- •30.Материальный баланс массообмена.
- •31.Местные гидравлические сопротивления. Виды и конструкции запорных устройств.
- •32.Механическое перемешивание жидких сред. Конструкции мешалок и основы их расчета.
- •33.Многокорпусное выпаривание: материальный и тепловой баланс.
- •34. Мокрая и инерционная очистка газовых неоднородных систем.Конструкция аппаратов.
- •35.Молекулярный механизм переноса субстанции,элементарные законы переноса различных субстанций.
- •36. Образование и движение капель и газовых пузырей
- •37. Объемные коэффициенты масоотдачи и массопередачи.
- •38.Однокорпусное выпаривание: материальный и тепловой балансы.
- •39.Определение числа массообменных тарелок с помощю кинетической кривой.
- •40.Осаждение твердых частиц в поле центробежных сил. Циклоны и осадительные центрифуги.
- •41 Осевые и вихревые насосы.
- •42. Основное уравнение центробежных машин.
- •43.Основные рабочие параметры насосов.
- •44.Основне характеристики центробежных насосов.
- •45.Основы динамики потоков жидкость – жидкость
- •46. Особые случаи ректификации.
- •47.Параллельное и последовательное соединение двух центробежных насосов.
- •48. Перегонка жидкостей, равновесие в системе пар-жижкость
- •49. Перемешивание, виды перемешивания, интенсивность и эффективность перемешивания.
- •50.Периодическая ректификация. Виды.
- •51.Пленочное движение жидкости.
- •52.Пленочные массообменные и выпарные аппараты.
- •53. Подобие гидродинамических процессов
- •Подобие массообменных процессов.
- •56 Подобие тепловых процессов.
- •56.Полезная разность температур многокорпусной выпарной установке и ее распределение по корпусам.
- •57.Понятие теоретической тарелки. Эффктивность тарелки по Мерфи.
- •58.Поршневые насосы:конструкции и схемы установки.
- •59. Примеры применения в технике уравнения Паскаля (гидростатика) и Бернулли.
- •60.Проблемы масштабного перехода для промышленных аппаратов. Понятие сопряженного моделирования.
- •61. Процесс абсорбции:общие понятия, равновесие при абсорбции.
- •Равновесие при абсорбции. Закон Генри.
- •62.Процессы жидкостной экстракции
- •63.Процессы простой перегонки, основные виды.
- •64. Процессы сжатия газа в идеальной компрессорной машине. Мощность компрессора.
- •65.Псевдо и гидротранспорт зернистых материалов, понятие и основные виды. Гидродинамика зернистого слоя
- •66. Псевдоожижженый слой, скорость начала псевдоожижжения
- •Режим псевдоожижения
- •Скорость осаждения (витания)
- •67.Работа центробежного насоса на сеть, регулирование подачи центробежного насоса.
- •69Разделение неоднородных систем в поле центробежных сил:конструкции аппаратов.
- •70. Разделение неоднородных систем в поле сил тяжести. Конструкции аппаратов гравитационного разделения.
- •71.Расчет скорости осаждения и уноса.
- •72.Регенеративные и смесительные теплообменники
- •73.Ректификация:схема установок непрерывной и периодической ректификации
- •74. Сжатие и перемещение газов. Классификация компр.Машин
- •75Тепловой баланс в ректификационной колонне.
- •76. Тепловые депрессии в выпарных аппаратах.
- •77.Теплоносители : понятие виды и сферы применения.
- •78) Теплообмен при кипении жидкости
- •79) Теплообмен при конденсации паров
- •80.Теплообмен с телами сложной формы.
- •81.Технологический расчет аппаратов с непрерывным контактом фаз
- •82Технологический расчет аппарата со ступенчатым контактом фаз.
- •83.Турбулентное движение жидкости по трубам.Формула Дарси-Вейсбаха Режимы движения жидкости
- •Определение гидравлических сопротивлений в прямых трубах (определение путевых потерь)
- •Турбулентный механизм.
- •85.Урощенные модели массоотдачи Упрощенные модели массоотдачи.
- •Уравнения Бернулли
- •Физический (энергетический) смысл уравнения Бернулли
- •Уравнение Бернулли для потока реальной (вязкой) жидкости
- •88.Уравнение конвективного переноса импульса (уравнение Навье-Стокса)
- •89.Уравнение конвективного переноса теплоты (уравнение Фурье-Киргоффа)
- •–Уравнение Фурье-Кирхгофа.
- •90.Фазовые равновесия при массобмене
- •2.3.1.Математическое моделирование.
- •2.3.2 Физическое моделирование.
- •2.3.2.1 Теория подобия.
- •92.Фильтрование в поле центробежныз сил конструкции центрифуг.
- •93/ Число и высота единиц переноса
2.3.1.Математическое моделирование.
