Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Новополоцкий государственный политехнический техникум»
Методические указания
по дисциплине «Процессы и аппараты нефтегазоперерабатывающих производств»
для учащихся заочного отделения
по специальности 2-480135 «Переработка нефти и газа»
Новополоцк 2009
Методические рекомендации
по изучению дисциплины
Введение
Предмет и задачи дисциплины «Процессы и аппараты нефтегазоперерабатывающих производств»
Целью изучения данной темы является ознакомление с предметом и задачами дисциплины, а также её связи с другими учебными дисциплинами; ознакомление с историей и перспективами развития нефтепереработки и нефтехимии; формирование представления о классификации основных процессов нефтепереработки, общих принципов расчёта оборудования.
После изучения темы учащиеся должны высказывать общее суждение о целях, задачах и предмете дисциплины, об истории и перспективах развития нефтегазоперерабатывающей промышленности, излагать классификацию основных процессов, общие принципы расчёта химического оборудования.
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите задачи дисциплины.
2. Расскажите о истории развития нефтепереработки.
3. Приведите классификацию основных процессов (гидравлические, тепловые, массообменные, гидромеханические, химические, механические). Охарактеризуйте эти процессы.
4. Приведите классификацию аппаратов для проведения типовых процессов (гидравлические, тепловые, массообменные, гидромеханические, химические, механические). Какие аппараты относятся к данным группам.
5. Какие уравнения лежат в основе расчёта химического оборудования.
Раздел
I
. Механические процессы
Тема 1.1. Измельчение твёрдых материалов
Целью изучения данной темы является приобретение знаний о назначении процесса измельчения, схемах, видах и методах измельчения, классификации машин для измельчения, об устройстве и принципе действия дробилок и мельниц различного типа, о правилах безопасной эксплуатации.
После изучения темы учащиеся должны объяснить назначение процесса измельчения, описывать принципиальные схемы дробилок и мельниц, объяснить их устройство и принцип действия излагать правила их безопасной эксплуатации.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите общие назначения процессов измельчения.
2. Что понимают под измельчением твёрдых материалов.
3. Приведите классификацию машин измельчения.
4. расскажите принцип действия и устройство дробилок и мельниц различного типа.
5. Опишите правила безопасной эксплуатации различных дробилок и мельниц.
Практическая работа №1
Расчёт обработанной шаровой мельницы
Тема 1.2. Классификация, дозирование и смешивание твёрдых материалов
Целью изучения данной темы является приобретение учащимися знаний о классификации твёрдых материалов, об устройстве и принципе действия классификаторов, их отличительных особенностях , о дозировании твёрдых материалов, об устройстве питателей и смесителей для твёрдых и пастообразных материалов.
При изучении данной темы обратите внимание на следующие вопросы:
- способы грохочения
- устройство, принцип действия, достоинства и недостатки различных типов грохотов
- устройство и принцип действия гидравлических и воздушных классификаторов
- дозирование твёрдых материалов
- питатели; смесители для твёрдых и пастообразных материалов, их устройство.
После изучения темы учащиеся должны уметь описывать классификации твёрдых материалов, объяснить устройство и принцип действия машин для классификации твёрдых материалов, а также знать устройство питателей и смесителей для твёрдых и пастообразных материалов.
Вопросы для самоконтроля
1. Определение классификации твёрдых материалов
2. Определение грохочения
3. Приведите показатели по которым оценивается работа грохотов
4. Расскажите о способах многократного грохочения
5. Опишите принцип действия устройство барабанного, плоского качающегося, гирационного качающегося и вибрационного грохотов.
6. Расскажите устройство и принцип действия гидравлических классификаторов, таких как спиральный, реечный, чашевый.
7. Опишите устройство и принцип действия воздушных сепараторов.
8. Поясните, для чего применяют питатели; расскажите о разновидностях питателей.
9. Расскажите о смесителях твёрдых и пастообразных материалов; какие смесители наиболее широко применяются.
