Контрольная 1 задачи

1. Расчет емкостных реакторов-котлов
Емкостные реакторы-котлы широко используются в химической и других отраслях промышленности для проведения гомогенных и гетерогенных химических реакций в жидкой среде. Реакторы этого типа могут работать как в периодическом, так и в непрерывном режиме. Для иллюстрации на рис. 1 представлена типичная конструкция реактора-котла. Эти аппараты стандартизованы в диапазоне объемов от 0,1 до 200 м3 и изготовляются на рабочее давление от 0,1 до 10 МПа. В табл. 1 представлены технические характеристики наиболее распространенных стандартизованных реакторов-котлов.

Основные технические данные реакторов-котлов с эллиптическими

Таблица 1.Основные технические данные реакторов-котлов с эллиптическими
днищами и крышками

Расчет емкостных реакторов-котлов

Рис. 1. Емкостный реактор-котел:
1 - привод мешалки (мотор-редуктор); 2-стойка; -3 - подшипниковая опора; 4, 5t 9, 10 - штуцеры для реагентов, продукта и теплоносителя; 6 - труба передавливания; 7- теплообменная рубашка; 8- опора; 11 - мешалка; 12 - корпус; 13 - отражательная перегородка; 14- опора-лапа; 15- вал мешалки; 16- люк; 17- уплотнение вала; 18- муфта

Задача 1. Рассчитать и подобрать нормализованный реактор-котел периодического действия по исходным данным табл. 1.
Таблица 1. Исходные данные к задачам 1 – 4

Исходные данные к задачам 1 – 4

Примечание. G - производительность по реакционной массе; хн - начальная концентрация реагирующего вещества; х - степень превращения; Кр1 - константа скорости реакции первого порядка; tp - температура реакции; Р- давление в реакторе: рж - плотность; мж - вязкость; Сж - теплоемкость; лж - теплопроводность.

Пример 1. Рассчитать и подобрать нормализованный реактор – котел периодического действия для переработки 85кг/ч реакционной массы.
Исходные данные. Начальная концентрация реагирующего вещества хн = 0,17 кмоль/м3. Степень превращения х =0,7. Константа скорости реакции, протекаюшей по первому порядку, КР1 = 5,5 10-5 кмоль/(м2 с); температура реакции 120 С; давление в реакторе 0,25MПа; рж = 1050 кг/м3; мж = 0,015 Па с; сж = 1900 Дж/(кг К);
л = 0,18 BT/(M-K).

Скачать пример решения задачи 1(111.05 Кб) скачиваний339 раз(а)

2. Расчет мощности привода реактора-котла.

Задача 2. Рассчитать мощность привода реактора-котла с мешалкой по исходным данным табл. 2.

Рассчитать мощность привода реактора-котла с мешалкой по исходным данным табл. 2.

Таблица 2. Исходные данные к задачам 1 - 6
Примечание. D - внутренний диаметр аппарата; H1- высота мешалки; dM -диаметр мешалки; ? - плотность реакционной массы; ? - вязкость реакционной массы; n - частота вращения мешалки.

Пример 2. Расчет мощности привода реактора-котла с рамной мешалкой
Исходные данные. Плотность реакционной смеси ?= 900 кг/м3; ? = 20 Па с; п = 0,834 об/с. Диаметр мешалки dм = 0,9 м и аппарата D = 1,0 м. Высота мешалки Н1 = 6,85м.

Скачать пример решения задачи 2(24.35 Кб) скачиваний288 раз(а)

3. Расчет на прочность основных элементов реактора - котла с рубашкой.
Задача 3. Рассчитать на прочность основные элементы (цилиндрической рубашки, корпуса, эллиптического днища) реактора-котла по исходным данным табл. 3.

Рассчитать на прочность основные элементы (цилиндрической рубашки, корпуса, эллиптического днища) реактора-котла по исходным данным табл. 3.

