- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національний університет харчових технологій затверджую
- •Процеси і апарати біотехнологІчних виробництв методичні рекомендації
- •Київ нухт 2012
- •1. Загальні відомості
- •Розподіл годин за видами занять
- •2. Цілі навчальної дисципліни
- •3. Зміст навчальної дисципліни та види діяльності студентів
- •3.1. Лекційні заняття
- •Лабораторні заняття
- •3.3 Практичні заняття
- •3.4. Індивідуальні завдання
- •Зміст модулів навчальної дисципліни, їх оцінювання в балах, форми і терміни поточного і модульного контролю
- •3 Семестр 2 чверть; 4 семестр 3 і 4 чверть
- •Підсумковий контроль знань, умінь і навичок студентів
- •6. Критерії оцінювання знань, умінь і навичок студентів на іспиті
- •7. Питання для підготовки до іспиту
- •7.1. Загальні питання
- •7.2. Основи гідравліки
- •7.3. Гідромеханічні процеси
- •7.4. Теплові процеси
- •7.5. Масообміні процеси
- •7.6. Біоінженерні процеси
- •8. Виконання індивідуальних завдань.
- •8.1. Завдання на виконання курсової роботи
- •8.1.1. Варіанти індивідуальних завдань на виконання курсової роботи
- •8.1.2. Варіанти номерів теоретичних запитань для відповідей до виконання курсової роботи
- •8.1.3. Запитання до виконання курсової роботи
- •8.2. Приклад розрахунку ферментера для безперервного гомогенного культивування аеробної культури мікроорганізмів глибинним способом
- •8.2.1. Загальні відомості
- •8.2.2. Методика розрахунку мішалок з механічними перемішуючими пристроями
- •8.2.2.1. Конструкції перемішуючих пристроїв
- •8.2.3. Вибір типу перемішувального пристрою
- •8.2.4. Розрахунок потужності при перемішуванні
- •8.2.5. Визначення якості перемішування
- •8.2.5. Суспендування і гомогенізація
- •8.2.7. Інтенсифікація теплообмінну
- •8.2.8. Інтенсифікація масовіддачі
- •8.2.9. Приклад розрахунку Порядок розрахунку апарата з перемішувальним пристроєм
- •8.3. Завдання до практичних занять у 3-й чверті (денна форма навчання) та завдання на виконання контрольної роботи у V семестрі (заочна форма навчання)
- •1. Основи гідравліки
- •Визначаємо надлишковий тиск на вільну поверхню рідини, Па:
- •Визначення тиску на дно резервуару
- •Визначення тиску на дно резервуара, h:
- •Визначення сили тиску на кришку люка.
- •Визначення тиску на дно резервуара, Па
- •Запишемо рівняння рівноваги:
- •Рівень води в барометричній трубі, м
- •Абсолютний тиск в конденсаторі, Па
- •Визначити втрати напору в трубопроводі, м:
- •Задача 5. Визначити режим руху рідини в трубках і міжтрубному просторі кожухотрубного теплообмінника для нагрівання цукрового розчину водою і накреслити схему теплообмінника.
- •Визначення критерію Рейнольдса при русі цукрового розчину:
- •Визначення режиму руху води в міжтрубному просторі.
- •Рівняння Бернуллі для перерізів I-I (рівень води в криниці) і II-II (центр насоса).
- •Розрахунок гідравлічної характеристики н-q трубопроводу.
- •Визначення робочої точки.
- •Визначення потужності на валу насоса, кВт, під час його роботи на трубопровід:
- •Характеристика насоса
- •2. Гідромеханічні процеси
- •Визначення швидкості осідання частинок.
- •Визначення маси освітленої рідини.
- •Визначення площі поверхні відстійника, м2
- •Визначення діаметра відстійника.
- •Визначення об’єму фільтрату Vф, м3/с
- •Визначення питомої продуктивності фільтра за цикл V, м3/м2
- •Визначення тривалості циклу фільтрування ф, с
- •Визначення необхідної площі поверхні барабанного вакуум-фільтра f, м2
- •Визначення частоти обертання барабана п, об/хв
- •Визначення ступеня занурення барабана в суспензію
- •1. Визначення потужності n, кВт на валу повітродувки при пневматичному перемішуванні визначають з рівняння:
- •2. Визначення кількості повітря, що подається в апарат, м3/с
- •1. Визначення відцентрової сили, яку створює шар суспензії с, кН:
- •2. Визначення фактору розділення Kр
- •5. Визначення опору осаду r, м-1
- •3. Теплові процеси Задача №1
- •Визначаємо загальні витрати охолодної води
- •2. Визначаємо питомі витрати охолодної води:
- •Задача №2
- •1. Визначення діаметра конденсатора.
- •2. Визначення кількості полиць і висоти конденсатора.
- •3. Визначення розмірів барометричної труби.
