- •Кафедра “Информационно-коммуникационные системы управления технологическими процессами”
- •5321700– Информационно-коммуникационные системы управления технологическими процессами
- •Бухара-2017
- •Введение
- •Лекция №1 основные понятия курса план:
- •Возникновение и развитие курса. Предмет курса и его задачи
- •Статика и кинетика процессов
- •Классификация процессов
- •4.Общая схема разработки и расчета аппаратуры
- •5.Материальный баланс процесса
- •6.Энергетический (тепловой) баланс
- •7.Определение основного размера аппарата
- •Основные определения и понятия
- •2. Некоторые физические свойства жидкостей
- •3. Основное уравнение гидростатики
- •Это есть основное уравнение гидростатики
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №3 основы гидродинамики план:
- •Свойство жидкостей
- •Виды движения жидкостей
- •2.Уравнение сплошности (неразрывности) потока.Режимы движения жидкости
- •3.Моделирование процессов и аппаратов.
- •1. Устройство и принцип действия насосов
- •2.Сжатие и разрежение газов. Устройство и принцип действия компрессоров
- •3.Вентиляторы и вакуум-насосы.
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №5 разделение неоднородных смесей план:
- •1.Разделение неоднородных систем
- •Материальный баланс процесса разделения
- •2.Осаждение в гравитационном поле (отстаивание)
- •4.Фильтрование.
- •Фильтровальная перегородка
- •5.Устройство и принцип действия фильтров. Фильтры периодического действия.
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №6 центрифугирование. Перемешивание в жидких средах. План:
- •1. Центрифугирование. Устройство и принцип действия центрифуг
- •2. Перемешивание в жидких средах. Устройство и принцип действия механических мешалок.
- •Конструкции механических мешалок
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки
- •Измельчение. Устройство и принцип действия дробилок и мельниц
- •1. Линейная степень измельчения
- •2. Объёмная степень измельчения
- •Методы измельчения.
- •Принцип работы щёковых дробилок
- •2. Машины раздавливающего действия применяются для среднего и мелкого дробления.
- •3. Машины для тонкого и сверхтонкого измельчения.
- •Классификация зернистых материалов
- •1.Общие сведения. Способы переноса тепла.
- •Передача тепла теплопроводностью
- •Передача тепла конвекцией
- •Основное уравнение теплопередачи
- •Лучистый теплообмен
- •Характеристики теплового излучения
- •2. Тепловой баланс.
- •Частные случаи.
- •Тепловой баланс
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №9 теплоносители. Теплообменники план:
- •Теплоносители
- •Нагревание водяным паром
- •Способы нагрева водяным паром
- •Нагревание топочными газами
- •Классификация теплообменников
- •Теплообменники. Их устройство и принцип действия. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты
- •Основные способы увеличения интенсивности теплообмена
- •1.Выпаривание
- •Циркуляционной трубой
- •Материальный и тепловой баланс выпарного аппарата
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки:
- •1. Общие сведения о массообменных процессах
- •Классификация массообменных процессов
- •Материальный баланс при массопередаче
- •2.Равновесие при массопередаче. Законы фика.
- •3. Массоотдача. Уравнение массопередачи.
- •1. Сушка. Способы сушки.
- •Равновесие в процессах сушки
- •2.Материальный и тепловой баланс сушильной установки. Материальный баланс сушки
- •Тепловой баланс конвективных сушилок
- •3.Устройство и принцип действия сушилок
- •1.Процесс абсорбции.
- •Физическая сущность процесса абсорбции
- •Равновесие при физической абсорбции
- •2.Материальный баланс абсорбера и расход абсорбента Материальный баланс абсорбции
- •Противоточного процесса
- •Абсорбента
- •3.Устройство и принцип действия абсорберов Промышленные схемы абсорбции
- •Линии двухступенчатой абсорбции Конструкции абсорберов
- •Насадочные аппараты
- •Гидравлического сопротивления насадки от скорости газа
- •Тарельчатые аппараты
- •Расчет абсорберов
- •Плотность орошения.
- •1.Адсорбция. Характеристики адсорбентов
- •Принципиальная схема адсорбции
- •Равновесие процесса адсорбции
- •Кинетика адсорбции
- •Классификация адсорберов
- •1 Цилиндрический корпус; 2 решетка; 3,4 штуцеры
- •Расчет адсорберов
- •1.Экстракция в системе “жидкость-жидкость”.
- •Принципиальная схема процесса
- •Выбор экстрагента
- •Равновесие в системе «жидкость жидкость»
- •Кинетика экстракции
- •Принципиальные схемы экстракции
- •Многократная (многоступенчатая) экстракция
- •Другие виды экстракции
- •Классификация экстракторов
- •Конструкции экстракторов
- •Способы повышения интенсивности процесса
- •2.Экстракция в системе “жидкость-твердое тело”. Устройство и принцип действия экстракторов. Экстракция в системах «твёрдое тело – жидкость»
- •Равновесие и скорость выщелачивания
- •Способы растворения и выщелачивания
- •Вакуум-фильтрах:
- •Устройство и принцип действия экстракторов.
