БИЛЕТЫ. Классификация основных процессовв химикофармацевтической технологии
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
БИЛЕТ 1 Классификация основных процессовв химико-фармацевтической технологии. 1) Гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидромеханики. К этим процессам относятся транспортирование жидкостей и газов, получение и разделение жидких и газовых неоднородных систем. 2) Тепловые процессы, скорость которых определяется законами переноса теплоты. К этим процессам относятся нагревание и охлаждение жидкостей и газов, конденсация паров, кипение жидкостей. 3) Массообменные процессы , скорость которых определяется законами переноса массы из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. К этим процессам относятся абсорбция, адсорбция, экстракция, перегонка жидкостей, сушка. 4) Химические процессы , скорость которых определяется законами химической кинетики. Часто скорость химических процессов существенно зависит от скорости переноса массы и теплоты в системе, а, следовательно, и от гидродинамических условий в химическом аппарате (реакторе). 5) Механические процессы , которые описываются законами механики твердых тел. К ним относятся измельчение, сортировка (классификация) и смешение твердых материалов. Классификация неоднородных систем и методов их разделения. В зависимости от физического состояния фаз различают следующие неоднородные системы: Суспензия (дисперсная фаза: твердое ве-во, дисперсионная среда: жидкость) Эмульсия (фаза: жидкость, среда: жидкость) Пена (фаза: газ, среда: жидкость) Пыль, дым (фаза: твердое ве-во, среда: газ) Туман (фаза: жидкость, среда: газ) Для разделения неоднородных систем применяются два принципиально различных метода: осаждение и фильтрование. Найти мольную массу и плотность водяного газа при t=70 ℃ и Pабс=3,2 кгс/см2. Состав водяного газа: H2=50%, CO-40%, N2-5%, CO2-5% (по объему). Mr=0,5*2+0,4*28+0,05*44=15,8 кг/кмоль Р= Mr/22,4*То*Рабс/Ро*Т=15,8*273*3,8*9,81*10^4/22.4*1.013*10^5*343=2.066кг/м^3 2 БИЛЕТ 1.В зависимости от того, изменяются или не изменяются во времени параметры процесса, их подразделяют на стационарные (установившиеся) и нестационарные (неустановившиеся). Стационарным называют режим, все параметры которого не изменяются во времени; в любой точке все скорости, концентрации и температура с течением времени остаются постоянными. В нестационарном режиме хотя бы часть параметров меняется во времени. К нестационарным относятся все периодические и полунепрерывные процессы. В непрерывно действующих аппаратах нестационарными являются переходные процессы, возникающие при изменениях параметров работы. Анализ нестационарных процессов гораздо сложнее, чем стационарных, так как все параметры нестационарных процессов зависят от времени. 2.Предметом гидравлики является -жидкость , а также механические устройства в которых осуществляется энергообмен между их подвижными элементами и жидкостью. 3. Относи́тельной пло́тностью вещества называют отношение плотности исследуемого вещества к плотности эталонного вещества. В качестве эталонной жидкости чаще всего используют дистиллированную воду. 4.Гидростатическое давление - это напряжение, обусловленное действием равномерно распределенной поверхностной силы F на поверхность S. Рср = F/S. (2.3) Гидростатическое давление обладает следующими свойствами: а) давление в любой точке жидкости, находящейся в равновесии, во всех направлениях одинаково; б) давление всегда направлено по внутренней нормали к любой произвольно выбранной площадке жидкости, находящейся в покое; в) гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве, т.е. Р = f(x,y,z). На этих свойствах давления основано действие многих практических устройств, например, гидравлического пресса. 5.Ламинарное течение — течение, при котором жидкость или газ перемещаются слоями без перемешивания и пульсаций (то есть без беспорядочных быстрых изменений скорости и давления). Основная часть потока (ядро), связанная с этимслоем, назы- ваемым вязким (или ламинарным) подслоем, короткой переходной зо- ной, движетсятурбулентно с почти одинаковой для всех частицжид- кости осредненной скоростью. Толщина этогоподслоя обычно опреде- ляется долями миллиметра и зависит от величины Re. Однако, несмотря на малую толщину, вязкий подслой оказывает решающее влияние на интенсивность тепло- и массопереноса. Вариант 2. 2-ой док 1.