Таблица 3. Исходные данные к задачам 1 - 4

Примечание. D - внутренний диаметр реактора; D1 - внутренний диаметр рубашки; l - расчетная длина цилиндрической обечайки аппарата; Р - давление в реакторе; Рр - давление в рубашке; t - температура в реакторе; tр - температура в рубашке.
g - допускаемое напряжение для материала обечайки, если избыточное внутреннее давление в реакторе и рубашке, то gр - принимается допускаемое напряжение на растяжение, МПа –найти из справочников для своего материала.
Пример 3. Исходные данные. Внутренний диаметр котла D = 1000 мм, рубашки – D1 = 1100 мм (см. рис. 5.1), расчетная длина цилиндрической обечайки корпуса аппарата l= 960 мм, давление в корпусе аппарата избыточное 0,3 МПа, вакуумметрическое до 0,08 МПа; температура в корпусе аппарата 160°С, в рубашке - 1600С; давление в рубашке 0,6 МПа.

Скачать пример решения задачи 3(48.53 Кб) скачиваний232 раз(а)

4. Расчет вала мешалки на виброустойчивость.

Задачи4. Проверить на виброустойчивость вал мешалки реактора – котла по исходным данным табл. 4.
Таблица 4. Исходные данные к задачам 1 – 4.

Расчет вала мешалки на виброустойчивость.

Примечание. dв – диаметр вала, м; l – длина вала; а – длина консоля вала; mМ – масса лопасти мешалки; nр – рабочая частота вращения вала.

Пример 4. Работа вала при критической угловой скорости вращения недопустимо, так как при этом возрастает амплитуда вибрации и в итоге возможно разрушение вала. вследствие неточности расчета и изготовления валов опасна также работа вала вблизи критической скорости. Таким образом, существует область опасной работы вала по его вибрации.

Скачать пример решения задачи 4(11.56 Кб) скачиваний253 раз(а)

 

Комплексный расчет теплообменника

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Задачи 1- 16. Подобрать теплообменник, работающий при условиях, приведенных в табл. 2. Условные обозначения в табл. 2:
G1 - расход одного из теплоносителей в кг/сек; 
Т1 и Т2 - начальная и конечная температуры первого из теплоносителей, в °К;
Р1 - избыточное давление первого теплоносителя в н/м2;
Т'1 и Т'2 - начальная и конечная температуры второго тепло¬носителя; в °К; 
Р2 - избыточное давление второго теплоносителя в н/м2;
В случае конденсации или испарения, температуры, не указанные в табл. 2, определяются по величине давления данного теплоносителя.
Основные данные различных теплообменников, необходимые для решения задач, приведены в табл. 3- 8.
В табл. 3-6 верхнее число - площадь поверхности теплообменника F в м2; нижнее число - длина труб l в мм.

Подобрать теплообменник, работающий при условиях

Пример 5. Подобрать нормализованный теплообменник для нагрева воздуха, работающий при следующих условиях: расход воздуха Gв = 7,22 кг/сек; давление воздуха абсолютное р = 2 х105 н/м2 начальная температура воздуха Т1 = 293° К; конечная температура воздуха Т2 = 423° К; теплоноситель - насыщенный водяной пар.

Скачать пример выполнения задачи(143.45 Кб) скачиваний284 раз(а)