Математическое моделирование – исследование процессов или явлений на основе математических моделей.
Математической моделью процессов является исчерпывающее математическое описание процессов переноса. Но эти модели сложные, уравнения, в основном, не решаются. Поэтому их упрощают, путём оценки значимости их членов. Если этот способ невозможен (члены уравнения одного порядка), то сознательно огрубляют исчерпывающее описание процесса. Например, трёхмерное описание приводит к одномерному – от входа в аппарат к выходу. При этом коэффициенты переноса заменяются на неких параметры модели. Отыскание этих параметров, т.е. идентификация модели, проводят путём составления физического и численного экспериментов.
Любая модель неполно отражает оригинал. Поэтому следующим этапом моделирования является проверка адекватности модели – соответствия её моделируемому объекту. Это достигается путём сопоставления результатов моделирования с численным либо физическим экспериментом.
Если модель в недостаточной степени соответствует оригиналу, проводят её коррекцию.
Конечным этапом математического моделирования является использование полученной модели для описания объекта, либо уже существующего, либо проектируемого.
Итак, этапы математического моделирования:
– составление математической модели;
– идентификация модели;
– проверка адекватности модели, при необходимости коррекция;
– использование модели для описания объекта-оригинала.
Современное материальное обеспечение математического моделирования – компьютеры, возможности которых велики.
2.3.2 Физическое моделирование.
Физическое моделирование проводится на основе экспериментального изучения материальных моделей объекта. При этом возникают три проблемы:
- какую модель использовать (форма, размер, среда);
- какие характеристики измерять;
- как перенести результаты исследования с модели на объект.
Эти проблемы решаются с помощью теории подобия, являющейся теоретической основой физического моделирования.
2.3.2.1 Теория подобия.
Подобие в широком смысле – это возможность распространения результатов экспериментов с модели на оригинал. В узком смысле подобие – это тождественность описания полей соответствующих величин модели и оригинала в обобщённых переменных или, по-другому, постоянство отношения сходственных величин модели и оригинала. Далее «подобие» будем понимать в узком смысле.
Подобные объекты описываются одной системой дифференциальных уравнений и имеют подобные условия однозначности (геометрическое подобие, временное подобие, подобие физических величин, подобие начальных и граничных условий).
Геометрическое подобие – постоянство отношения всех сходственных линейных размеров модели и оригинала.
, (2.88)
где l и l – сходственные линейные размеры модели и объекта, K – константа геометрического подобия.
Временное подобие (гомохронность) – постоянство отношения сходственных интервалов времени модели и оригинала:
, (2.89)
Если =1, то имеем синхронность.
Подобие физических величин - постоянство отношения физических величин для модели и оригинала в сходственных точках сходственного момента времени:
, ,(2.90)
Подобие модели и объекта предполагает подобие полей физических величин:
- гидродинамическое подобие (подобие полей скоростей)
- тепловое подобие (подобие полей температуры)
- концентрац. подобие (подобие полей концентраций)
При соблюдении геометрического и временного подобия будет соблюдаться также подобие полей скоростей, температур, концентраций и других физических величин.
Подобие начальных условий – подобие полей всех физических величин в начальный момент времени.
Подобие граничных условий – постоянство отношения соответствующих величин на границах модели и оригинала.
Константы подобия – отношения одноимённых величин модели и оригинала. Они постоянны для различных сходственных точек подобных систем.
Инварианты подобия – безразмерные отношения величин, характеризующих модель или оригинал.
Симплексы подобия – инварианты подобия, представляющие собой отношения однородных величин:
(2.91)
Критерии подобия – инварианты подобия, представляющие собой отношения разнородных, сложных величин. Например:
(2.92)
Определяющие критерии подобия составлены из величин, входящих в условия однозначности. Определяемые критерии подобия содержат величины, которые необходимо определить.
Наиболее простой метод получения критериев подобия заключается в следующем: дифференциальное уравнение приводится к безразмерному виду делением всех членов на один из них. Полученные комплексы являются критериями подобия.
Теоремы подобия:
1. Подобные объекты характеризуются численно равными критериями подобия.
2. Решение дифференциального уравнения (уравнений) описывающего объект, может быть представлено в виде зависимости между критериями подобия.
3. Объекты подобные, если они описываются одной системой дифференциальных уравнений, имеют подобные условия однозначности и их определяющие критерии равны.
Математическая зависимость между критериями и симплексами подобия, характеризующими данный процесс переноса субстанции, называется критериальным уравнением:
(2.93)
Если определяемый критерий, то имеем:
(2.94)
Обычно критериальные уравнения имеют вид степенной зависимости:
(2.95)
Величины - определяются экспериментально. Если какой – либо из определяющих критериев слабо влияет на определяемый критерий, то его исключают из уравнения.