- •Курс лекции
- •Для 2 курса
- •Раздел 1 «Гидравлические процессы» 38
- •Пояснительная записка
- •Тематический план для 2 курса
- •Поурочный план для 2 курса дисциплины «Процессы и аппараты»
- •Требования учебно - нормативной документации по теме «Введение»
- •Тема «Введение» Содержание урока 1
- •1. Сущность, цели и задачи дисциплины «Процессы и аппараты». Связь дисциплины с другими дисциплинами.
- •3. Основные направление развития нефтеперерабатывающих и нефтехи-мических производств.
- •4. Классификация основных процессов и аппаратов.
- •1. В зависимости от закономерностей, характеризующих их протекание.
- •2. По принципу организации работ.
- •5. Общие принципы расчета химического оборудования.
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 1.
- •Содержание урока 2
- •1. Общие принципы расчета химического оборудования.
- •2. Общие методы расчета химической аппаратуры
- •3. Системы размерностей
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 2.
- •Задание в портфолио
- •Требование учебно – нормативной документации по теме «Основы гидравлики»
- •Раздел 1 «Гидравлические процессы» Тема: «1.1. Основы гидравлики». Содержание урока 3
- •1. Понятие: гидромеханика, гидростатика, гидродинамика.
- •2. Жидкости: идеальные, реальные, капельные, упругие.
- •3. Основные свойства капельных и упругих жидкостей (плотность, вязкость, поверхностное натяжение). Их зависимость от температуры и давления.
- •2. Вязкость
- •3. Поверхностное натяжение.
- •4. Закрепление знаний, формирование умений
- •1,2 Группа
- •3,4 Группа
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 3.
- •Содержание урока 4
- •Плотность
- •Средняя молекулярная масса
- •Теплопроводность
- •Теплоёмкость
- •Энтальпия
- •6. Теплота испарения, теплота конденсации
- •1,2 Группа
- •3,4 Группа
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 4.
- •Содержание урока 5 (практическое занятие 1) Практическое занятие 1
- •Пояснения к работе.
- •Условия задач.
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 5.
- •Задание в портфолио
- •Содержание урока 6
- •1. Гидростатическое давление.
- •2. Давление жидкости на дно сосуда.
- •4. Давление абсолютное, избыточное, разрежение.
- •5. Закрепление знаний, формирование умений
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 6.
- •Содержание урока 7
- •1. Гидравлические элементы потока жидкости: смоченный периметр, гидравлический радиус, эквивалентный диаметр.
- •2. Расход жидкости и средняя скорость.
- •3. Уравнение расхода.
- •5. Закрепление знаний, формирование умений
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 7.
- •Содержание урока 8
- •1. Материальный баланс потока (уравнение неразрывности потока).
- •2. Удельная энергия жидкости.
- •3. Уравнение Бернулли для реальной и идеальной жидкости (без вывода) и его физическая сущность.
- •4. Два режима движения жидкости.
- •5. Закрепление знаний, формирование умений
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 8.
- •Содержание урока 9
- •1. Критерий Рейнольдса и критическая скорость.
- •2. Понятие о теории подобия.
- •3. Критерии подобия гидравлических процессов.
- •4. Движение жидкости по трубопроводам.
- •5. Потери напора и давления на трение по длине.
- •6. Закрепление знаний, формирование умений
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 9.
- •Содержание урока 10,11
- •1. Понятие о плёночном движении жидкости.
- •2. Расчёт простого трубопровода.
- •3. Гидравлический удар в трубопроводах.
- •4. Арматура: запорная, предохранительная, регулирующая.
- •5. Закрепление знаний, формирование умений.
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 10,11
- •Содержание урока 12 (практическое занятие 2) Практическое занятие 2
- •Пояснения к работе.
- •Задание.
- •Часть 1.
- •Часть 2.
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 12.
- •Содержание урока 13,14 (лабораторная работа 1) Лабораторная работа 1.
- •Домашнее задание 13,14
- •Требования учебно – нормативной документации по теме «Гидравлика сыпучего слоя»
- •Тема: «1.2. Гидравлика сыпучего слоя». Содержание урока 15
- •1. Движение жидкости и газа в слое сыпучего материала.
