Вопросы к экзамену по курсу «Избранные главы процессов и аппаратов химической технологии»

Вопросы к экзамену по курсу «Избранные главы процессов и аппаратов химической технологии»

Первые вопросы

1. Конвективная сушка с рециркуляцией отработанного воздуха. Назначение рециркуляции и схема процесса. Определение параметров смеси свежего и рециркулирующего воздуха, расхода воздуха и тепловой нагрузки калорифера.

2. Дифференциальная функция распределения времени пребывания жидкости в проточных аппаратах. Ее экспериментальное определение и физический смысл. Вывод математического описания этой функции для модели идеального смешения.

3. Теоретическая сушилка и построение процесса на H-x диаграмме исходя из теплового баланса конвективной сушки. Определение расхода воздуха и тепловой нагрузки калорифера.

4. Материальный и тепловой балансы однокорпусной выпарной установки. Расчет общей тепловой нагрузки, расхода греющего пара и количества выпариваемой воды.

5. Определение расходов воздуха и теплоты при конвективной сушке (теоретической и реальной). Построение линии изменения энтальпии воздуха в сушильной камере на диаграмме H-x.

6. Уравнения материального и теплового балансов для многокорпусной выпарной установки, работающей без отбора экстра - пара.

7. Материальный и тепловой балансы однокорпусной выпарной установки. Расчет общей тепловой нагрузки, расхода греющего пара и количества выпариваемой воды.

8. Материальный баланс конвективных сушилок: расчет количества удаляемой влаги, высушенного продукта и воздуха (газа).

9. Последовательность расчета расхода воздуха и тепла на сушку по основному варианту с использованием диаграммы H-x.

10. Тепловой баланс контактных сушилок. Расчет общей тепловой нагрузки и расхода греющего пара. При каких давлениях проводят контактную сушку.

11. Расчет (с помощью диаграммы H-x) расхода теплоты в основном калорифере, применительно к варианту с дополнительным подводом теплоты в сушильную камеру. Построение линии изменения энтальпии воздуха в сушильной камере. Для какой цели применяется дополнительный ввод теплоты?

12. Определение расходов теплоты в конвективных и контактных сушилках и их сопоставление.

13. Расчет расхода воздуха и тепловой нагрузки калорифера в реальных конвективных сушилках, работающих по основному (нормальному) варианту. Построение на диаграмме H-x линии изменения энтальпии воздуха (газа) в сушильной камере исходя из теплового баланса.

14. Кривые отклика на импульсный ввод индикатора во входящий поток для моделей идеального вытеснения и идеального смешения. Для модели идеального смешения вывод зависимости концентрации индикатора в выходящем потоке от времени.

15. Уравнения материального и теплового балансов для многокорпусной выпарной установки, работающей без отбора экстра пара.

16. Расчет (с помощью диаграммы H-x) расхода теплоты в основном калорифере применительно к варианту с дополнительным подводом теплоты в сушильную камеру. Построение линии изменения энтальпии воздуха в сушильной камере. Для какой цели применяется дополнительный ввод теплоты?

17. Конвективная сушка с рециркуляцией отработанного воздуха. Назначение рециркуляции и схема процесса. Определение параметров смеси свежего и рециркулирующего воздуха, расхода воздуха и тепловой нагрузки калорифера.

18. Теоретическая сушилка и построение процесса на H-x диаграмме исходя из теплового баланса конвективной сушки. Определение расхода воздуха и тепловой нагрузки калорифера.

19. Определение расходов теплоты в конвективных и контактных сушилках и их сопоставление.

20. Конвективная сушка с рециркуляцией отработанного воздуха. Назначение рециркуляции и схема процесса. Определение параметров смеси свежего и рециркулирующего воздуха, расхода воздуха и тепловой нагрузки калорифера.

21. Дифференциальная функция распределения времени пребывания потока в аппаратах. Привести ее графические изображения для различных структур потоков (для модели идеального смешения – с выводом ее математического описания).

22. Материальный и тепловой балансы однокорпусной выпарной установки. Расчет общей тепловой нагрузки, расхода греющего пара и количества выпариваемой воды.

23. . Тепловой баланс контактных сушилок. Расчет общей тепловой нагрузки и расхода греющего пара. При каких давлениях проводят контактную сушку.

24. Материальный и тепловой балансы однокорпусной выпарной установки, приведя необходимые пояснения и обозначения величин, входящих в балансовые нагрузки. Расчет общей тепловой нагрузки, расхода греющего пара и количества выпариваемой воды.