- •4. Визначення діаметрів патрубків.
- •Задача № 3
- •Теплофізичні властивості рідини, що нагрівається.
- •Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі.
- •Задача №4
- •Визначення температурних умов нагріву.
- •Теплове навантаження і кількість нагрітої води.
- •Додатки
- •Теплофізичні властивості води на лінії насичення
- •Теплофізичні характеристики цукрових розчинів
- •9. Література Основна
- •Додаткова
- •Процеси і апарати біотехнологІчних виробництв методичні рекомендації
Визначення робочої точки.
На міліметровому папері побудувати характеристики насоса H–Q i –Q і характеристику H–Q трубопроводу.
Робоча точка знаходиться в місці перетину напірних характеристик Н-Q насоса і трубопроводу.
Визначити параметри насосної установки в робочій точці: напір – Н, м; подачу – Q, м3/с і ККД - , %.
Визначення потужності на валу насоса, кВт, під час його роботи на трубопровід:
, або , (8.5)
де N – потужність на валу насоса, кВт; – густина рідини, кг/м3; Н – напір в робочій точці, м; – ККД установки в робочій точці.
Характеристика насоса
Q, м3/год |
0 |
40 |
80 |
120 |
160 |
200 |
240 |
300 |
H, м |
36 |
40 |
38,5 |
37,5 |
34 |
30 |
25,5 |
20 |
, % |
0 |
39 |
57 |
60 |
73 |
73 |
69 |
65 |
2. Гідромеханічні процеси
Задача 1. Визначити потужність N, яка витрачається на перемішування рідини пропелерною мішалкою.
Вихідні дані: частота обертання n, хв-1; діаметр посудини D, мм; в’язкість рідини , Па·с; густина , кг/м3, діаметр мішалки d=0,3D (табл. 1).
Таблиця 1
Передос-тання цифра шифру |
Задані величини |
Остання цифра шифру |
Задані величини |
||
n, хв-1 |
D, мм |
, кг/м3 |
106, м |
||
1 |
2 |
3 |
5 |
8 |
7 |
0 |
160 |
1800 |
0 |
1050 |
1800 |
1 |
170 |
1850 |
1 |
1045 |
1600 |
2 |
180 |
1900 |
2 |
1150 |
1300 |
3 |
190 |
1700 |
3 |
1030 |
1200 |
4 |
200 |
1750 |
4 |
1080 |
900 |
5 |
210 |
2000 |
5 |
990 |
1000 |
6 |
220 |
1950 |
6 |
1120 |
1050 |
7 |
230 |
1800 |
7 |
890 |
1250 |
8 |
240 |
1850 |
8 |
1100 |
1110 |
9 |
250 |
2000 |
9 |
1060 |
1140 |
Визначаємо діаметр мішалки, м
d=0,3D (1.1)
Знаходимо значення критерію Рейнольдса (Re) для мішалки:
Reм= (1.2)
За значенням Reм знаходимо критерій Ейлера (Euм) для мішалки використовуючи графік Д.3.
За значенням критерію Euм знаходимо потужність(Вт).
Euм= (1.3)
звідки
N= Euмn3d5 (1.4)
Задача 2. Виконати розрахунок і накреслити схему відстійника безперервної дії для освітлення водної суспензії.
Під час розрахунку слід визначити швидкість осідання в гравітаційному полі wос, м/с; масу освітленої рідини Gp, кг/с; площу поверхні відстійника F, м2; діаметр апарата D, м.
Вихідні дані: витрата водної суспензії G, т/год; температура суспензії t, С; концентрація твердої фази у суспензії х1, % мас; концентрація твердої фази у згущеній суспензії х2, % мас; еквівалентний діаметр частинок d, м; густина частинок ч, кг/м3 (табл. 2).
Таблиця 2
Передос-тання цифра шифру |
Задані величи |
Остання цифра шифру |
Задані величи |
||||
G, т/год |
t, С |
х1, % мас |
х2, % мас |
d 106, м |
, кг/м3 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
0 |
20 |
50 |
10,5 |
0 |
25 |
10 |
1150 |
1 |
13 |
30 |
12,0 |
1 |
27 |
15 |
1200 |
2 |
15 |
40 |
12,5 |
2 |
28 |
18 |
1250 |
3 |
10 |
60 |
10,5 |
3 |
22 |
20 |
1300 |
4 |
18,5 |
80 |
8,5 |
4 |
24 |
13 |
1250 |
5 |
18 |
70 |
14,0 |
5 |
30 |
23 |
1320 |
6 |
25 |
40 |
9,0 |
6 |
28 |
25 |
1880 |
7 |
16 |
60 |
13,0 |
7 |
26 |
16 |
1340 |
8 |
13,5 |
70 |
11,5 |
8 |
29 |
28 |
1210 |
9 |
12,0 |
80 |
11,0 |
9 |
18 |
30 |
1280 |