Гидростатика рассматривает законы равновесия в состоянии покоя жидкостей (газов) В гидростатике, как указывалось выше, изучается равновесиежидкостей, находящихся, в общем случае, в состоянии относительного покоя. В таком состоянии частицыв жидкости не перемещаются друг относительно друга. Форма объема жидкости не изменяется, и она, подобно твердому телу, перемещается как единое целое Жидкость в неподвижном сосуде находитсяв абсолютном покое (относительно поверхности земли), который в таком понимании является частным случаемотносительного покоя. При этом силы внутреннего трения отсутствуют, что позволяет считать жидкость идеальной 2. Классификация фильтров Фильтры, работающие под давлением Друк фильтр Фильтрпресс Рукавные, листовые и патронные фильтры Фильтры, работающие под вакуумом Нутч-фильтры Карусельные фильтры Ленточные фильтры Дисковые фильтры Барабанные фильтры По режиму работы все фильтры можно разделить на: периодического действия; непрерывного действия. По способу организации перепада давления выделяют фильтры, работающие: под давлением; под вакуумом. Пример Друк фильтр представляет собой сосуд, разделенныйфильтровальной перегородкой. В одну часть под давлениемподается суспензия или загрязненный газ на разделение, либоже (в случае суспензии) давление создается подачей сжатогогаза или самой суспензии под давлением. Проходя слой осадкаи перегородку, сплошная фаза очищается от дисперсной фазыи поступает во вторую часть аппарата, после чего выводитсянаружу. Такие фильтры обычно просты по конструкции и работают в периодическом режиме, однако могут быть модифицированыдля работы в непрерывном режиме, для чего надфильтрующей перегородкой устанавливают вращающиесяскребки, удаляющие излишек скапливающегося осадка. 3.Атмосферное давление Ратм = 760 мм рт. ст. = 760·133,3 Па; Абсолютное давление Рабс = Ратм + Ризб = 760·133,3 + 3.2·9,81·104 Па; Всё перевели в Па и теперь по формуле находим плотность СО2:
3 БИЛЕТ 1. Турбулентные потоки ньютоновских жидкостей. Уравнение Бернулли дляидеальной и реальной жидкости и его практическое приложение 2. Насосы, классификация насосов. Принцип работы поршневого насоса. 3. Найти мольную массу и плотность водяного газа при t=50 и Pабс=1,8 кгс/см2. Состав водяного газа: H2=50%, CO-40%, N2-5%, CO2-5% (по объему). ТУРБУЛЕ́НТНОЕ ТЕЧЕ́НИЕ течение жидкости или газа, при котором частицы среды совершают неупорядоченные движения по сложным траекториям, приводящие к интенсивному перемешиванию между слоями среды. Большинство течений жидкости и газов в природе (напр., ветры) и в технич. устройствах (напр., в трубах) являются турбулентными. Различают ньютоновские и неньютоновские жидкости. Ньютоновские – вязкая жидкость течение которой описывается законом вязкого трения, установленным И. Ньютоном. Для них вязкость не зависит градиента скорости dv/dx Примеры: вода, спирт, плазма крови При движении реальной действуют силы внутреннего трения, обусловленный вязкостью жидкости и режимом движения. Уравнение Бернулли для реальных жидкостей 2 Насос – тип гидравлической машины, который перемещает жидкость путем всасывания и нагнетания, используя кинетическую или потенциальную энергию. Насос необходим для использования в противопожарных технических средствах, для отвода жидкостей в жилых кварталах, при подаче топлива и многих других целях. По области применения, конструкции, принципу действия существует разные виды и типы насосов. По области применения: различают бытовые и промышленные По техническим характеристикам:в зависимости от объема жидкости, перемещаемой в единицу времени; давление и напор;КПД. 3 Задача Найдем молярную массу смеси: Рсм=0,5*2+0,4*28+0,05*28+0,05*44=15,8 БИЛЕТ 5 1. Охарактеризуйте механические процессы. 2. Дайте определение термину «гидравлика». 3. Назовите приборы, которые используют для экспериментального определения плотности жидкостей. 4. Сформулируйте закон Паскаля. 5. В разница гидродинамического и гидростатического давлений? 1 Механические процессы связаны с механическим воздействием рабочих органов машин на пищевые продукты, которые в той или иной степени могут быть отнесены к твердым телам. Сюда относят: - измельчение (дробление и резанье); формование; - перемешивание сыпучих и пластичных материалов; - разделение на фракции по размерам (классификация); - прессование. 2 ГИДРА́ВЛИКА - наука о законах равновесия и движения жидкостей и способах приложения этих законов к решению задач инженерной практики. Является основанным гл. обр. на экспериментах разделом гидромеханики. В Г. рассматривают движение несжимаемых жидкостей, однако выводы Г. применимы и к газам в тех случаях, когда их плотность можно практически считать постоянной. 3 Для измерения плотности жидкости существует множество приборов - пикнометры, денсиметры, ареометры и другие приборы. 