- •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
1. Визначення відцентрової сили, яку створює шар суспензії с, кН:
, (5.1)
де - кутова швидкість барабана, с-1;
- середній радіус шару суспензії, м;
R- внутрішній радіус барабана, м;
- внутрішній радіус шару суспензії, м.
2. Визначення фактору розділення Kр
(5.2)
3. Визначення відцентрового тиску на стінку барабана p, МПа
(5.3)
Визначення обєму фільтрату, який утворюється в період фільтрування, Vф, м3
, (5.4)
де ф- густина води, при температурі t, кг/м3 (табл. Д1);
- маса фільтрату, кг; (x і в масових частках, наприклад x=25мас=0,25м.ч.)
4. Визначення середньої швидкості фільтрування за період фільтрування с,
(5.5)
де F=DH- площа поверхні фільтрування, м2
5. Визначення опору осаду r, м-1
(5.6)
де - коефіцієнт динамічної в’язкості фільтрата (води) при температурі t, . (табл.Д.1)
Задача 6. Виконати розрахунок і накреслити схему циклона для очищення від твердих частинок відпрацьованого повітря після сушарки.
Під час розрахунку слід визначити діаметр циклона D, м; фактор розділення Kр; діаметр центральної вивідної труби dвн, м; висоту циліндричної частини циклона hц,, м; розміри вхідного патрубка прямокутної форми b і h, м; ступінь очищення відпрацьованого повітря , .
Вихідні дані: продуктивність циклона по гарячому повітрю L, кг/год; температура повітря t, оС; відношення гідравлічного опору до густини повітря ; концентрація твердих частинок у відпрацьованому і очищеному повітрі відповідно, x1, x2, кг/м3; колова швидкість повітря в циклоні , м/с; швидкість повітря у вхідному патрубку 1, м/с; швидкість повітря у вивідній трубі 2, м/с.
Таблиця 6
Передостання цифра шифру |
Задані величини |
Остання цифра шифру |
Задані величини |
||||||
t, oC |
W, м/с |
W1, м/с |
W2, м/с |
L, кг/год |
x1, кг/м3 |
x2, кг/м3 |
|
||
0 |
80 |
12 |
19 |
5 |
0 |
15000 |
0,21 |
0,04 |
550 |
1 |
75 |
14 |
18 |
4 |
1 |
25000 |
0,33 |
0,05 |
600 |
2 |
85 |
13 |
20 |
6 |
2 |
16000 |
0,23 |
0,045 |
750 |
3 |
90 |
12 |
18 |
8 |
3 |
24000 |
0,31 |
0,09 |
700 |
4 |
95 |
13 |
19 |
7 |
4 |
17000 |
0,25 |
0,06 |
650 |
5 |
100 |
14 |
20 |
4 |
5 |
23000 |
0,35 |
0,055 |
550 |
6 |
85 |
12 |
19 |
5 |
6 |
18000 |
0,19 |
0,042 |
750 |
7 |
90 |
14 |
18 |
6 |
7 |
22000 |
0,37 |
0,065 |
600 |
8 |
75 |
13 |
20 |
8 |
8 |
19000 |
0,40 |
0,06 |
700 |
9 |
80 |
14 |
18 |
7 |
9 |
21000 |
0,45 |
0,105 |
650 |
Визначення діаметра циклона D, м
, (6.1)
де - об’ємна витрата повітря, м3/с;
- густина гарячого повітря, кг/м3;
- умовна швидкість повітря в циклоні, м/с;
- коефіцієнт гідравлічного опору циклона (приймаємо =160).
Примітка. Чисельні значення діаметрів D і d в мм округлюємо до більшого числа, кратного 100 (наприклад, D=1,56м- приймаємо D=1600 мм)
Визначення фактора розділення
, (6.2)
де R- радіус циклона, м.
Визначення діаметра вивідної труби d, м
(6.3)
Визначення висоти циліндричної частини циклона hц, м
, (6.4)
де r – радіус вивідної труби, м;
- робочий об’єм циклона, м3;
- тривалість перебування повітря в циклоні, с;
- кількість обертів повітря в циклоні.
Визначення розмірів вхідного патрубка прямокутної форми за умови h=2b м
(6.5)
де b- ширина патрубка, м.
h- висота патрубка, м.
Визначення ступеня очищення відпрацьованого повітря ,
(6.6)