Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Выписка из Постановления Министерства юстиции Республики Беларусь от 19 января 2009 г. № 4 "Об утверждении Инструкции по делопроизводству в госу...полностью>>
'Документ'
22-23 сентября 2011 года на базе Института филологии и социальных коммуникаций Бердянского государственного педагогического университета состоится Ме...полностью>>
'Документ'
Номенклатура дел – систематизированный перечень заголовков наименований дел, заводимых в структурных подразделениях ГУЗ «СОКБ №1», с указанием сроков...полностью>>
'Документ'
Бодуэн де Куртенэ был одним из самых влиятельных лингвистов России конца 19 – начала 20 в. Многие его идеи носили глубоко новаторский характер и значи...полностью>>

Методические указания и контрольные задания для студентов -заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 240404

Главная > Методические указания
Сохрани ссылку в одной из сетей:

САЛАВАТСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

Процессы и аппараты

Методические указания и контрольные задания для студентов –заочников

образовательных учреждений среднего профессионального образования

по специальности 240404

«Переработка нефти и газа»

Салават 2007

Методические указания составлены в соответствии с примерной программой по дисциплине «Процессы и аппараты» по специальности №240404
« Переработка нефти и газа»

Заместитель директора

по учебной работе

____________.Бикташева Г.А.

Составитель:

преподаватель

Салаватского индустриального колледжа Т.П. Клыкова

Ответственный за выпуск

Методист заочного отделения Салаватского

индустриального колледжа А.Б.Денисов

Рецензент

преподаватель

Салаватского индустриального колледжа Н.Н.Агибалова.

Рассмотрено на заседании ПЦК химико-технологических дисциплин

Протокол №___ от______________

Председатель предметной комиссии

___________________Савина С.Б.

СОДЕРЖАНИЕ

  1. Введение 4

  1. Примерная программа учебной дисциплины 6

  1. Задания для контрольных работ 37

  1. Примерный перечень лабораторных работ

и практических занятий 51

  1. Курсовое проектирование 53

  1. Перечень рекомендуемой литературы 54

1 Введение

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ СПО, утверждённым 06.02.2002 г., регистрационный номер № 12-2505-Б и примерной программой базового уровня среднего профессионального образования.

Курс «Процессы и аппараты» является составной частью комплекса дисциплин, которые должен изучать техник, занимающийся переработкой нефти и газа.

Учебная дисциплина «Процессы и аппараты» является общепрофессиональной, устанавливающей базовые знания для освоения специальных дисциплин.

Дисциплина «Процессы и аппараты» предусматривает изучение студентами теоретических основ технологических процессов нефтегазопереработки, устройства и работы основных аппаратов и оборудования, методов их расчета.

В результате изучения дисциплины студент должен

иметь представление о:

  • основных направлениях развития технологии нефтегазопереработки и нефтехимического аппаратостроения;

  • международной, межгосударственной и национальной системах стандартизации и сертификации;

  • методах сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу;

знать и уметь использовать:

  • классификацию процессов и аппаратов;

  • физические свойства нефти и нефтепродуктов;

  • теоретические основы процессов нефтегазопереработки;

  • конструктивные особенности, принцип действия, правила технической эксплуатации оборудования и аппаратов технологических установок;

  • технологические расчеты аппаратов;

  • правила выбора аппаратов и оборудования;

  • информационные технологии при выполнении расчетных и экспериментальных задач в области процессов и аппаратов;

  • меры по охране окружающей среды при эксплуатации различного технологического оборудования.

Примерная программа рассчитана на 268 часов. Программой предусматривается проведение лабораторных, практических и контрольных работ. Эти виды учебной работы прививают студентам навыки самостоятельной работы, а также способствуют закреплению пройденного материала. Количество часов на лабораторно-практические занятия –18.

По окончании теоретического курса студенты выполняют курсовой проект (40 часов), представляющий собой расчет одного из изученных технологических процессов и аппаратов, в котором осуществляется данный процесс. Количество часов на курсовое проектирование определяет образовательное учреждение с учётом специфики обучаемого контингента.