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Схема фильтр-пресса, принцип его работы, область применения.
2. Схема действия барабанного вакуум-фильтра с наружной поверхностью фильтрования.
3. Ленточный вакуум-фильтр, принцип его работы.
4. Порядок расчета фильтрующей центрифуги непрерывного действия.
5. Гидроциклоны, принцип их работы и область применения.
6. Схема батарейного циклона и принцип его работы.
7. Физические основы электрической очистки газов.
8. Критериальные уравнения для определения мощности на перемешивание в жидкой фазе механическими мешалками.
9. Турбинные мешалки для перемешивания в жидких средах. Область их применения.
10. Пневматическое перемешивание. Область применения, устройство, оценка качества перемешивания.
11.Осаждение шарообразных частиц в поле действия сил тяжести. Расчет скорости осаждения. Зоны осаждения и коэффициент сопротивления. Метод определения скорости осаждения по Лященко.
12. Осаждение шарообразных части в центробежном поле. Циклонный пресс. Методика расчета циклона.
13. Мокрая очистка газов. Классификация аппаратов для мокрой очистки газов.
14. Электрическая очистка газов. Область применения, способы очистки. Устройство электрофильтров.
15. Критерии гидродинамического подобия и их физический смысл.
16. Классификация жидких неоднородных систем. Способы разделения. Материальный баланс процессов разделения.
17. Конструкция отстойников (с наклонными полками, конусный отстойник, с коническими тарелками, со скребками).
18. Центрифугирование. Центробежная сила. Классификация центрифуг. Индекс производительности центрифуг.
19. Дифференциальное уравнение фильтрования. Преобразование этого уравнения для режима работы с постоянным перепадом давления и режима постоянной скорости фильтрования.
20. Расчет производительности осадительных и фильтрующих центрифуг.
21. Классификация насосов и их основные характеристики.
22. Устройство и принцип действия центробежных насосов.
23. Работа центробежного насоса на сеть. Определение рабочей точки. Регулирование производительности насоса.
24. Основное уравнение центробежных машин. Законы пропорциональности.
25. Совместная работа насосов. Параллельное и последовательное соединение.
26. Конструкция осевых, вихревых и струйных насосов.
27. Насосы для перекачивания загрязненных и химически агрессивных жидкостей. Их конструкция.
28. Принцип действия и конструкция поршневого насоса. Насосы простого и двойного действия.
29. Диаграмма подачи поршневого насоса простого и двойного действия. Способы уменьшения неравномерности подачи поршневых насосов.
30. Конструкция объемных роторных насосов. Шестеренные, пластинчатые и винтовые насосы.
31. Сравнительный анализ работы насосов объемного и динамического действия.
32. Классификация компрессорных машин и их основные характеристики.
33. Принцип действия и теоретическая диаграмма работы поршневого компрессора.
34. Действительная диаграмма работы поршневого компрессора. Производительность компрессора.
35. Многоступенчатое сжатие газа в поршневых компрессорах.
36. Конструкция роторных компрессоров. Пластинчатые, водокольцевые компрессоры и компрессор с двумя вращающимися поршнями.
37. Конструкция центробежных компрессоров. Турбогазодувки, турбокомпрессоры и вентиляторы.
38. Конструкция осевых компрессоров и вентиляторов.
39. Конструкция вакуум-насосов и их характеристики.
40. Сравнительный анализ работы компрессорных машин.
41. Дифференциальное уравнение теплопроводности в неподвижной среде.
42. Теплопроводность плоской и цилиндрической стенок.
43. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа.
44. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена.
45. Критерии теплового подобия и их физический смысл.
46. Теплоотдача при конденсации насыщенных паров.
47. Формула для определения коэффициента теплоотдачи при конденсации пара на вертикальной поверхности.
48. Теплоотдача при кипении жидкости.
49. Формула коэффициента теплопередачи для плоской одно- и многослойной стенок.
50. Формулы для определения движущей силы процесса теплопередачи для различных направлений движения теплоносителя.
51. Уравнение теплового баланса теплообменного аппарата.
52. Нагревание острым паром. Расход пара на нагревание.
53.Высокотемпературные теплоносители, применяемые в химической промышленности.
54. Вывод уравнения средней движущей силы для прямотока при переменных температурах теплоносителей.
55. Методика расчета поверхностного конденсатора.
56. Способы крепления тонких труб в трубных решетках теплообменников.
57. Спиральные теплообменники, их достоинства и недостатки.
58. Нагревание электрическим током. Способы нагревания.
59. Кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой и область их применения.
60. Нагревание дымовыми газами.