- •2. Характеристика слоя сыпучего материала: гранулометрический состав, пористость слоя, эквивалентный диаметр частиц.
- •2.1. Гранулометрический состав.
- •2.2. Порозность (пористость) слоя.
- •2.3. Эквивалентный диаметр частиц.
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание 15
- •Содержание урока 16,17 (лабораторная работа 2)
- •Лабораторная работа 2
- •Пояснения к работе
- •Порядок проведения работы
- •Содержание урока 18
- •Домашнее задание 18
- •Содержание урока 19 (2-38)
- •Контрольные вопросы
- •Список использованной литературы
- •Приложение а – Зависимость вязкости воды от температуры
- •Приложение б – Зависимость плотности воды от температуры
Пояснения к работе.
Для индивидуальных веществ молекулярная масса определяется по их химическим формулам и атомным массам элементов входящих в состав молекул.
Для нефтяных фракций определяется по уравнению Б.М. Войнова:
(1.13)[14]
где М – молекулярная масса фракции;
t – средняя молекулярная температура кипения, °С;
а, b, с – коэффициенты.
Также для определения молекулярной массы нефтяных фракции можно использовать формулу Крэга:
, (1.15)[14]
где М – молекулярная масса фракции;
относительная плотность фракции.
Молекулярную массу смеси веществ можно определить по формуле:
(1.16)[14]
где Мср – молекулярная масса смеси;
m1, m2, mn - массы компонентов смеси, кг;
М1, М2, Мn – молекулярные массы компонентов смеси.
Среднюю молекулярную массу смеси можно также определить, зная мольную долю и молекулярную массу компонентов смеси:
(1.17)[14]
гдё х – мольная доля компонентов в смеси.
Коэффициент теплопроводности смеси нескольких жидкостей определяется по закону аддитивности (слагаемости):
(1.18)[21]
где теплопроводность смеси, ;
теплопроводность компонентов смеси, ;
массовые доли компонентов смеси.
Коэффициент теплопроводности жидкости при отсутствии справочных данных можно вычислить по формуле:
(1.19)[21]
где теплопроводность жидкости, ;
А – коэффициент, зависящий от степени диссоциации жидкостей (т.е. соединения нескольких молекул в группы)
Для ассоциированных(например, воды) жидкостей А = 3,58 * 10-8;
Для неассоциированных (например, бензол) жидкостей А = 4,22*10-8.
С – удельная теплоёмкость жидкостей, ;
плотность жидкостей, кг/м3;
М – молярная масса , кг/кмоль.
Теплоёмкость индивидуальных веществ определяется по справочным данным.
Теплоёмкость смеси веществ определяется по закону аддитивности:
(1.20)[14]
где теплоёмкость смеси, ;
теплоёмкостьь компонентов смеси, ;
массовые доли компонентов смеси.
Теплоёмкость жидкого нефтепродукта при любой температуре может быть определена по формуле:
(1.21)[14]
где теплоёмкость нефтепродукта, ;
относительная плотность нефтепродукта.
Т – температура, К.
Для жидкостей (если не происходит изменения агрегатного состояния вещества) энтальпия определяется по формуле:
, (1.22)[21]
I – энтальпия потока, Дж/кг;
удельная теплоемкость, Дж/кг*К;
t – температура, °С.
Для жидких нефтепродуктов определяют по формуле:
(1.23)[14]
где а – температурная поправка, определяется по приложению 20 [14] или расчётным способом по уравнению а=(0,0017Т+0,762Т-334,21).
Энтальпию смеси можно определить по правилу аддитивности:
(1.24)[14]
Теплота парообразования (r, Дж/кг)– это количество, которое нужно сообщить единице массы жидкости, находящейся при температуре кипения, для того чтобы перевести её в парообразное состояние. При конденсации пара происходит отвод того же количества теплоты. Это количество теплоты называется теплотой конденсации.
Теплота испарения (L, Дж/кг) численно равна теплоте конденсации.
Теплота испарения индивидуальных веществ определяется по справочным данным [8,9,14, 15,16,19, 22], или по формуле:
, (1.25)[14]
где L – теплота испарения (конденсации), Дж/кг;
I – энтальпия пара, Дж/кг;
i – энтальпия жидкости, Дж/кг.