При всех расчетах необходимо применять систему СИ, а при выполнении графических работ и оформлении текстовых материалов – соблюдать требования ЕСКД.

Изучать материалы курса рекомендуется в следующей последовательности:

  1. Прочитать методические указания по данной теме и учесть их при изучении материала темы по рекомендованной литературе.

  2. Составить краткий конспект по теме.

  3. Ответить на вопросы для самоконтроля.

  4. Выполнить контрольную работу.

2 Примерная программа учебной дисциплины

Примерный тематический план

Наименование разделов и тем

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

Всего

В том числе

Лабораторные работы

Практические занятия

1

2

3

4

Введение

4

Раздел 1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

66

18

12

1.1 Основы гидравлики

32

8

8

1.2 Насосы и компрессоры

24

6

4

1.3 Гидравлика сыпучих материалов

10

4

Раздел 2 ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

60

6

26

2.1 Основы теплопередачи

16

4

2.2 Теплообменные аппараты

20

6

10

2.3 Трубчатые печи

24

12

Раздел 3 МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

84

12

26

3.1 Основы теории массопередачи

12

4

3.2 Теория перегонки

22

6

12

3.3 Ректификация

36

6

10

3.4 Абсорбция и десорбция

6

3.5 Экстракция

6

3.6 Адсорбция

2

Раздел 4 ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

14

4.1 Основы ведения химических процессов

4

4.2 Реакторные устройства

10

Курсовое проектирование

40

Всего по дисциплине

268

36

64

Содержание учебной дисциплины и методические указания

Введение

В результате изучения дисциплины

Студент должен:

знать:

- сущность и задачи дисциплины;

- основные единицы величин Международной системы единиц (СИ);

уметь:

  • применять основные законы физики при составлении материальных и тепловых балансов;

  • переводить единицы измерения СИ в единицы других систем и наоборот.

Сущность и задачи дисциплины «Процессы и аппараты» и связь с другими дисциплинами. Значение дисциплины в подготовке техников по специальности 2505 «Переработка нефти и газа». Задачи дальнейшего совершенствования химического машиностроения в соответствии с развитием нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Основные направления в развитии нефтегазоперерабатывающих и нефтехимических производств: интенсификация технологических процессов и оборудования; механизация и автоматизация; замена периодических процессов непрерывными; внедрение прогрессивных форм организации труда, автоматизированных систем управления производством. Предупреждение возможных выбросов в атмосферу.

Конституция РФ об охране окружающей среды. Классификация основных процессов и аппаратов. Общие принципы расчета химического оборудования: материальный и тепловой баланс, кинетика и статика процесса. Международная, межгосударственная и национальная системы стандартизации и сертификации.

Методические указания

Студенты должны знать сущность и задачи дисциплины, основные единицы величин Международной системы единиц (СИ), должны уметь применять основные законы физики при составлении материальных и тепловых балансов, переводить единицы измерения СИ в единицы других систем и наоборот.

О применении основных физических законов в изучении процессов, об общих принципах составления материальных и тепловых балансов, об общих методах расчета аппаратуры и о системах размерностей просчитайте в учебнике 1.

Практика показывает, что большая часть ошибок при решении задач по курсу связана именно с размерностями, поэтому размерностям физических величин нужно постоянно уделять большое внимание.

Вопросы для самоконтроля

  1. Значение нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности в экономике Российской Федерации.

  2. В чем заключается сущность и задачи дисциплины.

  3. Приведите классификацию основных процессов и аппаратов.

  4. Каковы достижения в области нефтяного аппаратостроения в России и за рубежом?

  5. Какие основные физические законы применяются при изучении дисциплины?

  6. Что является основой материального баланса, как его составляют?

  7. Что является основой теплового баланса, как его составляют?

  8. В чем заключается расчет аппарата?

  9. Каково значение Международной системы единиц (СИ)?

  10. Какие основные и дополнительные единицы входят в систему СИ?

Литература :[1], с. 6-18; [2], с. 3-8, с. 22-33; [3], с. 13-22.