61 Принцип работы вертикального выпарного аппарата с центральной и выносной циркуляционной трубой.
62. Материальный и тепловой баланс однокорпусной выпарной установки.
63. Схема и принцип работы прямоточного (пленочного) выпарного аппарата. Сепарационные устройства.
64. Материальный баланс многокорпусной выпарной установки. Предварительное распределение количества
65.Тепловой баланс многокорпусной выпарной установки. Определение расхода греющего пара для любого (кроме первого) корпуса установки.
66. Коэффициенты испарения и самоиспарения в многокорпусной выпарной установке. Предельное число корпусов.
67. Температурные потери в многокорпусной выпарной установке. Способы их определения.
68. Общая и полезная разность температур многокорпусной выпарной установки.
69. Способы распределения полезной разности температур по корпусам выпарной установки.
70. Определение расхода греющего пара для первого корпуса многокорпусной выпарной установки.
71. Способы выражения состава фаз двухкомпонентных систем.
72. Материальный баланс массообменных процессов.
73. Первый закон Фика. Коэффициент молекулярной диффузии.
74. Физический смысл коэффициентов массопередачи и массоотдачи.
75. Критерии диффузного подобия. Их физический смысл.
76. Движущая сила массообменных процессов. Способы выражения.
77. Выведите уравнение аддитивности фазовых сопротивлений.
78 Закон Генри. Системы, для которых справедлив закон Генри.
79. Материальный баланс, понятие рабочей линии процесса абсорбции.
80. Минимальный и оптимальный расходы абсорбента.
81. Особенности гидродинамических режимов работы насадочных колонн.
82. Особенности гидродинамических режимов тарельчатых абсорберов.
83. Принцип ректификации. Схема ректификационной колонны с указанием потоков жидкости и пара.
84.Законы Коновалова и Вревского.
85.Схема установки непрерывной ректификации бинарной смеси.
86.Допущения, принимаемые при анализе работы ректификационной колонны.
87.Материальный баланс ректификационной колонны.
88.Вывод уравнений рабочих линий для укрепляющей и исчерпывающей частей ректификационной колонны.
89. Минимальное и рабочее флегмовое число.
90. Способы определения оптимального флегмового числа.
91. Определение расхода греющего пара для проведения процесса ректификации.
92. Тепловой баланс ректификационной колонны.
93. Влияние флегмового числа на высоту ректификационной колонны и расход греющего пара.
94. Особенности экстрактивной и азеотропной ректификации.
95. Схемы проведения жидкостной экстракции, области применения.
96. Законы распределения в процессе экстракции, его ограничения. Изотермы экстракции.
97. Трехугольная диаграмма Гиббса. Определение состава и количества фаз с помощью диаграммы в процессе экстракции.
98. Выбор растворителя (экстрагента).
99. Способы проведения жидкостной экстракции.
100. Кинетика жидкостной экстракции, лимитирующие стадии процесса.
101. Конвективная сушка. Схема установки. Другие способы сушки.
102. Основные параметры влажного воздуха. Их взаимосвязь и определение по I-X диаграмме Рамзина.
103. Понятие “температура точки росы” и “температура мокрого термометра” и определение их по I-X диаграмме влажного воздуха.
104. Изображение на I-X диаграмме процессов нагревания, охлаждения, конденсации, смешивания влажного воздуха и процесса адиабатической сушки.
105. Изображение на I-X диаграмме Рамзина процесса сушки с частичной рециркуляцией воздуха.
106. Уравнение материального баланса процесса сушки.
107. Уравнение теплового баланса воздушной конвективной сушилки. Внутренний баланс сушильной камеры.
108. Изображение процессов сушки на диаграмме I-X при ? > 0.
109. Изображение процессов сушки на диаграмме I-X при ? < 0.
110. Форма связи влаги с материалом в процессе сушки.
111. Кривая сушки влажного материала. Периоды сушки.
112. Кривая скорости сушки. Потенциал сушки.
113. Интенсивность испарения влаги для различных периодов сушки.
114. Продолжительность сушки для различных периодов сушки.
115. Конструкции камерных конвективных сушилок.
116. Конструкции ленточных и петлевых конвективных сушилок.
117. Конструкции барабанных сушилок.
118. Сушилки с кипящим “слоем”.
119. Пневматические сушилки.
120. Процесс адсорбции, его суть и применение.
121. Виды промышленных адсорбентов и их характеристика.
122. Статическая и динамическая активность адсорбента.
123. Равновесная характеристика процесса адсорбции. Уравнения изотерм адсорбции.
124. Понятие “сорбционной волны” или “фронта сорбции”.
125. Понятие “время защитного действия адсорбента”. Уравнение Шилова.
126. Массопередача при адсорбции.
127. Стадии работы адсорбента периодического действия.
128. Схема и описание работы адсорбера с неподвижным слоем адсорбента.
129. Схема и описание работы адсорбера с движущимся слоем адсорбента.
130. Схема и описание работы адсорбера с “кипящим” слоем адсорбента.

