Волненко А.А. Момбаев М.М

(Ф. И. О.авторов)

Методические указания для самостоятельных и контрольных работ студентов

по дисциплине «Машины и аппараты химических производств»

специальности

5В072400-«Технологические машины и оборудование»

Форма обучения: заочная

Шымкент-2012г

Ф.7.11-03

УДК_{—————————————}

(номер УДК)

Составители: Волненко А.А. Момбаев М.М.

Сборник задач по дисциплине «Машины и аппараты химических производств»

Шымкент: ЮКГУ им. М.Ауэзова;2012.-_———с.

Сборник задач составлен в соответствии с требованиями учебного плана и программой дисциплины «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности» и включает все необходимые сведения по их решению.

Сборник задач предназначен для студентов специальностей

5В072400-«Технологические машины и оборудование»

Краткая аннотация.

Рецензент: Сариев А.А. д.т.н.профессор

Кумисбеков С.А.к.т.н.доцент

Рассмотрено и рекомендовано к печати заседанием кафедры_{——————}

(протокол №_——от «_——» _{———————}2012 г.) и

методической комиссией института

(протокол №_—— от «_—— »_{———————} 2012 г.)

Рекомендовано к изданию Методическим советом ЮКГУ им. М. Ауэзова,

протокол № _——— от «_———»_{——————————} 2012 г.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова, 2012г.

Ответственный за выпуск _{—————————————————————}

ПРЕДИСЛОВИЕ

Многообразную деятельность бакалавра вне зависимости от конкретного ее приложения, невозможно представить без знания и владения им современным аппаратом расчетно-проектных операций применительно к сушествующим типовым конструкциям технологического оборудования предприятий химической, нефтегазовой и других отраслей промышленности.

Наряду с лекционными занятиями по “ Машинам и оборудованию химических производств ”, “ Расчету и конструированию химических машин и аппаратов” и другим общеинженерным предметам, а также с лабораторным практикумом и курсовым проектированием по этим дисциплинам, решающей предпосылкой для овладения студентом этим аппаратом служат практические занятия по курсу “Машины и оборудование химических производств”, на которых каждому участнику занятий предоставляется возможность самому применить имеющиеся у него знания к решению различных задач, содержащих элементы технологических, гидравлических, прочностных, экономических и других видов расчетов химической технологии.

Указанное обстоятельство предопределило важность практических занятий студентов по специальному курсу на заключительной стадии подготовки инженера кафедрой “ Технологические машины и оборудование”, что необходимо иметь ввиду при подготовке к этому виду учебных занятий.

НЕКОТОРЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Совершенно необходима подготовка к каждому занятию, которое включает в себя изучение классификации конструкций машин и аппаратов определенного типа, устройства, принципа их действия и особенностей эксплуатации. При подготовке следует использовать кроме рекомендуемых учебников, учебных пособий и монографий, а также эскизы машин и аппаратов, выполняемые студентом при подготовке к лекционным занятиям.

При явке на занятия необходимо иметь при себе справочники физико-химических и других величин, а также логарифмическую линейку или микрокалькулятор.

После ознакомления с алгоритмом расчета той или иной конструкции аппарата, следует вычертить его эскиз и выписать исходные данные, соответствующие заданному варианту.Затем тщательно проверить единообразие принятых обозначений размерностей величин, подставить в расчетные зависимости исходные данные своего варианта, а по полученному результату проверить правильность выбранных размерностей. Необходимые вспомогательные величины берутся из каталогов, справочников или определяются из специальных графиков, таблиц или номограмм, правильное использование которых может сэкономить значительное количество времени и усилий.Вспомогательные операции должны выполняться с использованием современных методов и средств расчета, например, микрокалькуляторов и других счетно-решающих устройств, что способствует не только экономии времени, но и привитию навыков использования этими устройствами в практической деятельности после окончания Вуза.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

1. Какие требования предъявляются к материалам фильтрующих перегородок?

2. Какие существуют типы фильтров в зависимости от продолжительности операций, конструктивных признаков, формы фильтрующей поверхности?

3. Какие силы используются в фильтрах для разделения средств?

4. Комплектующая аппаратура, входящая в фильтрационную установку?

5. Основной рабочий узел фильтра непрерывного действия?

6. Какие конструктивные параметры фильтра подлежат расчету?