Раздел 1

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Тема 1.1 Основы гидравлики

Студент должен:

знать:

  • основные свойства жидкостей зависимость этих свойств от тем­пературы и давления;

  • свойства нефтепродуктов, зависимость этих свойств от температуры и давления;

  • определение гидростатического давления, абсолютного, избыточ­ного и вакуумметрического давления;

уметь:

  • определять свойства жидкостей в зависимости от температуры и давления;

  • находить свойства нефтепродуктов по справочникам и рассчитывать по формулам;

Жидкости капельные и упругие, их основные свойства: плотность, вязкость, поверхностное натяжение. Зависимость этих свойств от температуры и давления. Свойства нефтепродуктов: средняя температура кипения, средняя молекулярная масса, плотность, вязкость, теплопроводность, теплоемкость, энтальпия; нахождение этих свойств по справочной литературе и расчет по формулам. Гидростатическое давление. Давление абсолютное и избыточное. Понятие о вакууме. Давление жидкости на дно сосуда, Гидравлические элементы потока жидкости: живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, эквивалентный диаметр. Расход жидкости и средняя скорость. Уравнение расхода. Материальный баланс потока (уравнение неразрывности потока). Удельная энергия жидкости. Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости (без вывода) и его физическая сущность. Измерение скоростей и расходов жидкости: пьезометрические трубки, диафрагма. Два режима движения жидкости. Критерий Рейнольдса и критическая скорость. Понятие о теории подобия. Критерии подобия гидравлических процессов. Потери напора и давления на трение по длине потока и в местных сопротивлениях. Истечение жидкостей из отверстий и через водосливы. Понятие о пленочном движении жидкости. Движение жидкости по трубопроводам. Расчет простого трубопровода. Гидравлический удар в трубопроводах. Способы герметизации. Арматура: запорная, предохранительная, регулирующая.

Практические занятия №1.

Лабораторные работы №1.

Методические указания

При изучении материала данной темы следует обратить внимание на размерность величин основных свойств жидкостей (капельных и упругих).

Для нефтепродуктов часто встречается понятие относительной плотности.

Относительной плотностью ρ называется отношение плотности вещества при 20˚ С к плотности дистиллированной воды при температуре 4˚ С.

Известно, что плотность жидкости с повышением температуры уменьшается.

Плотность газов зависит от температуры и давления: с увеличением температуры плотность газов понижается, а с увеличением давления – плотность увеличивается. Плотность газов при любых температурах и давлении определяется по уравнению:

То · Р М 273 · Р кг

Ρt = ------------ = ----------- · -----------------, --------

Т · Ро 22,4 Т · 0,1 · 10 м3

где М – молекулярная масса газа, кг/моль;

Т – абсолютная температура системы, К;

Р – давление системы, МПа.

С изменением температуры изменяется и вязкость жидких веществ с увеличением температуры уменьшается , газообразных – увеличивается.

При изучении гидростатики необходимо понять, что гидростатическое давление – это давление внутри жидкости, размерность его в системе СИ – н/м=Па

Свойства гидростатического давления являются очень важными для изучения дальнейшего материала. Обратите внимание на то, что:

  1. гидростатическое давление внутри жидкости распространяется во все стороны с одинаковой силой;

  2. гидростатическое давление всегда действует по нормали к поверхности, воспринимающей это давление.

Важным понятием, часто встречающимся в практике, является расход. Расходом называется количество жидкости, проходящее через поперечное сечение потока в единицу времени.

Расход бывает объемный

Q = w · S,

где Q – объемный расход, м/с;

w – средняя линейная скорость, м/с;

S – площадь поперечного сечения, м,

и массовый

G = W · S,

Где G – массовый расход жидкости, кг/с;

W – массовая скорость движения жидкости, кг/м· с.

Между массовой и линейной скоростью существует зависимость:

W = w · ρ,

Где ρ – плотность жидкости, кг/м.

Очень важным является изучение уравнения неразрывности потока и уравнения Бернулли. Этот материал является основным при изучении теоретических основ гидромашин.

Уравнение неразрывности потока позволяет определить расход жидкости и выразить скорость движения жидкости в одном сечении через скорость движения жидкости в другом сечении:

Q = W · S = W · S= const;

G = S · W · ρ = S· W· ρ = const.