   

Гидромеханические процессы. Перемещение жидкостей, сжатие и перемещение газов

11-20. Рассчитать трубопровод и подобрать центробежный насос для подачи жидкости с начальной температурой t при расходе из емкости в колонну. Коэффициент сопротивления теплообменника. Разность уровней в сосудах h, давление в колонне рк, в емкости ро, высота всасывания hвс. Трубопровод состоит из трех участков, длина которых lв, lн1, lн2 (рис. 1). Коэффициент сопротивления обратного клапана с сеткой принять равным 7,0.

Рис.1. К заданию 11-20: 1 – приемный (обратный) клапан с сеткой-фильтром, 2 – центробежный насос, 3 – теплообменник, 4 – колонна
Исходные данные приведены в таблицах 8а – 8б.

Пример расчёта заданий 11-20.

Рассчитать трубопровод и подобрать центробежный насос для подачи уксусной кислоты 70%-ной с начальной температурой 20°С при расходе Q=72 м3/ч из емкости в колонну. Коэффициент сопротивления теплообменника 28. Разность уровней в сосудах h = 18 м, давление в колонне рк(изб)=0,015МПа, в емкости ро = 740мм.рт.ст. Трубопровод состоит из трех участков, длина которых lв=12м, lн1=18м, lн2=50м (рис.1). Коэффициент сопротивления обратного клапана с сеткой принять равным 7,0. Материал трубопровода – углеродистая сталь, относительная шероховатость трубы 0,5мм.

Скачать данный пример решения заданий 11-20(58.93 Кб) скачиваний349 раз(а)

 

1 Задание на расчет выпарной установки

Произвести расчет трехкорпусной выпарной установки, нарисовать эскиз выбранного типового аппарата.
Исходные данные:

расчет трехкорпусной выпарной установки, нарисовать эскиз выбранного типового аппарата.

Схема работы прямоточная. Раствор поступает в 1 корпус при температуре кипения. Нагревательные трубы - стальные, диаметром 38x2 мм. Высота труб Н=4м. Давление греющего пара Ргр =1 МПа.

Содержание расчета
1. Материальный баланс
1.1 Общее количество вторичного пара.
1.2 Количество объема по корпусам.
1.3 Концентрация по корпусам
2. Определение
2.1 Распределение давлений и температур по корпусам.
2.2 Гидравлическая депрессия
2.3 Гидростатическая депрессия
2.4 Температурная депрессия
2.5 Общая
3. Расчет кинетических коэффициентов.
1.1 Определение параметров кипящего раствора и концентрации пара.
1.2 Составление уравнений для К(а)
1.3 Определение удельной нагрузки и К.
2. Расчет тепловой нагрузки по корпусам.
3. Расчет основных
3.1 Распределение
3.2 Вычисление F корпусов.
8. Литература.

   

Cтраница 1 из 3

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат