Процеси і апарати хімічних виробництв

Дисципліна – Процеси і апарати хімічних виробництв
Викладач – к.т.н., доцент Микитин І.М.
Дисципліна викладається для студентів-бакалаврів спеціальності 102 – Хімія.
Форма контролю – залік.
Навантаження – 20 год. лекційних, 40 год. практичних, 120 год. самостійна робота.
Мета курсу: подати студентам принципи класифікації, аналізу і розрахунку основних процесів і апаратів хімічного виробництва, загальну характери-стику і закономірності гідродинамічних, теплових, масообмінних та механічних процесів, будови, принципу дії і особливостей апаратів, у яких відбуваються дані процеси.
Модульний контроль: одна модульна контрольна робота і реферат.
Змістовний модуль №1. Гідромеханічні процеси
Тема 1. Загальні відомості. Задачі і зміст курсу. Класифікація основних процесів і їх коротка характеристика. Фізичні властивості рідин.
Тема 2. Гідростатика. Диференціальне рівняння рівноваги Ейлера. Основне рівняння гідростатики і його практичне застосування.
Тема 3. Гідродинаміка. Режим руху рідин. Розподіл швидкостей і розхід рідини при сталому ламінарному потоці. Рівняння нерозривності потоку. Диференціальне рівняння руху Ейлера.
Тема 4. Рівняння Бернуллі і його практичне застосування. Диференціальне рівняння руху Нав’є – Стокса. Гідравлічний опір у трубопроводах. Розрахунок діаметру трубопроводу.
Тема 5. Насоси. Основні параметри насосів. Відцентрові і поршневі насоси. Порівняння і області застосування насосів різних типів. Типи і основні параметри компресорних машин. Порівняння і області застосування компресорних машин різних типів.
Тема 6. Розділення неоднорідних систем. Відстоювання. Фільтрування. Центрифугування. Відстійники. Будова, порівняння і вибір фільтрів і центрифуг. Перемішування в рідких середовищах.
Змістовний модуль №2. Теплові, масообмінні і механічні процеси.
Тема 1. Основи теплопередачі. Визначення теплового навантаження при нагріванні і охолодженні без зміни і при зміні агрегатного стану. Рівняння теплопередачі, теплопровідності і передачі тепла конвекцією.
Тема 2. Нагрівання і охолодження. Класифікація, будова, особливості, переваги і недоліки теплообмінників.
Тема 3. Випарювання. Способи випарювання. Конструкції випарних апаратів і їх експлуатація. Багатокорпусні випарні установки.
Тема 4. Масообмінні процеси. Загальні відомості про масообмінні процеси. Рівняння масо передачі. Середня рушійна сила і методи розрахунку процесів масо передачі. Абсорбція. Класифікація, будова і принцип дії абсорберів. Схеми абсорбційних установок. Перегонка рідин. Проста перегонка. Ректифікація.
Тема 5. Екстракція. Загальні відомості. Будова екстракторів. Схеми екстракційних установок. Порівняння і вибір екстракторів. Сушка. Загальні відомості. Схеми сушки. Кристалізація Конструкції і розрахунок кристалізаторів.
Тема 6. Механічні процеси. Подрібнення твердих матеріалів. Класифікація і сортування матеріалів. Змішування твердих матеріалів.
Змістовний модуль №3. Практичні заняття.
Тема 1. Основні закони гідростатики і гідродинаміки. Практичне застосування основного рівняння гідростатики і рівняння Бернуллі.
Тема 2. Розв’язування задач з основ прикладної гідравліки.
Тема 3. Критерій Рейнольдса і визначення характеру руху рідин.
Прикладні задачі з визначення Критерія Рейнольдса і режиму руху рідин.
Тема 4. Гідродинамічні процеси: Порівняння і вибір насосів. Найважливіші характеристики насосів. Порівняння і вибір фільтрів. Розв’язування задач з визначенням основних параметрів насосів, вентиляторів та компресорів.
Тема 5. Теплові процеси. Види передачі тепла. Передача тепла через плоску стінку. Теплові апарати з компенсаційними пристроями. Випарні установки. Рішення задач по темі “Теплопередача в хімічному обладнанні.
Тема 6. Масообміні процеси. Методи розрахунку масообмінних процесів. Насадкові і барботажні абсорбери. Будова. Принципи роботи. Переваги і недоліки. Ректифікація. Схеми ректифікаційних установок. Екстракція, адсорбція і сушка
Рекомендована література:
1. 1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Химия, 1973.
2. Плановский А. Н., Рамм В. М., Каган С. З. Процессы и аппараты химической технологии. Химия, 1968.
3. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Химия, 1969.
4. Перри Дж. Справочник инженера-химика. Химия, 1969.
5. Чернобильский И. И., Бондарь А. Г., Гаевский Б. А. и др. Машины и аппараты химических производств. Химия, 1962.
6. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 2-е. В 2-х кн. М.: Химия, 1995. – 400 с.