4 Закон Паскаля формулируется так: Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Закон сформулирован французским учёным Блезом Паскалем в 1653 году (опубликован в 1663 году). Следует обратить внимание на то, что в законе Паскаля речь идет не о давлениях в разных точках, а о возмущениях давления, поэтому закон справедлив и для жидкости в поле силы тяжести 5 Гидростатическое давление-это давление, оказываемое жидкостью под действием силы тяжести, заданной ρ*g*h, в то время как гидродинамическое давление обусловлено скоростью жидкости, заданной 0,5 pv^2. где ρ - плотность, g-сила тяжести, v-скорость жидкости. Поэтому, если жидкость находится в состоянии покоя, то будет только гидростатическое давление. 1. Гидростатика. Уравнение равновесия Эйлера в закон Паскаля. Гидроста́тика — раздел физики сплошных сред, изучающий равновесие жидкостей (в частности, в поле тяжести). В гидростатике, как указывалось выше, изучается равновесие жидкостей, находящихся, в общем случае, в состоянии относительного покоя. В таком состоянии частицы в жидкости не перемещаются друг относительно друга. Форма объема жидкости не изменяется, и она, подобно твердому телу, перемещается как единое целое. Свойства гидростатического давления Свойство 1. Гидростатическое давление всегдадействует перпендикулярно поверхности раздела и направлено внутрь объема жидкости. Это означает, что давление является сжимающим.Каждую частицу жидкости сжимают со всех сторон окружающие ее частицы. Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях. Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ee координат в пространстве [22:06, 11.10.2022] Inst: Levitano_: Уравнения Эйлера В случае относительного покоя жидкости учитывают силу инерции переносного (вместе с сосудом) движения жидкости. Соотношение между силлами, действующими на жидкость в этом случае, выражается дифференциальными уравнениями равновесия Эйлера. -dp/dx = 0,-dp/dy = 0,-pg - dp/dz = 0. Интегралом этих уравнений является основное уравнение гидростатики. [22:06, 11.10.2022] Inst: Levitano_: Основное уравнение гидростатики Из уравнений Эйлера следует, что давление в покоящейся жидкости изменяется только по вертикали (вдоль оси д), оставаясь одинаковым во всех точках любой горизонтальной плоскости, так как изменения давлений вдоль осей х и у равны нулю. Поэтому после интегрирования уравнений Эйлера можно записать: Z1 + p1/pg = z2 + p2/pg. [22:06, 11.10.2022] Inst: Levitano_: Закон Паскаля Сформулировать закон можно следующим образом: давление, создаваемое в любой точке покоящейся несжимаемой жидкости, передается одинаково всем точкам ее объема или жидкость передает производимое на нее поверхностными силами внешнее давление по всем направлениям без изменения. Математическое выражение закона Паскаля: p = po + pg(z0 - z). 2.Устройство и область применения вакуум-фильтра. Ва́куум-фи́льтр — агрегат непрерывного действия для разделения под давлением жидких неоднородных систем (суспензий, пульп) на твёрдую (кек) и жидкую (фильтрат) фракции. Применяется при обогащении полезных ископаемыхх. Обычно для обезвоживания рудных концентратов используется вакуумное фильтрование, состоящее из двух основных операций: образования (набор) осадка и сушки. Кроме того, производится разгрузка осадка (отдувка). Образование осадка может происходить под действием только силы вакуума или при взаимодействии её с силой тяжести. В первом случае сила вакуума направлена перпендикулярно к силе тяжести (дисковые вакуум-фильтры) или в противоположную сторону (барабанные вакуум-фильтры с наружной фильтрующей поверхностью), а во втором случае обе силы направлены в одну сторону (ленточные, планфильтры, барабанные фильтры с внутренней фильтрующей поверхностью) 2. Состав продуктов горения 1 кг коксового газа (в кг): CO2-1,45, N2-8,78, H2O-2,3. Найти объемный состав продуктов горения. 1)Находим количество вещества каждого компонента : NCO2 =1,45/44кг/кроль=0,0329 кмоль NN2 =8,78/28=0,314 кмоль NH2O = 2,3/18=0,128 кмоль 2)Находим мольные (обьемные) доли: VCO2 = yCO2 =0,0329/ 0,0329+0,314+0,128 * 100%= 1,56% VN2 = yN2 0,314/0,4749 *100%= 66,1% VH2O = yH2O = 0,128/0,4749 *100%= 26,9% 7 БИЛЕТ 1. Моделирование химико-фармацевтического производства Моделирование – один из главных методов, позволяющих ускорить технический прогресс, сократить сроки освоения новых процессов. То есть, моделирование – это метод изучения объектов, при котором вместо оригинала эксперимент проводят на моделях, а результаты количественно распространяют на оригинал. К моделированию предъявляют два основных требования: а) эксперимент на модели должен быть проще, быстрее, т.