициента теплоотдачи. Основные тепловые критерии подобия. Характерные критериальные уравнения.
Теплопередача при постоянной температуре теплоносителей. Уравнение аддитивности термических сопротивления. Выражение для коэффициента теплопередачи.
Различные схемы теплообмена: противоток и прямоток; схемы с постоянными и переменными температурами теплоносителей. Примеры установок.
Теплопередача при переменных температурах теплоносителей. Вывод величины средней движущей силы. Определение средних температур теплоносителей.
Промышленные способы подвода и отвода тепла. Основные характеристики теплоносителей.
Основные типы теплообменников.
Классификация массообменных процессов.
Основное уравнение массопередачи. Смысл коэффициента массопередачи. Особенности определения движущих сил при массопередаче.
Конвекция и массоотдача. Смысл коэффициента массоотдачи. Особенности профиля изменения концентраций для различных случаев.
Выражение коэффициента массопередачи через коэффициенты массоотдачи. Основные критерии подобия в процессах массопередачи.
Перегонка и ректификация. Уравнения рабочих линий процесса ректификации. Понятие о теоретических тарелках.
6.6. Примеры задач в экзаменационных билетах
Определить плотность и молярную массу газовой смеси при н.у., получившейся в результате полного окисления воздухом углеродного топлива.
Резервуар для хранения нефтепродуктов имеет высоту 6 м. Определить силу давления через спускное отверстие диаметром 60 мм. Относительная плотность нефтепродуктов 0.85.
Показания U-образного сернокислотного манометра 9,2 см. Каково избыточное и абсолютное давления в аппарате.
По трубопроводу диаметром 192 мм подается 2 т воды в час. Определить среднюю скорость течения.
По трубопроводу диаметром 572 мм подается 560 кг воздуха в час. Температура на входе 70 С, на выходе 30 С. Определить скорость на входе и выходе.
Кожухотрубчатый холодильник с внутренним диаметром 550 мм содержит внутри 360 труб диаметром 221 мм. Определить скорость течения воды в межтрубном пространстве, если ее расход составляет 75 т/ч.
Выразить эквивалентный диаметр для сечений, имеющих форму кольца, квадрата, прямоугольника, правильного треугольника.
Определить режим движения воздуха при н.у. в прямоугольном рукаве размерами 4060 см, если расход его составляет 2.7 т/ч.
Метанол свободно вытекает через отверстие диаметром 2 см из бака сечением 80120 см2. Начальный расход составляет 6 кг/мин, за какое время бак опорожнится?
Скорость течения дихлорэтана по оси трубопровода диаметром 573 мм равна 0,6 м/с. Определить массовый расход при температуре 50 С.
По трубопроводу внутренним диаметром 120 мм подается гексан. В трубопроводе установлена мерная диафрагма диаметром 80 мм с коэффициентом расхода 0,65. Показания ртутного дифманометра 60 мм, определить скорость и массовый расход.
Допустимая потеря напора 6 м. При каком диаметре гладких труб длиной 120 м можно прокачивать 10 т/ч уксусной кислоты?
Воздух подают в шахту по рукаву длиной 500 м и сечением 6060 см при атмосферном давлении и температуре 20 С в количестве 10 т/ч. Коэффициент шероховатости 0,02, коэффициент местных сопротивлений 100. Какой должна быть мощность вентилятора?
Определить максимальный размер частиц плотностью 1500 кг/м3, которые могут удерживаться восходящими со скоростью 0,5 м/с потоками воздуха.
Какую скорость может развить парашютист массой 100 кг в затяжном прыжке при температуре 20 С.
Сравните скорость осаждения частиц размером 0,1 мм в воде и 30%-ной суспензии. Температура 30 С, плотность частиц 2200 кг/м3.
Высота центрифуги 60 см. Какое давление будет оказывать на ее стенки суспензия в количестве 300 кг, если частота вращения 600 об/мин.
Вычислить фактор разделения для центрифуги диаметром 14 см при частоте вращения 6000 об/мин.
Определить размер гранул угля, способных переходить во взвешенное состояние при скорости воздуха в аппарате 0,25 м/с при температуре 150 С. Кажущаяся плотность угля 400 кг/м3.
Сопротивление фильтра пренебрежимо мало. В первую минуту собрано 1,5 л фильтрата. Какое время потребуется для сбора 10 л и какое для последующей промывки 5-ю л воды?
Как изменится начальная скорость фильтрования, если поднять уровень воды от 60 до 90 см и увеличить температуру от 15 до 70 С?
Во сколько раз увеличится термическое сопротивление после покраски чугунных батарей отопления масляной краской. Толщина металлических стенок 5 мм, толщина слоя краски – 0,5 мм.
Сколько теплоты поглощается в холодильнике водой при конденсации в нем 1,3 т/ч паров сероуглерода. Начальная температура паров 86 С, температура жидкого сероуглерода 36 С.
Горячий раствор охлаждается в холодильнике от 110 до 60 С, холодная вода нагревается при этом от 15 до 45 С. Определить среднюю движущую силу процесса.
Как изменится коэффициент теплопередачи в выпарном аппарате после отложения на стенках слоя накипи толщиной 2 мм? Толщина самих стальных стенок 3 мм, коэффициенты теплоотдачи 2600 и 10500 Вт/(м2К).
В теплообменнике вода нагревается от 74 до 96 С при расходе 90 т/ч. Поверхность теплообменника 54 м2. Нагревание осуществляется насыщенным паром при избыточном давлении 0,2 атм. Вычислить коэффициент теплопередачи.
В кожухотрубчатом теплообменнике нагревается метиловый спирт от 10 до 45 С при расходе 3,8 т/ч. Количество труб – 22, диаметр - 142 мм. Температура стенки 70 С. Вычислить коэффициент теплоотдачи.
Температура в помещении +20 С, на улице -15 С. Теплоотдача снаружи втрое эффективнее. Потери тепла через стекло толщиной 6 мм составляют 900 Вт/м2. Может ли появиться лед на стекле внутри помещения?
Вычислить растворимость углекислого газа в воде при давлении 3 атм.
Мольные доли некого вещества в газовой и жидкой средах составляют по 5%. Уравнение линии равновесия: Y = 2,8X. В каком направлении осуществляется массоперенос, и какова движущая сила процесса?
Мольная доля вещества в жидкой фазе 7%. Какой величины может достичь концентрация этого вещества в воздухе помещения объемом 60 м3, если в нем пролито 200 молей раствора. Уравнение линии равновесия: Y = 10X.
В лабораторном абсорбере чистой водой поглощается углекислый газ из 20%-ной воздушной смеси. Степень улавливания углекислого газа 70%. Поверхность массообмена 1,4 м2. Расход воды 100 мл/мин. Каковы коэффициент массопередачи и расход газовой смеси?
Аммиак поглощается чистой водой, которая на выходе (противотоком) насыщается на 90% от состояния равновесия. Относительная мольная доля аммиака изменяется от 36 до 6%. Определить число теоретических тарелок для процесса поглощения и среднюю движущую силу.
Решить предыдущую задачу в условиях прямотока.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
Дытнерский, Ю.А. Процессы и аппараты химической технологии: в 2-х томах. Гидромеханические и тепловые процессы / М.: Высшая школа, 1995. – Т. 1. – 422 с.
Дытнерский, Ю.А. Процессы и аппараты химической технологии: в 2-х томах. Массообменные процессы / М.: Высшая школа, 1995. – Т. 2. – 382 с.
Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. – М.: Химия, 1987. – 621 с.
Гидромеханические процессы, теория и задачи: учеб.-метод. пособие / Сост. В.М. Пугачев. – Кемерово, КемГУ: Кузбассвузиздат, 2000. – 40 с.
Тепловые процессы и аппараты: учеб.-метод. пособие / Сост. В.М. Пугачев. – Кемерово, КемГУ: Кузбассвузиздат, 2007. – 43 с.
Гидромеханические, тепловые и массообменные процессы (лабораторный практикум): учеб.-метод. пособие / сост. В.М. Пугачев. ГОУ ВПО «Кемеровский госуниверситет»; Томск: Изд. Томского гос. пед. университета, 2008. – 44 с.
7.1. Дополнительная литература
Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / М. -1973. – 730 с.
Мухленов, А.В. Общая химическая технология / М.: Высшая школа, 1984. – 430 с.
Химическая технология: мультимедийное обеспечение (презентация, примеры расчетов в электронных таблицах) [Электронный ресурс] / Сост. В.М. Пугачев. – Каф. ХТТ КемГУ, 2009. – 1.9 Мб. – 550 с. – Инсталлировано в лекционной аудитории и на сервере ХФ.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Дисциплина «Химическая технология» должна быть обеспечена учебно-методической документацией и материалами, указанными в разделе 7 данной рабочей программы; установкой для проведения гидромеханических испытаний, стендовым теплообменником, лабораторной ректификационной колонной. Содержание курса должно быть представлено в сети Интернет или локальной сети КемГУ химического факультета. Так же необходим дисплейный класс (в стандартной комплектации) для тренинга студентов по прохождению тестовых заданий и самостоятельной работы; доступ к сети Интернет (во время самостоятельной подготовки); мультимедийное обеспечение для чтения лекций.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки
020100-химия
Автор В.М. Пугачев
Рецензент (ы) _________________________
Рабочая программа дисциплины обсуждена на заседании кафедры
Протокол № ________ от «____»______________2010 г.
Зав. кафедрой ________________________ Ю.А. Захаров
(подпись)
Одобрено методической комиссией факультета
Протокол № ________ от «____»______________2010 г.
Председатель ________________________ Н.В. Серебренникова
(подпись)