25. Расчет потребного расхода воздуха и тепла при конвективной сушке (основной вариант) с помощью H-x диаграммы при заданных значениях температуры и относительной влажности наружного воздуха. Заданы также температуры до которой нагревается воздух в калорифере и выходит из сушильной камеры. Построение линии изменения энтальпии воздуха в сушильной камере.

26. Уравнение теплового баланса для многокорпусной выпарной установки.

27. Дифференциальная функция распределения времени пребывания потока в аппаратах. Привести ее графические изображения для различных структур потоков (для модели идеального смешения – с выводом ее математического описания).

28. Основные модели структуры потоков в проточных аппаратах (для модели идеального смешения получить математическое описание кривой отклика на импульсный ввод индикатора).

29. Материальный и тепловой балансы однокорпусной выпарной установки. Расчет общей тепловой нагрузки, расхода греющего пара и количества выпариваемой воды.

30. Расчет расхода воздуха и тепловой нагрузки калорифера в реальных конвективных сушилках, работающих по основному (нормальному) варианту. Построение на диаграмме H-x линии изменения энтальпии воздуха (газа) в сушильной камере исходя из теплового баланса.

Вторые вопросы

1. Определение предельного и оптимального числа корпусов многокорпусной выпарной установки.

2. Основные модели структуры потоков проточных аппаратах. Кривые отклика на импульсное возмущение во входящем потоке. Влияние структуры потоков на движущую силу процессов тепло- и массопередачи.

3. Дифференциальная и интегральная функции распределения времени пребывания жидкости в проточных аппаратах, их физический смысл и соотношение между ними.

4. Ячеечная модель структуры потоков в аппаратах. Определение параметра модели и его значения для модели идеального вытеснения и идеального смешения.

5. Массообменный (диффузионный) критерий Био: его вид и физический смысл. Пути воздействия на лимитирующую стадию массопередачи в системе газ (жидкость) – твердое тело для интенсификации процесса.

6. Основные сушильные агенты для конвективной сушки и определение их параметров, сопоставление и преимущественные области применения.

7. Особенности массообменных процессов с участием твердой фазы. Пути их интенсификации.

8. Особенности массообменных процессов с участием твердой фазы. Пути их интенсификации.

9. Явление самоиспарения в прямоточной многокорпусной выпарной установке. При ответе использовать уравнение теплового баланса.

10. Виды связи влаги с твердым материалом. Кривая сушки и кривая скорости сушки.

11. Изменение концентрации адсорбируемого вещества по длине неподвижного слоя адсорбента и во времени. Приведите примерный вид выходных кривых (кривых проскока).

12. Статическая и динамическая емкости адсорбентов. Использование этих параметров при расчете адсорберов с неподвижным слоем адсорбента.

13. Влияние температуры и давления на адсорбцию. Сопоставить методы регенерации сорбентов в адсорбционных аппаратах.

14. Варианты конвективной сушки с дополнительным вводом теплоты в сушильную камеру и с промежуточным подогревом воздуха между зонами. Изображение рабочих процессов на диаграмме H-x.

15. Выпаривание растворов при атмосферном давлении, под вакуумом и при избыточном давлении.

16. Основные причины продольного (осевого) перемешивания в проточных аппаратах Как влияет продольное перемешивание на движущую силу тепло- и массопередачи.

17. Определение температурных потерь и полезной разности температур в многокорпусной выпарной установке.

18. Способы организации циркуляции жидкости в выпарных аппаратах. Назначение циркуляции. Влияние циркуляции на движущую силу теплопередачи при выпаривании.

19. Основные способы экономии теплоты при выпаривании растворов.

20. Периоды сушки влажного твердого материала. Проиллюстрировать графически и пояснить, как меняется влажность и скорость сушки во время этих периодов.

21. Идеальные модели структуры потоков в аппаратах. Какой вид имеют для них кривые откликов на импульсное и на ступенчатое возмущение во входящем потоке.

22. Оценка структуры потоков в аппаратах путем изучения распределения времени пребывания. Описать сущность метода, проиллюстрировав его графическим изображением кривых отклика.

23. Ячеечная модель структуры потоков в аппаратах. Определение параметра модели и его значения для модели идеального вытеснения и идеального смешения.

24. Диффузионная модель структуры потоков в аппаратах. Что является параметром этой модели. Численные значения параметра модели для идеального смешения и идеального вытеснения.

25. Какие факторы и как влияют на равновесие между газом и твердым поглотителем? Принципы регенерации адсорбентов в промышленных аппаратах.