7. Особенности расчета фильтров периодического и фильтров непрерывного действия?

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Способы перемешивания жидких неоднородных сред?

2. Типы механических мешалок?

3. Область применения различных типов мешалок?

4. Факторы, влияющие на эффективность перемешивания?

5.На что расходуется мощность привода перемешивающего устройства?

6. Какие усилия действуют на элементы перемешивающего устройства?

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Рекуперативные, регенеративные, смесительные теплообменники, и их принципиальное значение?

2.Типы кожухотрубчатых теплообменников?

3.Каким образом можно увеличить теплоотдачу?

4.Из чего складывается полное гидравлическое сопротивление теплообменника?

5.С помощью каких деталей можно повысить скорость движения теплоносителей?

6.Факторы определяющие выбор теплообменников?

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Конструкция, принцип работы барабанной сушилки

2.Способы сушки?

3.Для чего служит насадка в барабанной сушилке?

4.Как осуществляется подача теплоносителя для сушки материала?

5.Область применения барабанных сушилок?

6.Факторы, влияющие на эффективность?

7.Какие конструктивные параметры барабанной сушилки подлежат расчету?

АБСОРБЕРЫ

Для проведения массообменных процессов в крупнотоннажных производствах, применяются, как правило, колонные аппараты, являющиеся устройствами непрерывного действия. Основными масообменными процессами. Протекающими в этой аппаратуре являются ректификация и абсорбция, при чем главным признаком, по которому можно свести все многообразие применяющихся для этих целей конструкций к определенным типам, является степень развития контакта фаз. В соответствии с этим признаком, например, абсорберы можно подразделять на полые, тарельчатые и насадочные.

Существуют и другие классификации, например, в зависимости от направления движения контактирующих фаз-прямоточные, противоточные, и перекрестного тока; от применяемого давления-вакуумные, работающие под давлением, атмосферные; технологического назначения-аппараты установок осушки газа, очистки газа, газорозделения и т.д.

Комплексный расчет абсорбционных аппаратов представляет собой совокупность решений нескольких расчетных задач, к числу которых относится гидравлический расчет имеющий целью определение технологического режима абсорбции; технологический расчет суть которого сводится к определению основных размеров аппарата и его элементов; механический расчет, выполняемый для выявления основных прочностных характеристик как абсорбера в целом, так и его узлов.

Комплексный расчет аппарата дополняемый технико-экономической оценкой выполненных решений в соответствии с принципами нахождения экстремальных величин технологического, эксплуатационного и экономического порядка, позволяет выполнить расчет по оптимизации проведения принятого варианта технологии с использованием данного абсорбционного аппарата.

АППАРАТЫ С ПСЕВДОСЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ

Псевдоожижение является одним из наиболее прогрессивных методов проведения гетерогенных технологических процессов с твердой фазой. В последние годы этот метод получил весьма широкое распространение в химической, нефтеперерабатывающей, горнорудной, пищевой и других отраслях промышленности.

Псевдоожиженным называют состояние двухфазной (твердые частицы – газ или твердые частицы – жидкость) или трехфазной (твердые частицы – газ – жидкость) систем, которые характеризуются перемешиванием частиц друг относительно друга, за счет обмена энергией.

На практике псевдоожиженный слой образуется при восходящем движении агента через слой зернистого материала в момент, когда перепад давления в слое достигает величины, достаточной для поддержания зернистого состояния во взвешенном состоянии.

Состояние двухфазной системы применительно к псевдоожиженному слою наглядно изображается в виде кривой псевдоожижения. Кривая псевдоожижения выражает зависимость полного перепада давления от скорости ожижающего агента в поперечном сечении аппарата.

Если измерить дифференциальным манометром перепад давления газа (ожижающего агента) P сл., при прохождении его через слой зернистого материала различными скоростями и построить график зависимости Pсл. От то кривая будет иметь вид представленный на рис. 1.

Восходящая ветвь кривой (OA) соответствует движению ожижающего агента через неподвижный слой и вид ее определяется режимом движения газа (жидкости).

4. Каков физический смысл числа псевдоожижения, порозности слоя?

5. Из каких составляющих складывается сопротивление аппарата с кипящим слоем?

6. Для чего определяется критерий Лященко и Архимеда?

7.Область применения аппаратов с псевдоожиженным слоем?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА