1 Рабочая программа учебной дисциплины

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

359

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

246

в том числе:

лабораторные работы

8

практические занятия

50

курсовой проект

40

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

54

в том числе:

работа с учебно-справочной литературой, интернет-ресурсами

20

повторение и обобщение учебного материала, изученного на занятиях, решение задач

34

Итоговая аттестация в форме экзамена

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Раздел 1

Гидромеханические процессы

60

Введение

Значение и содержание дисциплины «Процессы и аппараты», связь ее с другими дисциплинами.

Исторические этапы развития дисциплины.

Основные направления в развитии нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Значение дисциплины в решении задач по рациональному использованию сырья, оптимизации ведения технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии, внедрению малоотходных и безотходных производств.

Классификация основных процессов и аппаратов.

2

1

Тема 1.1

Основы гидравлики

1

Жидкости капельные и упругие, их основные свойства: плотность, вязкость, поверхностное натяжение. Свойства нефтепродуктов: средняя температура кипения, средняя молекулярная масса, энтальпия, теплоемкость, теплопроводность. Нахождение свойств по справочной литературе и расчет по формулам.

6

1

2

Гидростатическое давление. Давление: абсолютное, избыточное, вакуум.

Гидравлические элементы потока: живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, эквивалентный диаметр. Определение гидравлических элементов для различных аппаратов. Расход жидкости, средняя скорость, уравнение расхода.

Материальный баланс потока. Уравнение Бернулли. Режимы движения жидкости.

4

2

3

Потери напора и давления на трение по длине потока и в местных сопротивлениях.

Уравнение Дарси-Вейсбаха. Расчет простого трубопровода

4

2

Практическое занятие 1. Гидравлические характеристики потока, режим движения жидкости, потери напора при ламинарном и турбулентном режимах

4

Лабораторная работа 1. Определение потерь напора на трение по длине трубопровода.

4

1

2

3

4

Тема 1.2

Насосы и компрессоры

1

Основные виды насосов и компрессоров. Схемы насосных установок. Параметры работы насосов. Принципы выбора насосов и компрессоров для решения конкретных технологических задач

8

2

Практическое занятие 2. Расчет параметров работы насоса

2

Практическое занятие 3. Подбор насоса по каталогу

4

Тема 1.3

Гидравлика сыпучих материалов

1

Движение жидкости и газа в слое сыпучего материала. Характеристики слоя сыпучего материала: гранулометрический состав, порозность, удельная поверхность, подвижность частиц.

2

2

2

Псевдоожиженные системы. Потеря напора в слое сыпучего материала. Критические скорости. Кривые псевдоожижения. Неоднородное псевдоожижение

2

3

3

Катализаторопроводы и бункеры, принцип их расчета. Конструкция и расчет газораспределительных решеток. Дозаторы и захватывающие устройства. Пневматический транспорт

6

2

Тема 1.4

Разделение неоднородных систем

1

Понятие и классификация гетерогенных систем. Основные методы разделения. Конструкции отстойников. Расчет. Осаждение под действием центробежных сил: циклоны, центрифуги. Фильтры. Уравнение фильтрования. Конструкции и расчет фильтров

6

2

2

Выбор аппаратов для разделения неоднородных систем. Методы ускорения и повышения эффектовности процессов разделения неоднородных систем

6

2

Самостоятельная работа:

- решение задач по разделу 1;

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Понятие теории подобия. Критерии подобия гидравлических процессов»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Истечение жидкости из отверстий и насадков»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Истечение жидкости через водосливы»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Насосы специальных типов: осевой, ротационный, вихревой, струйный»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Основные требования безопасности при эксплуатации насосов и компрессоров»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Конструкции газораспределительных устройств»

20

1

2

3

4

Раздел 2

Тепловые процессы

66

Тема 2.1

Основы теплопередачи

1

Способы проведения тепловых процессов. Виды передачи тепла. Тепловой баланс. Определение тепловой нагрузки для различных случаев теплообмена. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Уравнение теплопродности. Передача тепла через стенку. Определение температуры стенки. Выбор рациональной схемы движения теплоносителей.

6

1

2

Конвекция. Влияние различных факторов на величину коэффициента теплоотдачи. Критерии подобия. Критериальные уравнения.

4

2

3

Лучеиспускание. Законы Стефана-Больцмана и Кирхгофа. Совместная передача тепла конвекцией и лучеиспусканием. Потери тепла в окружающую среду. Теплоизоляция.

2

2

Практическое занятие 4 Определение тепловых нагрузок для различных случаев теплообмена. Расчет температурного напора, поверхности теплообмена и критериев подобия.

4

Тема 2.2

Теплообменные аппараты

1

Классификация теплообменных аппаратов. Технологический, тепловой и гидравлический расчеты теплообменных аппаратов. Выбор теплообменных аппаратов. Виды нагревающих и охлаждающих агентов. Сравнительная оценка различных теплоносителей.

8

3

Практическое занятие 5. Технологический расчет теплообменника «труба в трубе»

4

Практическое занятие 6. Технологический и гидравлический расчет кожухотрубного теплообменника, холодильника-конденсатора.

6

Лабораторная работа 2. Определение коэффициента теплопередачи теплообменника «труба в трубе»

4

Тема 2.3

Трубчатые печи

1

Назначение трубчатых печей, их классификация. Наиболее распространенные типы печей, их особенности и детали конструкций (змеевики, гарнитура, каркас, обмуровка, устройства для сжигания топлива).

4

2

2

Основные показатели работы трубчатых печей: производительность печи, тепловая мощность, теплонапряженность поверхности нагрева радиантных труб, конвекционных тру, теплонапряженность топочного пространства, КПД трубчатой печи, температура дымовых газов на перевале и на выходе из печи, коэффициент прямой отдачи.

Классификация и состав топлив. Реакции горения топлив. Теплота сгорания топлива (низшая и высшая). Расход воздуха. Максимальная температура горения.

8

2

1

2

3

4

3

Тепловой расчет камеры радиации и камеры конвекции. Определение коэффициента теплоотдачи конвекцией и радиацией. Выбор скорости продукта на входе в печь. Особенности гидравлического расчета трубчатой печи.

6

3

Практическое занятие 7. Расчет радиантной камеры трубчатой печи

4

Практическое занятие 8. Расчет конвекционной камеры трубчатой печи

2

Практическое занятие 9. Гидравлический расчет трубчатой печи. Расчет дымовой трубы

4

Самостоятельная работа:

- решение задач по разделу 2;

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Критериальные уравнения для конденсации паров и для кипения жидкости»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Конструкции теплообменных аппаратов :оросительные, пластинчатые, АВО»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Расчет сопротивления газового тракта трубчатой печи. Расчет дымовой трубы. Гидравлический расчет змеевика печи. Расчет массы дымовых газов»

15

Раздел 3

Массообменные процессы

74

Тема 3.1

Основы теории массопередачи

1

Общие признаки массообменных процессов. Виды массообменных процессов. Способы выражения состава фаз. Равновесие между фазами. Молекулярная и конвективная диффузии. Уравнения и коэффициенты молекулярной диффузии, массоотдачи. Основное уравнение массопередачи, коэффициент массопередачи. Средняя движущая сила процесса массопередачи.

4

2

2

Материальный баланс процессов массообмена. Уравнение оперативной линии. Число единиц переноса, число теоретических тарелок, методы их определения.

4

2

Практическое занятие 10. Расчет составов фаз смесей. Пересчет одних концентраций в другие

2

Тема 3.2

Теория перегонки

1

Испарение и конденсация бинарных и многокомпонентных систем. Однократное и многократное испарение бинарных систем. Однократное испарение сложных смесей. Построение кривых однократного испарения нефтепродуктов на основе кривых ИТК, при помощи графиков Обрядчикова и Смидович. Кривые равновесия фаз нефтяных фракций. Перегонка в присутствии водяного пара. Построение кривых равновесия фаз и изобарных кривых.