26. Влияние вида и свойств влажного материала на выбор способа сушки и конструкции сушилок. Сопоставьте сушилки непрерывного и периодического действия и назовите основные области применения тех и других.

27. Организация цикличной работы адсорбционных установок с аппаратами с неподвижным слоем адсорбента для обеспечения непрерывности очистки газа (жидкости) от извлекаемого компонента.

28. Варианты конвективной сушки с дополнительным вводом теплоты в сушильную камеру и с промежуточным подогревом воздуха между зонами. Изображение рабочих процессов на диаграмме H-x.

29. Какие факторы и как влияют на равновесие между газом и твердым поглотителем? Принципы регенерации адсорбентов в промышленных аппаратах.

30. Оценка структуры потоков в аппаратах путем изучения распределения времени пребывания. Описать сущность метода, проиллюстрировав его графическим изображением кривых отклика.

Третьи вопросы

1. 1.Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента и принцип их циклической работы. Сравнить с адсорберами с псевдоожиженным слоем адсорбента.

2. Изобразить схему устройства одного из выпарных аппаратов с принудительной циркуляцией раствора. Для каких целей используют принудительную циркуляцию?

3. Схема и принцип действия терморадиационных сушилок. Какие материалы целесообразно сушить в таких устройствах.

4. Схемы прямоточной и противоточной многокорпусных выпарных установок. Сопоставление этих схем друг с другом.

5. Устройство и принцип действия гребковых вакуумных сушилок. Сопоставить их с сушилками других типов.

6. Устройство и принцип действия адсорбера с псевдоожиженным слоем адсорбента, сопоставить этот аппарат с адсорбером с неподвижным слоем.

7. Схема однокорпусной вакуум-выпарной установки. Принцип действия.

8. Устройство и принцип действия ленточных (многоярусных) сушилок. Их достоинства и недостатки.

9. Выпарной аппарат с наружной циркуляционной трубой. Сопоставить этот аппарат с аппаратом с центральной циркуляционной трубой.

10. Пленочный выпарной аппарат. В каких случаях рационально применение таких аппаратов, в чем их достоинства и недостатки по сравнению с аппаратами с циркуляцией жидкости.

11. Выпарной аппарат с вынесенной зоной кипения. Сопоставить этот аппарат с аппаратами, не имеющими вынесенной зоны кипения.

12. Выпарные аппараты с наружной циркуляционной трубой при естественной и принудительной циркуляции. Сравнить эти аппараты между собой.

13. Выпарной аппарат с центральной циркуляционной трубой. Чем обусловлена циркуляция раствора в таких аппаратах.

14. Устройство и принцип действия вакуумных сушилок, основные области их применения.

15. Устройство и принцип действия распылительных сушилок. Преимущественные области применения таких аппаратов.

16. Устройство и принцип действия пневматической сушилки. Для каких материалов применяют этот аппарат, каковы его достоинства и недостатки.

17. Устройство и принцип действия камерных и туннельных сушилок. Для сушки каких материалов используются эти сушилки?

18. Устройство и принцип действия барабанной сушилки. Области применения, достоинства и недостатки этого аппарата.

19. Какие методы сушки и типы аппаратов можно использовать для получения твердых веществ непосредственно из их растворов? Схема устройства любой сушилки пригодной для этой цели.

20. Схема устройства выпарного аппарата с компремированием вторичного пара (с «тепловым» насосом). Область применения этого способа выпаривания. Сравнение с многокорпусным выпариванием.

21. Устройство и принцип действия сублимационных сушилок. Для сушки каких материалов используют этот метод.

22. Устройство и принцип действия сушилок с псевдоожиженным слоем.

23. Устройство и принцип действия аппаратов для сушки токами высокой частоты. Для каких материалов используется этот метод сушки?

24. Устройство и принцип действия пневматической сушилки. Для сушки каких материалов используется эта сушилка?

25. Устройство и принцип действия барабанной сушилки. Области применения, достоинства и недостатки этого аппарата.

26. Устройство и принцип действия вальцовых сушилок. Для каких материалов используют одно- и двухвальцовые сушилки?

27. Схемы устройства выпарных аппаратов с выносной греющей камерой при естественной и принудительной циркуляции раствора.

28. Схема прямоточной многокорпусной выпарной установки. Сопоставить однокорпусные выпарные установки с многокорпусными.

29. Методы и типы аппаратов используемых для сушки термически нестойких веществ. Схемы устройства одной из конвективных и одной из контактных сушилок, пригодных доля этой цели.

30. Схема однокорпусной вакуум-выпарной установки. Принцип действия.