 |
Перемещение жидкостей и газов
|
|
|
|
ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Программа курса, методические указания и задания к контрольной работе
для студентов специальности
1–49 01 01 – Технология хранения и переработки растительного сырья
полной и сокращенной заочной формы обучения
Могилев 2008
УДК 663.62
Рассмотрены и рекомендованы к изданию
на заседании кафедры теплохладотехники
Протокол № 13 от 12 июня 2008 г.
Составители:
А.В. Акулич, В.М. Лустенков
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент УО МГУП В.Н. Тимофеева,
кандидат технических наук, доцент УО МГУП Н.И. Ширин
©УО «Могилевский государственный
университет продовольствия», 2008
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие 4
1. Рабочая программа
Введение 5
1.1 Элементы технической гидравлики 5
1.1.1 Гидростатика 5
1.1.2 Основы гидродинамики 6
1.1.3 Перемещение жидкостей и газов 6
Гидромеханические процессы
Характеристика и получение неоднородных систем 6
Движение твердых тел в жидкостях и газах 7
Разделение неоднородных систем 7
1.3 Механические процессы 8
1.4 Тепловые процессы
1.4.1 Общие сведения о тепловых процессах 8
1.4.2 Нагрев и охлаждение 8
1.4.3 Выпаривание 9
1.5 Массообменные процессы
1.5.1 Теоретические основы массообменных процессов 9
1.5.2 Сорбционные процессы 9
1.5.3 Ректификация 10
1.5.4 Экстракция 10
1.5.5 Кристаллизация 10
1.5.6 Сушка 10
2. Правила оформления контрольной работы 11
3. Задания к контрольной работе и указания по ее выполнению 12
Литература 23
ПРЕДИСЛОВИЕ
Курс «Процессы и аппараты пищевых производств» (ПАПП) является общеинженерной дисциплиной и представляет собой важный раздел теоретических основ расчета различных технологических процессов. Современная наука о процессах и аппаратах представляет собой синтез фундаментальных наук с результатами многолетней промышленной практики. Содержание курса базируется на ранее изученных студентами дисциплинах: высшей математике, физике, химии, теоретической механике, теплотехнике и гидравлике.
|
|
|
Основой курса, несмотря на его комплексное содержание, охватывающее различные по своей физико-химической природе процессы, является общий методологический подход к изучению. Единый метод теоретического осмысления процессов и аппаратов способствует повышению научно-технологического уровня инженерной подготовки студентов.
Целью курса является овладение студентами навыков анализа технологических процессов, изучение закономерностей масштабного перехода от модельной установки к промышленному образцу, а также различных методов математического и физического моделирования.
Инженер-технолог должен иметь представление:
- о методах анализа основных процессов и аппаратов пищевой технологии;
- об основах проведения экспериментальных исследований и методах обработки экспериментальных данных;
- о методах математического и физического моделирования;
- о правилах масштабного перехода от модели к оригиналу;
- о принципах оптимизации и правилах рационального построения процессов и аппаратов;
- об основных принципах проектирования технологических аппаратов.
Инженер-технолог должен знать:
- основные законы механики, тепло- и массопереноса;
- методы измерения параметров технологических процессов;
- методы оценки качества, интенсивности и экономичности процессов и аппаратов;
- законы гидромеханики применительно к расчету систем для перемещения жидкостей и газов;
-методы подбора и расчета насосов и компрессоров.
Инженер-технолог должен уметь использовать:
- методы проведения различных тепло- и массообменных процессов;
|
|
|
- методы подбора и расчета теплообменных устройств;
- методы подбора и расчета массообменных устройств для проведения процессов абсорбции, адсорбции, ректификации, экстракции, кристаллизации и сушки;
- основные способы и режимы обработки воздуха в процессах кондиционирования, сушки, нагрева и охлаждения;
- теоретические законы при практическом проектировании конкретных технологических процессов.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Введение
Классификация основных процессов. Особенности курса ПАПП, его связь с другими дисциплинами.
Понятие системы. Закон сохранения массы и энергии. Энергетический и материальный баланс. Энтропия системы.
Механизм переноса массы и энергии. Движущие силы и кинетические коэффициенты. Пути интенсификации и оптимизации технологических процессов. Понятие о выборе критериев оптимизации.
Методы исследования процессов. Сущность аналитического метода исследования: составление основного уравнения процесса; формулировка начальных и граничных условий, решение системы уравнений. Задача экспериментального метода исследования – уточнение физической модели, определение физических характеристик, получение экспериментальных коэффициентов расчетных формул. Лабораторная, полупромышленная и промышленная установки. Структура потоков. Факторы масштабного перехода. Теория подобия как метод обобщения и анализа. Условия подобия, теоремы подобия. Использование основных теорем подобия при исследовании процессов. Основные критерии подобия. Теорема Ньютона-Бертрана, π -теорема. Метод анализ размерностей (метод Хантли).
Элементы технической гидравлики
Предмет и задачи технической гидравлики. Текучесть. Идеальная и реальная жидкость. Основные физические свойства капельных жидкостей: удельный вес, плотность, поверхностное натяжение. Коэффициенты температурного расширения и объемного сжатия.
Гидростатика
Классификация сил, действующих на жидкость. Массовые и поверхностные силы. Нормальные и касательные напряжения в жидкости.
Гидростатическое давление и его свойства. Основное уравнение гидростатики, геометрическая и пьезометрическая высоты, гидростатический напор. Некоторые практические приложения основного уравнения гидростатики.
|
|
|
Абсолютное и избыточное давление. Вакуум. Сила давления жидкости на стенку и дно сосуда. Закон Архимеда, плавание тел.
Основы гидродинамики
Турбулентная вязкость. Уравнение неразрывности (сплошности) для установившегося и неустановившегося движения сжимаемой и несжимаемой жидкостей. Дифференциальное уравнение установившегося и неустановившегося движения идеальной и реальной жидкостей. Гидродинамическое подобие. Потенциальная и кинетическая энергия потока. Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкостей, его инженерная интерпретация.
Гидравлическое сопротивление трубопроводов. Потери по длине. Уравнение Дарси–Вейсбаха. Коэффициент трения и факторы, влияющие на его значение. Потери напора на преодоление местных сопротивлений. Расчет трубопроводов. Истечение жидкостей через отверстия и насадки при постоянном и переменном напоре.
Пленочное течение жидкостей под действием сил тяжести. Расчет средней скорости и толщины стекающей пленки.
Перемещение жидкостей и газов
Классификация устройств для перемещения жидкостей. Динамические насосы и насосы объемного типа. Основные характеристики насосов: развиваемый напор, подача и к.п.д. Поршневые насосы. Теоретическая и действительная производительность. Предельная геометрическая высота всасывания, расход энергии на перекачивание жидкости. Регулирование производительности поршневых насосов.
Центробежные насосы, принцип действия. Характеристики центробежных насосов, работа насосов на сеть. Способы регулирования подачи насоса. Параллельное и последовательное соединения насосов. Сжатие, перемещение и разряжение газов. Осевые и центробежные вентиляторы. Струйные компрессоры (эжекторы), вакуум-насосы.
|
|
|