Это уравнение неразрывности потока при установившемся движении жидкости.

Уравнение Бернулли (энергетический баланс потока) справедливо только для установившегося движения жидкости.

Согласно уравнению Бернулли, при движении идеальной жидкости, сумма геометрического, пьезометрического и скоростного напоров во всех сечениях потока является постоянной величиной, т.е.

где z – геометрический напор, м;

- пьезометрический напор, м;

- скоростной напор, м.

Для реальной жидкости уравнение Бернулли имеет вид:

где h- потерянный напор, м.

Таким образом, при установившемся движении реальной жидкости сумма геометрического, пьезометрического, скоростного и потерянного напоров в любом сечении потока является величиной постоянной.

Студентам необходимо знать режимы движения жидкости, критерий Re, которые характеризует режим движения жидкости.

Вопрос определения потерь напора на трение по длине потока и в местных сопротивлениях практически очень важен, поэтому должен быть изучен с большим вниманием. Необходимо обратить внимание, что при определении потерь напора имеют дело с коэффициентом трения .

При ламинарном движении значение  зависит только от величины критерия Re и определяется по уравнению Стокса:

 = .

При турбулентном режиме движения жидкости  зависит от критерия Re и шероховатости стенок трубопровода. Существует очень много формул, с помощью которых можно определить . Обратите внимание на то, что каждая формула имеет свои границы применения.

Коэффициенты местного сопротивления обычно определяются опытным путем. При расчетах значения коэффициентов местных сопротивлений можно брать из таблиц учебников 1.

Для расчета трубопроводов используются ранее изученные закономерности гидродинамики. Правильность расчета проверяется по величине потери давления в трубопроводе, потери должны быть умеренными примерно 5-15% от давления нагнетания.

Вопросы для самоконтроля

  1. В чем состоит различие между капельными и упругими жидкостями?

  2. Дайте определение основных свойств жидкостей.

  3. Как изменяется плотность с изменением температуры?

  4. Как изменяется вязкость с изменением температуры?

  5. Какова зависимость между плотностью и удельным весом?

  6. Что называется относительной плотностью?

  7. Как определить плотность вещества, если известна его относительная плотность?

  8. Что такое гидростатическое давление? Его свойства, размерность.

  9. Что такое абсолютное давление, избыточное, вакуум?

  10. Как производится измерение избыточного давления и вакуума?

  11. Что называется расходом жидкости? Какова зависимость между объемным и массовым расходом?

  12. Что понимается под средней скоростью потока?

  13. Выведите уравнение неразрывности потока жидкости. Какова его физическая сущность?

  14. Напишите уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости. Какова их физическая сущность?

  15. Какие существуют режимы движения жидкости?

  16. Как определить режим давления жидкости?

  17. Как определяются потери напора на трение по длине потока и в местных сопротивлениях?

  18. Как определяются коэффициенты трения и коэффициенты местных сопротивлений?

  19. Выведите формулу скорости и расхода идеальной жидкости при истечении через отверстие в днище сосуда.

  20. Как определяется расход и скорость при истечении реальной жидкости?

  21. Как классифицируются трубопроводы?

  22. Какой трубопровод называется простым?

  23. Напишите основные формулы, которые применяются при расчете простого трубопровода.

  24. В чем сущность гидравлического удара в трубопроводах?

  25. Каковы меры борьбы с гидравлическим ударом?

Литература :[1], с. 19-67; [2], с. 9-22;[3], с. 121-171;с. 184-187.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 240404 «Переработка нефти и газа»

    Методические указания
    Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников со­ставлены на основе ГОС СПО по специальности240404 «Переработка нефти и газа» и примерной программы по дисциплине «Химия и технология нефти и газа» базового уровня СПО.
  2. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального колледжа по специальностям 030503 Правоведение

    Методические указания
    Государственный образовательный стандарт среднего специального образования РФ, формирующий государственные требования по минимуму содержания и уровню подготовки специалистов, включает в обязательный минимум специальных дисциплин курс

Другие похожие документы..