е. экономичнее, либо безопаснее, чем эксперимент на оригинале; б) должно быть известно правило, по которому проводится расчет параметров оригинала на основе испытания модели. В современной науке термин «модель» применяют в двух значениях. Модель – это объект, которым в процессе эксперимента заменяют оригинал, или, другими словами, – материальная модель. Мысленная модель – это схема объекта (явления), отражающая его существенные стороны, которая возникает в сознании человека в процессе его познания. Например, модель атома Резерфорда. Любая материальная модель строится на основе мысленной. Важной особенностью мысленных моделей является то, что часто имеет смысл пользоваться упрощенной моделью даже в том случае, когда существует более совершенная. Т.е. чем проще модель, тем проще сделать на ее основе количественные выводы. Иногда используют только упрощенные модели, например, в расчетах свойств газов исходят из модели идеального газа. Математическое моделирование является методом описания процессов с количественной и качественной стороны с помощью так называемых математических моделей. При построении математической модели реальное явление упрощается, схематизируется, и полученная схема описывается в зависимости от сложности явления с помощью того или иного математического аппарата. Общая схема процесса математического моделирования включает восемь последовательных этапов: 1) постановку задачи; 2) анализ теоретических основ процесса (составление физической модели); 3) составление математической модели процесса; 4) алгоритмизацию математической модели; 5) параметрическую идентификацию модели; 6) проверку адекватности математической модели; 7) решение на ЭВМ математической модели; 8) анализ полученной информации. При математическом моделировании процесс исследуют, изменяя различные параметры, связанные в виде математической модели, на вычислительной машине. Это позволяет быстро получать сведения о различных вариантах изучаемого процесса. Математическое моделирование гораздо дешевле физического моделирования независимо от того, выражены стоимости в деньгах или во времени. Существуют следующие виды математических моделей: 1) модели с распределенными параметрами, которые представляют в виде дифференциальных уравнений в частных производных и применяют для описания процессов, где основные переменные изменяются как во времени, так и в пространстве; 2) модели с сосредоточенными параметрами, которые представляют в виде обыкновенных дифференциальных уравнений и применяют для описания процессов, где основные переменные изменяются во времени. Процессы химической технологии отличаются значительной сложностью, поэтому математические модели удобно составлять по участкам. Полная математическая модель включает: основные переменные процесса, связи между основными переменными в статике, ограничения на процесс, критерий оптимальности, функции оптимальности, связи между основными переменными в динамике При физическом моделировании изучение данного явления происходит при его воспроизведении в разных масштабах и анализе влияния физических особенностей и линейных размеров. Эксперимент производят непосредственно на изучаемом физическом процессе. Опытные данные обрабатывают представлением их в форме зависимостей безразмерных комплексов, составленных комбинацией различных физических величин и линейных размеров. Эта безразмерная форма позволяет распространить найденные зависимости на группу подобных между собой явлений, характеризующихся постоянством определяющих безразмерных комплексов, или критериев подобия. Безразмерные комплексы получают на основе дифференциальных уравнений либо методом теории размерностей. То есть в основе физического моделирования лежит теория подобия. Физическое моделирование сводится к переходу от меньших масштабов его осуществления к большим, 34 закономерно варьируя определенными линейными размерами (принцип подобия). Для сравнительно простых систем (например, гидравлических или тепловых с однофазным потоком) принцип подобия и физическое моделирование оправдывают себя, поскольку приходится оперировать ограниченным числом критериев. Однако в случае сложных систем и процессов, описываемых сложной системой уравнений, получается большой набор критериев подобия, которые становятся одновременно несовместимыми и, следовательно, не могут быть реализованы. 2.Перемещение и сжатие газов. Компрессорные машины и их характеристики. Машины, предназначенные для сжатия и перемещения газов, называются компрессорными машинами. Сжатие газов используют для проведения процессов под давлением, для создания вакуума и для перемещения газов. Диапазон давлений, используемых в промышленности -  атм.