Общие методические указания к выполнению контрольного задания.
По курсу «Основы гидродинамики тепло- и массообменных процессов» студент выполняет одно контрольное задание ,в которое входят: изложение общих закономерностей протекания гидродинамических, тепловых и массообменных процессов, устройство, принцип действия ,расчет и сравнительная характеристика соответствующих их аппаратов и решение задач.
При выполнении задач необходимо привести расчетную формулу в общем виде, привести вычисления и дать численный результат. При использовании табличных данных необходимо указать литературу, из которой взяты эти данные. При выполнении теоритической части контрольной работы необходимо ознакомиться с литературой по данному вопросу, в затем кратко и точно изложить материал. При ответах на вопросы контрольных заданий связанных с конструкцией машин или аппарата необходимо приводить соответствующие рисунки, а при описании или проведения того или иного процесса необходимо проводить схему технологии протекания процесса.
Контрольные задания следует выполнять четко, аккуратно и разборчиво, обязательно оставлять поля сбоку не менее 25 мм. Не разрешается выполнять работы карандашом и красными чернилами или пастой. Работа должна быть подписана студентом. В конце работы следует указать список литературы и указать дату выполнения работы. На титульном листе указывается: дисциплина, по которой выполняется контрольная работа, ее номер, фамилия и инициалы студента, его личный шифр, номер специальности, домашний адрес.
Контрольные задания выполняются индивидуально по вариантам, соответствующим последней цифре шифра студента.
Распределение вариантов к контрольным заданиям представлены в таблице 1.
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
46 |
47 |
48 |
49 |
50 |
Контрольные вопросы к заданию
Гидромеханические процессы. Понятие неоднородной системы. Классификация неоднородных систем.
Цели процесса разделения неоднородных систем. Выбор методов разделения. Классификация методов разделения неоднородных систем.
Материальный баланс процесса разделения. Стесненное осаждение.
Физические основы разделения неоднородных систем под действием силы тяжести. Режимы осаждения и их характеристика.
Осаждение частиц под действием силы тяжести. Расчет скорости осаждения частиц в любом режиме , недостаток метода. Формула Стокса.
Метод Лященко. Диаграмма Лященко. Порядок расчета скорости осаждения по диаграмме Лященко.
Сущность процесса отстаивания. Схема процесса отстаивания на примере простого отстойника-сгустителя. Расчет отстойника сгустителя.
Классификация отстойников. Устройство и принцип работы отстойников: с наклонными перегородками, с гребковой мешалкой.
Классификация отстойников. Устройство и принцип работы отстойников для разделения эмульсий.
Очистка газов. Устройство и принцип работы пылеосадительной камеры. Расчет пылеосадительной камеры.
Физическая сущность мокрой очистки газов. Способы осуществления контакта запыленного газа с жидкостью. Устройство и принцип работы скруббера Вентури.
Устройство и принцип работы полого и насадочного скрубберов. Расчет аппаратов мокрой очистки газов.
Физические основы фильтрования (понятия: фильтрата, осадка; типы фильтрующих перегородок и требования, предъявляемые к ним; типы образующихся осадков; виды фильтрования и их характеристика).
Принципиальная схема фильтрования. Классификация фильтров. Движущая сила фильтрования и способы ее создания.
Дифференциальное уравнение фильтрования. Физический смысл входящих в него величин.
Уравнение фильтрования при постоянной движущей силе процесса (вывод).
Уравнение фильтрования при постоянной скорости процесса (вывод). Уравнение фильтрования при постоянных перепаде давления и скорости процесса (вывод).
Экспериментальное определения констант сжимаемых осадков. Определение показателя сжимаемости.
Классификация конструкций фильтров. Устройство и принцип работы нутч -фильтра, характеристика стадий процесса.
Конструкции фильтров для очистки газовых систем. Устройство и принцип работы рукавного фильтра.
Расчет фильтров. Расчет периодически действующих фильтров. Устройство и принцип работы вертикального листового фильтра.