Практическая работа №2
Расчёт различных типов грохотов
Раздел 2. Гидравлические процессы
Тема 2.1. Основы гидравлики
Целью изучения данной темы является формирование понятия о видах жидкостей, их основных и физических свойствах, об основных законах гидростатики и гидродинамики; приобретение знаний об энергетическом балансе потока, удельной энергии жидкости, о режимах движения и расходе жидкости, а также движении жидкости и газа в слое сыпучих материалов, о псевдоожиженных системах.
При изучении данной темы обратите внимание на следующие вопросы:
1. реальные и идеальные жидкости;
2. основные физические свойства жидкостей; зависимость этих свойств от температуры и давления;
3. абсолютное и избыточное давление; понятие вакуума;
4. основное уравнение гидростатики; уравнение объёмного и массового расхода;
5. уравнение Бернулли для седсальной и реальной жидкости, его физическая сущность;
6. режимы движения жидкости;
7. критерии гидродинамического подобия;
8. потери напора на трение по длине потока и в местных сопротивлениях, потери давления;
9. истечение жидкостей из отверстий и через водослива;
10. движение жидкости и газа в слое сыпучих материалов; характеристика слоя сыпучего материала;
11. псевдоожиженные системы, структура псевдоожиженного слоя.
После изучения данной темы учащиеся должны описывать физические свойства жидкостей, объяснить их зависимость от температуры; освещать основные законы гидростатики и гидродинамики, энергетический баланс потока; описывать режимы движения жидкости, расход жидкости, потери напора и давления. Описывать явления истечения жидкости, пленочное движение жидкости, движение жидкости и газа в слое сыпучих материалов; раскрывать сущность псевдоожижения.
Вопросы для самоконтроля
1. Приведите отличия идеальной жидкости от реальной.
2. Расскажите об основных физических свойствах жидкостей таких как плотность, вязкость и поверхностное натяжение.
3. Как зависят основные физические свойства жидкостей от температуры и давления?
4. Поясните определение абсолютного, избыточного давления и разряжения.
5. Приведите основное уравнение гидростатики, уравнение объёмного и массового расхода.
6. Приведите уравнение неразрывности потока жидкости (материальный баланс потока жидкости).
7. Поясните уравнение удельной энергии жидкости и уравнение Бернулли.
8. Какие бывают режимы движения жидкости?
9. Расскажите о критериях гидродинамического подобия.
10. От чего зависит потеря напора движения жидкости по трубопроводам и в местных сопротивлениях.
11. Приведите примеры местных сопротивлений.
12. Приведите уравнение расхода при истечение жидкости через отверстие.
13. Что представляет собой водослив; какие бывают водосливы?
14. По какой величине определяется характер движения плёнки жидкости?
15. Охарактеризуйте слой сыпучего материала: пористость, гранулометрический состав, пористость, подвижность частиц, эквивалентный диаметр частиц; расскажите о потерях напора в слое сыпучего материала.
16. Поясните суть псевдоожиженных систем.
Практическая работа №3
Определение физических свойств жидкостей
Практическая работа №4
Расчёт расхода, скорости, режима движения жидкости
Расчёт диаметра трубопровода, подбор труб по стандартам
Практическая работа №5
Расчёт гидравлического сопротивления трубопроводов и аппаратов
Лабораторная работа №1
Определение режима движения жидкости
Тема 2.2. Насосы и компрессоры
Целью изучения данной темы является формирование понятия о назначении и типах насосов, основных параметрах их работы; приобретение знаний об устройстве и принципе действия насосов различных типов; формирование понятия о назначении компрессоров, о сущности процессов сжатия газов, об устройстве компрессоров, центробежных машин, осевых вентиляторах.
При изучении данной темы обратите внимание на следующие вопросы:
1. назначение и типы насосов;
2. устройство и принцип действия центробежного насоса, поршневого и насосов специальных типов;
3. назначение и типы компрессоров;
4. устройство поршневых компрессоров;
5. назначение и устройство центробежных машин, осевых вентиляторов.