Классификация компрессорных машин производится: a) По степени сжатия; b) По принципу действия. Степень сжатия – отношение конечного давления к давлению всасывания. По степени сжатия различают: 1. Вентиляторы  - для перемещения больших количеств газа;2. Газодувки  - для перемещения газа при достаточно высоком сопротивлении сети;3. Компрессоры  - для создания высоких давлений;4. Вакуум-насосы  - для отсасывания газов при давлении ниже атмосферного.По принципу действия различают: 1. Поршневые – сжатие газа происходит в результате уменьшения объема при возвратно-поступательном движении поршня; 2. Центробежные – сжатие газа происходит под действием инерционных сил, возникающих при вращении рабочего колеса; 3. Ротационные – уменьшение объема происходит при вращении эксцентрично расположенного ротора; 4. Осевые – сжатие газа происходит при движении его вдоль оси рабочего колеса и направляющего аппарата; 5. Струйные – сжатие и отсос газов осуществляется за счет кинетической энергии струи пара. Особенность вакуум-насосов – всасывание происходит при давлении значительно ниже атмосферного, а нагнетание – несколько выше. Обычно используют поршневые и ротационные машины. Для небольшого разрежения при больших объемах газа применяют вентиляторы и газодувки большой производительности – эксгаустеры. Процессы сжатия газов 1. Изотермический – все выделяющееся тепло полностью отводится, температура газа после сжатия остается постоянной; 2. Адиабатический – теплообмен с окружающей средой полностью отсутствует, все выделяемое тепло полностью затрачивается на увеличение внутренней энергии газа, то есть повышение его температуры; 3. Политропический – реальный процесс. 3. Состав продуктов горения 3 кг коксового газа (в кг): CO2-1,45, N2-8,78, H2O-5,3. Найти объемный состав продуктов горения.  БИЛЕТ 8 1. Что является движущей силой массообменных процессов? Движущая сила массообменных процессов есть разность между рабочими и равновесными концентрациями. Движущая сила характеризует степень отклонения системы от равновесия При установлении равновесия между фазами массообменмежду ними прекращается. Движущей силой массообменных процессов является разность концентраций или градиент концентраций между фактической концентрацией компонента в данной фазе и равновесной с другой фазой, а скорость процесса определяется законами массопередачи. Движущей силой при течении жидкостей является разность давлений, которая создается с помощью насосов или компрессоров либо вследствие разности уровней или плотностей жидкости. 2. Дайте определение термину «удельный объем». удельный объем-объём, занимаемый единицей массы вещества. Удельный объем равен объему единицы массы вещества: v= V m , м3 кг . Величина, обратная плотности, называется удельным объемом Vуд = 1/ρ и измеряется в м3/кг. Удельный вес γопределяет вес единицы объема жидкости. 3. Дайте определение термину «вязкость». Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате макроскопическая работа, затрачиваемая на это перемещение, рассеивается в виде тепла. Для выражения показателя используется следующая формула: ν = μ / ρ, где μ – динамическая вязкость, ρ – плотность жидкости, кг/м3. 4. В каком слое твёрдые частицы интенсивно перемещаются в потоке в различных направлениях? Гидродинамическая сущность процесса взаимодействия газовой фазы с твердыми частицами заключается в следующем: если через слой зернистого материала, расположенного на решетке, пропускать снизу вверх поток газа, то состояние слоя твердого материала будет различным в зависимости от скорости потока. При относительно небольших скоростях движения газа, рассчитанной на полное сечение аппарата (фиктивная скорость) зернистый слой остается неподвижным, перепад давления при этом увеличивается линейно с ростом скорости. Однако, когда скорость достигает некоторой критической величины, слой перестает быть неподвижным и весь слой твердых частиц переходит во взвешенное состояние, напоминающий кипящий (псевдоожиженный) слой, ограниченный ясно выраженной верхней границей раздела фаз. В таком слое твердые частицы интенсивно перемешиваются в потоке в различных направлениях. В этом режиме перепад давления на слое сохраняет практически постоянное значение и зависимость DP= f(w) выражается прямой линией, параллельной оси абсцисс. 