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №16 перегонка и ректификация план:
- •1.Перегонка и ректификация
- •Физическая сущность процесса
- •Равновесие в системе «жидкость – пар»
- •Физическая сущность процесса
- •2.Аппаратура для ректификационной установки Описание схемы процесса непрерывной ректификации
- •Расчет ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарных смесей
- •Тепловой расчет колонны
- •3.Ректификационные колонны
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №17 кристаллизация. Мембранные процессы план:
- •1.Кристаллизация. Общие сведения.
- •Принципиальная схема кристаллизации
- •Равновесие процесса кристаллизации
- •«Пар жидкость твердое тело»
- •Материальный баланс кристаллизации
- •Тепловой баланс кристаллизации
- •Процесса кристаллизации
- •Кинетика процесса
- •Конструкции аппаратов
- •2.Мембранные процессы. Общие сведения
- •Физическая сущность процесса
- •Классификация мембран
- •Расчет мембранных процессов
- •Ключевые слова и выражения:
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №18 химические процессы план:
- •Химические процессы
- •Классификация химических процессов и реакторов.
- •Конструкция реакторов
- •Устройство и принцип действия реакторов.
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки:
Ключевые слова и выражения
Производительность или подача насос; напор; полезная мощность; насосы - лопастные (центробежные), объемные (поршневые, шестеренчатые, пластинчатые, винтовые), вихревые, осевые; струйные; газлифт; монтежю; компрессорные машины; степень сжатия; вентиляторы; газодувки компрессоры вакуум-насосы
Вопросы для самопроверки
-
Устройство и принцип действия центробежных насосов.
-
Какие насосы применяют для создания высоких напоров?
-
В чём отличие центробежных насосов от поршневых?
-
Перечислите достоинства центробежных насосов.
-
Что такое компрессор?
-
Какие виды компрессоров вы знаете?
-
Сопоставьте достоинства и недостатки компрессоров различных типов.
-
Что такое вакуум – насосы?
-
По принципу действия какие вакуум насосы существуют?
-
Что такое вентиляторы и принцип их действия?
Лекция №5 разделение неоднородных смесей план:
-
РАЗДЕЛЕНИЕ НЕОДНОРОДНЫХ СМЕСЕЙ.
-
ОСАЖДЕНИЕ В ГРАВИТАЦИОННОМ ПОЛЕ (ОТСТАИВАНИЕ).
-
ОТСТОЙНИКИ. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ.
-
ФИЛЬТРОВАНИЕ.
-
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ФИЛЬТРОВ.
1.Разделение неоднородных систем
Неоднородными или гетерогенными, называются системы, состоящие как минимум из двух фаз: дисперсной (внутренней), обычно находящейся в тонко раздробленном состоянии, и дисперсионной (внешней), окружающей частицы дисперсной фазы.
В зависимости от физического состояния фаз различают: суспензии, эмульсии, пены, пыли, дымы,туманы. Последние три называются аэрозолями.
Суспензии - это неоднородные системы, состоящие из жидкости и взвешенных в ней твердых частиц (жидкость-твердое тело). В зависимости от размеров твердых частых суспензии условно подразделяют на грубые ( > 100 мкм), тонкие (0,5 - 100 мкм) и мути (0,1 - 0,5 мкм).
Эмульсии - это системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости, не растворимой в первой (жидкость-жидкость).Эмульсии устойчивы, если размеры капель 0,4-0,5 мкм
Пены - это системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней пузырьков газа(жидкость-газ). Эти газожидкостные системы по своим свойствам близки к эмульсиям.
Пыли и дымы - это системы, состоящие из газа и распределенных в ней частиц твердого вещества(газ-твердое тело). Размеры твердых частиц пыли от 3 до 70мкм, а у дымов (0,3-0,5мкм).
При образовании дисперсной фазы из частиц жидкости размером (0,3-0,5мкм) возникают системы, называемые туманами(газ-жидкость).
Пыли, дымы и туманы представляют собой аэродисперсные системы, или аэрозоли.
В химической технологии широко распространены процессы, связанные с разделением жидких и газовых неоднородных систем. Выбор метода их разделения обуславливается, главным образом, размерами взвешенных частиц, разностью плотностей дисперсной и сплошной фаз, а также вязкостью внешней фазы.
В химической промышленности широко распространены процессы связанные с разделением жидких и газовых неоднородных систем. Применяют следующие основные методы разделения неоднородных систем:
-
Осаждение (отстаивание);
-
Фильтрование;
-
Центрифугирование;
-
Мокрое разделение.
Осаждение – представляет собой процесс разделения, при котором взвешенные в жидкости или газе твёрдые или жидкие частицы отделяются от сплошной фазы под действием силы тяжести, сил инерции (центробежной силы) или электростатических сил. Осаждение, происходящее под действием силы тяжести, называют отстаиванием. В основном отстаивание применяют для предварительного, грубого разделения неоднородных систем. Соответственно различают гравитационное отстаивание, циклонное и отстойное центрифугирование, электроочистку.
Фильтрование – процесс разделения жидких и газовых неоднородных систем с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкость или газ, но задерживать взвешенные в среде твёрдые частицы. Фильтрование осуществляется под действием сил давления или центробежных сил и применяется для более тонкого разделения суспензий, эмульсий и пылей.
Центрифугирование – процесс разделения суспензий и эмульсий в поле центробежных сил.
Мокрое разделение – процесс улавливания взвешенных в газе частиц какой – либо жидкостью. Оно происходит под действием сил тяжести и сил инерции и применяется для очистки газов и разделения суспензий.