6

2

1

2

3

4

Практическое занятие 11. Расчеты по уравнениям Рауля, Дальтона, Рауля-Дальтона. Построение кривых равновесия фаз и изобарных кривых. Постоение кривых ИТК и линий ОИ

6

Тема 3.3

Ректификация

1

Сущность и проведение процесса ректификации. Материальный баланс колонны, флегмовое число. Построение линий концентраций. Тепловой баланс колонны.

4

2

2

Расчет числа теоретических тарелок. Определение режима работы колонны. Методы образования орошения и парового потока.

4

1

3

Устройство колонн. Виды ректификационных тарелок, их сравнительная характеристика

4

3

4

Определение основных размеров колонны. Гидравлический расчет тарелок. Порядок расчета ректификационной колонны.

6

3

Практическое занятие 12. Технологический расчет тарельчатой ректификационной колонны.

6

Практическое занятие 13. Гидравлический расчет тарелок

2

Тема 3.4

Абсорбция и десорбция

1

Абсорбция. Равновесие между фазами. Закон Генри. Материальный баланс абсорбера. Расчет процесса абсорбции по кривой равновесия фаз по абсорбционному фактору. Тепловой баланс абсорбции. Определение высоты слоя насадки и количества тарелок в абсорбере. Расчет диаметра. Гидравлический расчет.

8

1

2

Абсорберы. Конструкции абсорберов, их сравнительная характеристика. Достоинства и недостатки.

4

2

3

Десорбция. Методы проведения процесса. Определение числа тарелок десорбера. Тепловой баланс десорбера

2

1

Тема 3.5

Экстракция

1

Сущность и проведение процесса экстракции. Стадии процесса. Материальный баланс. Конструкции экстракторов. Принципы расчета экстракторов. Экстрагирование

6

1

Тема 3.6

Адсорбция

1

Сущность процесса адсорбции. Требования, к адсорбентам. Сравнительная характеристика различных адсорбентов. Изотерма адсорбции. Устройство адсорберов. Принципы работы адсорберов.

6

1

1

2

3

4

Самостоятельная работа:

- решение задач по разделу 3;

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Число единиц переноса. Число теоретических тарелок»;

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Материальный баланс отгонной части колонны»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Построение линии концентрации отгонной части колонны»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Назначение и конструкция распыливающего абсорбера»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Назначение и конструкция гравитационных экстракторов и механических экстракторов»

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Адсорберы с псевдоожиженным слоем адсорбента»

15

Раздел 4

Химические процессы

6

Тема 4.1

Основы ведения химических процессов

1

Классификация химических процессов. Примеры химических процессов, применяемых в нефтегазопереработке и нефтехимии. Основные кинетические зависимости. Особенности гетерогенных химических реакций.

2

1

Тема 4.2

Реакторные устройства

1

Классификация реакторных устройств: кожухотрубчатых, змеевиковых, колонного типа, с перемешивающими устройствами. Устройство реакторов каталитического крекинга, алкилирования, полимеризации, каталитического риформинга.

2

2

2

Принципы расчета реакторных устройств. Расчет реакторов идеального смешения и идеального вытеснения. Расчет реакторов для каталитического процесса

2

3

Самостоятельная работа:

- работа с источниками литературы и интернет-ресурсами: тема «Особенности непрерывных процессов». «Устройство реакторов различных типов»

4

1

2

3

4

Курсовое проектирование

Темы курсовых проектов:

Абсорбер барботажный

Абсорбер насадочный

Адсорбер

Теплообменник «труба в трубе»

Теплообменник кожухотрубный

Теплообменник спиральный

Аппарат воздушного охлаждения

Холодильник-конденсатор

Испаритель горизонтальный

Пленочный испаритель с падающей пленкой

Пленочный испаритель с восходящей пленкой

Выпарной аппарат

Ректификационная колонна

Трубчатая печь

40

3

Всего:

246