5. Что является предметом гидродинамики? Гидродинамика – раздел гидравлики, в котором изучаются законы движения жидкости и её взаимодействие с неподвижными и подвижными поверхностями. Предметом изучения гидродинамики являются движения жидкостей и газов в связи с их взаимодействием. Жидкость – физическое тело, молекулы которого слабо связаны между собой. БИЛЕТ 8 1. Основы гидродинамики и гидростатики Гидростатика рассматривает законы равновесия в состоянии покоя жидкостей (газов). Гидродинамика рассматривает законы движения жидкостей и газов. Гидродинамика – раздел гидравлики, в котором изучаются законы движения жидкости и её взаимодействие с неподвижными и подвижными поверхностями. Движение жидкости в отличие от движения твердого тела, в котором отдельные частицы довольно жестко связаны между собой, является чрезвычайно сложным перемещением отдельных частиц. Движущей силой при течении жидкостей является разность давлений, которая создается с помощью насосов или компрессоров либо вследствие разности уровней или плотностей жидкости. Находить разность давлений, необходимую для перемещения данного количества жидкости с требуемой скоростью, а значит, и рассчитать расход энергии на это перемещение, или наоборот, определять скорость и расход жидкости при известном перепаде давления, позволяет знание законов гидродинамики. В гидродинамике существуют внутренняя, внешняя и смешанная задачи. Внутренняя задача – это анализ движения жидкостей внутри труб и каналов. Внешняя задача гидродинамики связана с изучением закономерностей обтекания жидкостями различных тел (при механическом перемешивании, осаждении твердых частиц в жидкости и т.п.). В промышленной аппаратуре имеет место перемещение жидкости внутри каналов сложной формы и одновременное обтекание твердых частиц (например, при движении жидкости через зернистый слой твердого материала). Такие явления наблюдаются, например, в процессах фильтрования, массопередачи в аппаратах с насадками, в химических процессах, осуществляемых в реакторах с твердыми катализаторами, и т.д. В этом случае анализ движения жидкостей представляет собой смешанную задачу. Решают такую задачу обычно приближенно, сводя ее к решению внутренней или внешней задач. В гидростатике, как указывалось выше, изучается равновесие жидкостей, находящихся, в общем случае, в состоянии относительного покоя. В таком состоянии частицы в жидкости не перемещаются друг относительно друга. Форма объема жидкости не изменяется, и она, подобно твердому телу, перемещается как единое целое. Жидкость в неподвижном сосуде находится в абсолютном покое (относительно поверхности земли), который в таком понимании является частным случаем относительного покоя. При этом силы внутреннего трения отсутствуют, что позволяет считать жидкость идеальной. 2. Вентиляторы, классификация, принцип действия осевого вентилятора. Вентилятором называется устройство, сообщающее газообразной перемещаемой среде механическую энергию. Чаще всего в качестве газа используется воздух. Устройства, которые, наоборот, получают от воздушного потока энергию и за счет этого приводят в действие рабочий орган машины, называют ветряными двигателями. применение и многие другие виды использования. Вентиляторы делят на две основные группы: · Центробежные; · Осевые. Это наиболее востребованные группы вентиляторов, но кроме них на практике еще используют диагональные и диаметральные вентиляторныеустройства, имеющие свои конструктивные особенности, связанные со схемой движения воздушного потока. Принцип работы осевых вентиляторов Осевые (аксиальные) вентиляторы – это особые агрегаты, в которых воздушные потоки перемещаются вдоль оси импеллера, движущегося под воздействием электромотора. Благодаря значительной частоте оборотов рабочего колеса такой вентилятор прокачивает значительные объемы воздуха. 3. Найти мольную массу и плотность водяного газа при t=85 и Pабс=2,8 кгс/см2. Состав водяного газа: H2=60%, CO-30%, N2-5%, CO2-5% (по объему).  БИЛЕТ 9 1. Число Рейнольдса Ответ:Число Рейнольдса обозначается в физике и инженерных расчетах — Re. Широко применяется при гидравлических и аэродинамических расчетах различных систем. Число Рейнольдса служит для определения (является критериям) режима движения среды (жидкости или газа) в системе. Различают несколько режимов движения жидкостей и газа: • • ламинарный; • смешанный (иногда встречается, как критический); • турбулентный. Критерием перехода из одного режима в другой служит критическое значения числа Рейнольдса — Reкр. В расчетах обычно считается, что при Re Для систем трубопроводов с круглыми трубами с очень гладкими стенками критическое значения числа Рейнольдса обычно принимается Reкр≈ 2100÷2300. Критическое значения числа Рейнольдса зависит от: • • от конкретного вида течения (например от формы сечения канала, обтекания шара и т. п.); • различных возмущений потока (вызывающих изменение направления и модуля вектора скорости потока, например любые местные сопротивления, шероховатости стенок и т.