1 Индивидуальные расчетные задания к разделу «гидромеханические процессы»

1.1 Программа раздела

Роль гидромеханических процессов в химической технологии. Классификация и характеристика неоднородных систем. Классификация гидромеханических процессов. Материальный баланс гидромеханических процессов. Основные характеристики потока. Режимы течения. Уравнение неразрывности. Уравнения Навье-Стокса. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Пограничный слой. Внутренняя, внешняя и смешанная задача гидродинамики. Точные решения уравнений движения: течение Пуазейля, Куэтта. Анализ уравнений Навье-Стокса методами теории подобия. Обобщенные (критериальные) уравнения гидродинамики. Основы гидродинамики двухфазных потоков.

Осаждение под действием гравитационных сил. Отстаивание. Физическая сущность процесса и его применение в химической технологии. Скорость осаждения и ее определение. Сопротивление среды, зависимость коэффициента сопротивления от скорости. Критериальное уравнение движения твердой частицы в вязкой несжимаемой жидкости. Стесненное осаждение. Типы отстойных аппаратов для суспензий, эмульсий, пылей. Схема расчета отстойников.

Осаждение под действием центробежной силы. Центрифугирование. Физическая сущность процесса и его применение в химической технологии. Осадительное центрифугирование и циклонный процесс. Сравнение скорости гравитационного и центробежного осаждения. Модифицированный критерий Архимеда. Аппаратура для отстойного центрифугирования. Расход энергии на центрифугирование. Аппаратура для циклонных процессов. Гидроциклоны. Схемы расчетов аппаратов для центробежного осаждения.

Осаждение под действием сил электрического поля. Физическая сущность процесса и его применение в химической технологии. Способы ионизации газов. Скорость осаждения заряженных частиц. Типы электрофильтров. Расход энергии на проведение процесса. Схема расчета электроосадительной аппаратуры.

Фильтрование. Физическая сущность процесса и его применение в химической технологии. Фильтрование под действием перепада давления. Движущая сила, сопротивление и скорость процесса. Основное кинетическое уравнение фильтрования. Режимы постоянного перепада давления и постоянной скорости. Фильтрование с забивкой пор фильтра. Фильтрующая аппаратура. Фильтры для пылей. Периодические и непрерывно действующие фильтры для суспензий. Схема расчета фильтрующих аппаратов.

Фильтрование под действием центробежной силы. Физическая сущность процесса и его применение в химической технологии. Скорость процесса центрифугирования и кинетическое уравнение процесса. Типы фильтрующих центрифуг. Расход энергии на центрифугирование. Схема расчета центрифуг.

Перемешивание в жидкой среде. Физическая сущность процесса и его применение в химической технологии. Интенсивность и эффективность перемешивания. Пневматическое, циркуляционное и механическое перемешивание. Типы механических мешалок. Перемешивание неньютоновских жидкостей. Получение эмульсий и суспензий в аппаратах с мешалками. Критериальная зависимость для выражения мощности механических мешалок через модифицированные критерии Эйлера и Рейнольдса. Схема расчета мешалок.

Псевдоожижение. Физическая сущность процесса и его применение в химической технологии. Гидродинамические основы процесса псевдоожижения. Параметры, характеризующие псевдоожиженный слой. Кривая псевдоожижения. Определение скоростей начала псевдоожижения и начала уноса. Виды структуры псевдоожиженного слоя. Перемешивание зернистого материала и сжижающего агента в псевдоожиженном слое. Схемы расчетов аппаратов с псевдоожиженньм слоем.