Расчет непрерывно действующих фильтров. Устройство и принцип работы барабанного вукуум-фильтра.
Физические основы электроочистки газов. Сущность метода электроосаждения. Формы электродов для создания неоднородного электрического поля.
Скорость электроосаждения. Расчет электрофильтра. Устройство и принцип работы трубчатого электрофильтра.
Принцип разделения неоднородных систем в электрофильтрах. Устройство и принцип работы пластинчатого электрофильтра.
Разделение неоднородных систем под действием центробежной силы. Скорость осаждения под действием центробежной силы.
Определение скорости центробежного осаждения при ламинарном режиме. Фактор разделения. Определение скорости центробежного осаждения по методу Лященко.
Конструкции простейшего и батарейного циклонов. Преимущества и недостатки циклонов. Расчет циклонов.
Центрифугирование. Классификация центрифуг. Фактор разделения. Принцип работы отстойных центрифуг. Приведите схему и опишите конструкцию подвесной отстойной центрифуги.
Центрифугирование. Принцип работы фильтрующих центрифуг. Приведите схему и опишите конструкцию фильтрующей центрифуги с пульсирующим поршнем.
Приведите схему и опишите конструкцию центрифуги со шнековым устройством для выгрузки осадка. Расчет центрифуг.
Применение процесса центрифугирования для разделения эмульсий. Приведите схему и опишите принцип работы тарельчатого сепаратора.
Перемешивание в жидких средах. Цели процесса перемешивания. Способы перемешивания. Интенсивность и эффективность процесса.
Механическое перемешивание. Классификация мешалок. Конструкции механических мешалок, их характеристика.
Пневматическое циркуляционное перемешивание. Перемешивание в трубопроводах.
Определение мощности, затрачиваемой на перемешивание. Расчет рабочей мощности механической мешалки (с выводом). Расчет пусковой мощности мешалки. Расчет мощности двигателя.
Основное критериальное уравнение процесса перемешивания с модифицированными критериями подобия. Режимы перемешивания. Определение констант критериального уравнения.
Принцип псевдоожижения. Достоинства и недостатки кипящего слоя. Области применения. Типы зернистых слоев.
Разновидности псевдоожиженного слоя.
Основные характеристики псевдоожиженного слоя.
Кривые псевдоожижения. Расчет критических и оптимальной рабочей скоростей.
Основные конструкции аппаратов с псевдоожиженным слоем. Расчет аппаратов с псевдоожиженным слоем.
Какие признаки лежат в основе классификации неоднородных систем? Какие вы знаете неоднородные системы? Перечислите методы разделения неоднородных систем.
Какие критерии гидродинамического подобия характеризуют процесс осаждения? При каких режимах может происходить процесс осаждения?
Каково назначение гребковой мешалки в отстойниках непрерывного действия? Конструкция отстойника непрерывного действия.
Что является движущей силой процесса фильтрования? В каких случаях может иметь место фильтрование при постоянной разности давления и скорости?
Что такое константы фильтрования? Как их определяют?
Для чего рукавные фильтры снабжают кольцами жесткости? Почему рукавные фильтры непригодны для очистки влажных газов?
Почему в аппаратах мокрой очистки газов плохо улавливаются частицы маленького размера? Сравните эффективность очистки и гидравлического сопротивления в полых, насадочных и центробежных скрубберах для мокрой очистки газов. Почему очищаемый газ перед подачей в скруббер Вентурри целесообразно охладить и насытить водяными парами?
Что такое фактор разделения в процессах осаждения под действием центробежных сил? В каких случаях вместо одного циклона применяют батарейные циклоны?
Почему коронирующий электрод делают в виде проволоки? Какие факторы определяют степень очистки газов в электрофильтрах? Устройство и принцип работы электрофильтра.
Перечислите основные факторы, которые следует учитывать при выборе аппарата для разделения гетерогенной смеси.