п.) Рейнольдс установил, что основными факторами, определяющими характер режима являются:  средняя скорость движения жидкости υ, диаметр трубопровода d, плотность жидкости ρ, абсолютная вязкость жидкости μПри этом чем больше размеры поперечного сечения и плотность жидкости и чем меньше её вязкость, тем легче при увеличении скорости осуществить турбулентный режим. Для характеристики режима движения жидкости Рейнольдсом был выведен безразмерный параметр Re, учитывающий влияние перечисленных выше факторов, называемый число Рейнольдса. Таким образом формула Re = υ*d* ρ / μ Поскольку μ / ρ = ν , где ν – кинематическая вязкость жидкости, то формула меняет вид на Re = υ*d / ν 2. Насосы, классификация насосов. Принцип работы центробежного насоса. Ответ:Преобразование механической энергии двигателя в энергию транспортируемой жидкости с помощью рабочих органов происходит в гидравлических машинах, называемых насосами. Их классифицируют по принципу действия, производительности и равномерности подачи, по устройству, характеру и скорости перемещения рабочих органов, а также по иным признакам.  В динамических насосах жидкость перемещается при воздействии сил на незамкнутый объём жидкости, который непрерывно сообщается со входом в насос и с выходом из него. В объёмных насосах жидкость перемещается при периодическом изменении замкнутого объёма жидкости, который попеременно сообщается со входом в насос и выходом из него. В лопастных насосах энергия сообщается жидкости при обтекании лопастей рабочего колеса насоса. В насосах трения жидкость перемещается преимущественно под воздействием сил трения. В объёмных насосах с возвратно-поступательным движением рабочего органа жидкость получает энергию при его работе. В роторных насосах энергия сообщается жидкости при вращательном движении рабочего органа. Среди лопастных насосов наиболее распространенными являются центробежные. Основным рабочим органом центробежного насосаявляется колесо , насаженное на вал и помещенное в улиткообразном корпусе . Колесо представляет собой два диска, соединенных в единую конструкцию лопастями , разделяющими пространство между дисками на ряд криволинейных каналов для прохода жидкости. В одном из дисков (на рис. - левый) имеется отверстие для входа жидкости в насос из всасывающего трубопровода . На входе в последний нередко устанавливают фильтр , препятствующий попаданию в насос грубых механических примесей. Кроме того, на всасывающей линии, как правило, ставят обратный клапан , закрывающийся под действием силы тяжести при отсутствии движения жидкости и тем самым предотвращающий опорожнение насоса. Перед первым пуском корпус насоса и всасывающий трубопровод заливают жидкостью по отдельной линии. При быстром вращении рабочего колеса жидкость, находящаяся в каналах между лопатками, отбрасывается под действием центробежной силы от оси вращения к периферии и вытекает с большой скоростью в улиткообразный корпус , а оттуда — в нагнетательный трубопровод . При этом в приосевых зонах насоса создается разрежение и жидкость из расходного резервуара, под действием внешнего давления на ее свободную поверхность, устремляется непрерывным потоком по всасывающему трубопроводу к входному отверстию насоса. Таким образом, всасывание и нагнетание жидкости в центробежных насосах проводят непрерывно и равномерно. 3. Определить плотность углекислого газа при t=70 и Pабс=2,2 кгс/см2. Атмосферное давление 760 мм рт. ст. №2. Определить плотность диоксида углерода при t = 85 °C и р Атмосферное давление Р атм = 760 мм рт. ст. = 760·133,3 Па; Абсолютное давление Р абс = Р атм + Р изб = 760·133,3 + 2·9,81·10 4 Па; Всё перевели в Па и теперь по формуле (1.5) находим плотность СО 2 : Атмосферное давление Р атм = 760 мм рт. ст. = 760·133,3 Абсолютное давление Р абс = Р атм + Р изб = 760·133,3 + 2,2*9,81*104 Всё перевели в Па и теперь по формуле (1.5) находим плотность =4,894 кг/м3 Т0 =273 К Т= 273+70=343 К 1. Что является движущей силой химических процессов? Скорость, с которой меняется свободная энергия при изменении концентрации отдельного вещества, называется химическим потенциалом системы, и Гиббсу удалось показать, что именно химический потенциал является движущей силой химических реакций. Движущая сила химических реакций зависит от свойства ( экстенсивного) вещества, называемого свободной энергией и обозначаемого G. Движущая сила реакции определяется изменением свободной энергии AG реакции. 2. Дайте определение термину «сжимаемость». Сжимаемость — свойство вещества изменять свой объём под действием всестороннего равномерного внешнего давления. Сжимаемость характеризуется коэффициентом сжимаемости, который определяется формулой  где V — это объём вещества, p — давление; знак минус указывает на уменьшение объёма с повышением давления 3. Дайте определение термину «испаряемость». Испаряемость — это одна из важнейших характеристик топлив. От испаряемости топлив зависит запуск двигателя и потеря топлива от испарения при полетах на больших высотах. Испаряемость влияет на пределы устойчивого горения, полноту сгорания, нагарообразование, работу топливных насосов и образование паровых пробок в топливной системе реактивных двигателей в условиях высотных полетов. Различают два вида испарения жидкости статическое п динамическое. 4. Благодаря чему получил свое название псевдоожиженный слой? Псевдоожиженный слой- состояние двухфазной систем, которое характеризуется перемещением твердых частиц друг относительно друга за счет обмена энергией с газом или жидкостью. В процессе псевдоожижения происходит превращение слоя зернистого материала в псевдогомогенную систему под воздействием ожижающего агента (газа или капельной жидкости). При этом сама двухфазная псевдогомогенная система получила название псевдоожиженного или "кипящего" слоя. Свое название псевдоожиженный слой получил благодаря тому, что ему присущи многие качества капельных жидкостей. 5. Дайте определение термину «гидравлический радиус потока». обобщённая гидравлич. характеристика поперечных размеров водного потока, учитывающая величину и форму живого сечения потока и равная отношению площади потока к смоченному периметру. Величина Г. р. зависит от формы канала и используется при расчёте водоотводных сооружений. 1. Уравнение Бернулли и его использование в технике  Уравнение Бернулли находит самое широкое применение в технике. Работа ряда устройств и приборов основана на использовании этого важнейшего закона гидравлики. На основании уравнения Бернулли создан ряд приборов: водомер Вентури, водоструйный насос, эжектор, карбюратор и т. 2. Фильтрация, методы фильтрования, основные показатели фильтрации. Фильтрация-процесс разделения неоднородных (дисперсных) систем (например, суспензия, аэрозоль) при помощи пористых перегородок, пропускающих дисперсионную среду и задерживающих дисперсную твёрдую фазу. Способы фильтрования Фильтрование при атмосферном давлении Фильтрование через бумажный фильтр Фильтрование через складчатый фильтр (горячее фильтрование) Фильтрование под вакуумом Фильтрование через фильтр Шотта или воронку Бюхнера Точность фильтрации относится к способности фильтров удалять загрязняющие частицы различных размеров, что определяется абсолютной точностью фильтрации, коэффициентом фильтрации и эффективностью фильтрации. Точность фильтрации можно разделить на четыре категории: грубая (d ≤ 0,1 мм), обычная (d ≤ 0,01 мм), тонкая (d ≤ 0,005 мм) и сверхтонкая (d ≤ 0,001 мм). 3. Определить плотность углекислого газа при t=75 и Pабс=1,2 кгс/см2. Атмосферное давление 760 мм рт. ст. Ратм=760 мм рт. Ст.=760*133.3 Pабс=Pатм+Ризб=760•133,3+1.2•9,81•10^4  р=44 273•(760•133,3+1,2•10^4) — • ———————————— = 1,723кг/м^3 22,4 760•133,3•(273+75) 12 БИЛЕТ 12-вариант 1. Введение в гидравлику. Представление о жидкостях как о сплошных средах Гидравлика – прикладная наука о законах равновесия и движения жидкостей и о способах применения этих законов к решению конкретных технических задач. Практическое применение законов гидростатики позволяет решать следующие задачи: определять давление в любой точке жидкости, вести расчет сосудов под давлением, понимать действие гидравлических устройств (гидравлических прессов) и т.д. Сплошная среда – жидкость без пустот, разрывов и трещин, диаметр частиц больше длины свободного пробега молекул d >λ . Модель сплошной среды позволяет применять для анализа такой мощный математический аппарат, как дифференциальное и интегральное исчисление. Во всех расчетных формулах гидравлики предполагается, что жидкость – сплошная среда. 2. Компрессоры. Конструкция и принцип действия центробежного компрессора. Компрессоры – это промышленные устройства, предназначенные для сжатия и подачи газов под давлением. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные. Центробежные компрессоры являются одной из разновидностей группы лопастных компрессоров, и представляют собой энергетические машины, в которых сжатие среды производится при помощи центробежных сил. В центробежных компрессорах при помощи вращательного движения лопаток рабочих колес ротора, механическая работа вращающегося ротора преобразуется в кинетическую энергию частиц газа. При дальнейшем прохождении потока газа через диффузор кинетическая энергия газовых частиц преобразовывается во внутреннюю энергию. Происходит динамическое сжатие газообразной среды 3. Состав продуктов горения 1,5 кг коксового газа (в кг): CO2-1,45, N2-8,78, H2O-3,3. Найти объемный состав продуктов горения.   | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||