- •Кафедра процессов и аппаратов химической технологии
- •Предмет, значение и задачи дисциплины
- •Программа Введение
- •Теоретические основы процессов химической технологии
- •Гидромеханические процессы и аппараты
- •Механические процессы
- •Тепловые процессы и аппараты
- •Массообменные процессы и аппараты
- •Курсовой проект
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Лабораторные работы
- •Методические указания к выполнению контрольных заданий
- •Тема I. "Гидромеханические процессы". Задачи и вопросы для контрольных работ: 1-10, 1-20. Стандартные задачи: 3.4, 3.6, 3,10, 3.18, 3.23 [3, Глава 3]. Теория - глава 5 [1].
- •Тема 4. "Сушка. Адсорбция" (Задачи 51-70, вопросы 81-110). Стандартные задачи: 9.1; 9.3; 9.4; 10.4; 10.16; 10.21; 10.24. Теория - главы IX, х. [3].
- •Контрольная работа 4. (для экономических специальностей)
- •Тема 1. Гидромеханические процессы
- •Тема 2. Теплопередача в химической аппаратуре. Нагревание, охлаждение, конденсация, выпаривание.
- •Тема 3. Основы массопередачи. Абсорбция. Перегонка и ректификация.
- •Тема 4. Сушка. Адсорбция.
- •Концентрация поглощаемого вещества на выходе из аппарата (проскоковую) принять начальной 5% от начальной. Контрольные вопросы.
- •Классификация теплообменников.
- •Устройство кожухотрубчатого теплообменника.
- •Конструкции кожухотрубчатых теплообменников.
- •Методика расчёта кожухотрубчатого теплообменника
- •1) Определяем среднюю разность температур Δtср
- •2) Тепловая нагрузка (расход передаваемого тепла):
- •3) Определяем коэффициент теплопередачи.
- •4) Требуемая площадь поверхности теплообменника f:
- •1) Определяем среднюю разность температур Δtср
- •2) Определяем тепловой поток q
- •3) Определяем поверхность теплообмена f
- •Пример расчета задач 31-40.
Тема 2. Теплопередача в химической аппаратуре. Нагревание, охлаждение, конденсация, выпаривание.
11-15. Рассчитать кожухотрубчатый теплообменник-конденсатор для конденсации насыщенных паров при атмосферном давлении в количестве G кг/ч.
№ задачи |
Насыщенный пар |
Расход пара, кг/ч |
11 |
Бензол |
5000 |
12 |
Четырёххлористый углерод |
8000 |
13 |
Метиловый спирт |
11000 |
14 |
Этиловый спирт |
14000 |
15 |
Пропиловый спирт |
17000 |
Охлаждение производиться водой, начальная температура которой tн=10оС. Конечную температуру воды принять такой, чтобы была обеспечена на выход из теплообменника движущая сила Δt равная 10-20оС.
16-20. Рассчитать кожухотрубчатый теплообменник для нагревания жидкости в количестве G кг/ч до температуры кипения tк от начальной температуры tн=10оС при атмосферном давлении. Обогрев проводиться насыщенным водяным паром, абсолютное давление которого Р атм.
№ задачи |
Наименование жидкости |
Расход жидкости, кг/ч |
Давление насыщенного пара Р, атм |
16 |
Ацетон |
20000 |
1 |
17 |
Бензол |
15000 |
2 |
18 |
Толуол |
10000 |
3 |
19 |
Сероуглерод |
25000 |
4 |
20 |
Бутиловый спирт |
30000 |
5 |
Примеры решения задач приведены в приложении 3.
21-30. Рассчитать трехкорпусную выпарную установку для концентрирования G кг/с водного раствора вещества от начальной концентрации Хн до конечной Хк, %, масс. Схему установки принять прямоточную, корпуса должны иметь одинаковую поверхность нагрева. Раствор на выпарку подается при температуре кипения. Абсолютное давление греющего пара Рн (МПа), давление в барометрическом конденсаторе Рк (МПа), рекомендуется использовать распределение нагрузок по корпусам из соотношения W1:W2:W3 = 1:1,05:1,1. Исходные данные приведены в таблице. Значения ρ и Ср для растворов приведены в приложении. Рассчитать коэффициент теплопередачи для первого корпуса, для других взять по соотношению k1:k2:k3 = 1:0,58:0,33.
Таблица 8
№ зада чи |
раствор |
Производ-ительность по исход-ному раствору |
Концент-рация растворов |
Давление греющего пара в барометрическом конденсаторе |
||||
G, кг/с |
Хн |
Хк |
Рн, атм |
Рн, МПа |
Рк, атм |
Рк, МПа |
||
21 |
NaNO3 |
1,11 |
4 |
25 |
6 |
0,59 |
0,2 |
0,019 |
22 |
NaNO3 |
0,83 |
4 |
32 |
5 |
0,49 |
0,4 |
0,039 |
23 |
NaNO3 |
1,67 |
5 |
40 |
4 |
0,39 |
0,3 |
0,029 |
24 |
NaNO3 |
1,94 |
6 |
40 |
5 |
0,49 |
0,2 |
0,019 |
25 |
NH4NO3 |
4,17 |
12 |
48 |
6 |
0,59 |
0,1 |
0,010 |
26 |
NH4NO3 |
2,78 |
12 |
50 |
5 |
0,49 |
0,2 |
0,019 |
27 |
NH4NO3 |
2,22 |
16 |
50 |
4 |
0,39 |
0,3 |
0,029 |
28 |
CaCl2 |
6,94 |
12 |
25 |
5 |
0,49 |
0,4 |
0,039 |
29 |
CaCl2 |
3,61 |
8 |
25 |
4 |
0,39 |
0,2 |
0,019 |
30 |
CaCl2 |
5,00 |
4 |
25 |
4 |
0,39 |
0,1 |
0,010 |