После изучения данной темы учащиеся объясняют назначение насосов, компрессоров, центробежных машин; описывают устройство и принцип действия насосов, компрессоров и центробежных машин.
Вопросы для самоконтроля
1. Назначение насосов и компрессорных машин.
2. Расскажите об основных параметрах работы насосов (производительности, напоре, мощности).
3. Приведите схемы установки насосов.
4. Расскажите устройство и принцип действия разных типов центробежных насосов.
5. Приведите классификацию поршневых насосов; расскажите их принцип действия.
6. Расскажите о насосах специальных типов.
7. Приведите типы компрессорных машин.
8. Приведите параметры работы компрессоров.
9. Расскажите о типах поршневых компрессорах.
10. Приведите характеристику работы поршневых компрессоров.
11. Охарактеризуйте центробежные вентиляторы, турбогазодувки, турбокомпрессоры.
12. Расскажите устройство и принцип осевых вентилятора и компрессора.
Практическая работа №6
Расчёт подачи, напора и мощности центробежного насоса. Подбор насоса по каталогу
Лабораторная работа №2
Определение основных характеристик центробежного насоса
Тема 2.3. Разделение жидких и газовых гетерогенных систем
Целью изучения данной темы является формирование понятия о классификации гетерогенных систем и методах их разделения, о материальном балансе процессов разделения гетерогенных систем. Ознакомление с процессами мембранного разделения смесей, с основными путями интенсификации процессов разделения гетерогенных систем.
При изучение данной темы необходимо разобраться в следующих вопросах: а) классификация гетерогенных систем; метода их разделения;
б) материальный баланс процессов разделения гетерогенных систем;
в) отстаивание; конструкция отстойников для жидких и газовых гетерогенных систем;
г) фильтрование, его виды; конструкции и принцип работы фильтров периодического и непрерывного действия; расчёт поверхности фильтрования;
д) цетрифугирование, его виды; фактор разделения и индекс производительности; типы центрифуг, их устройство; основы расчёта центрифуг;
е) очистка газов от пыли в циклонах; расчет циклонов; мокрая очистка газов; устройство скрубберов;
ж) разделение газовых неоднородных систем в электрическом поле; устройство электрофильтров;
з) процессы мембранного разделения смесей в химической технологии;
После изучения темы учащиеся должны излагать классификацию гетерогенных систем, описывать методы их разделения, объяснить устройство и принцип действия различных аппаратов; высказывать общее суждение о процессах мембранного разделения смесей и путях интенсификации процессов разделения.
Вопросы для самоконтроля
1. Приведите классификацию гетерогенных систем;
2. Охарактеризуйте процесс отстаивания;
3. Приведите конструкцию отстойников;
4. Приведите виды фильтрования;
5. Расскажите устройство фильтров;
6. Приведите основы расчёта фильтров;
7. Расскажите о видах центрифугирования; приведите типы и устройство центрифуг;
8. Приведите способы очистки газов;
9. Расскажите про очистку в циклонах и мокрых пылеуловителях;
10. Приведите устройство электрофильтры;
11. Значение мембранного разделения смесей в химической технологии.
Практическая работа №7
Расчёт отстойника для разделения жидких неоднородных систем по заданным условиям
Практическая работа №8
Расчёт фильтра или центрифуги для разделения жидких неоднородных систем по заданным условиям
Практическая работа №9
Расчёт циклона для разделения газовых гетерогенных систем по заданным условиям
Тема 2.4. Перемешивание в жидких средах
Использование процесса перемешивание в нефтепереработке. Способы перемешивания в жидких средах. Перемешивание с помощью механических мешалок. Конструкции мешалок, их выбор. Расчёт потребляемой мощности. Пневматическое перемешивание. Определение расхода. Перемешивание с помощью циркуляционных насосов.
Целью изучения данной темы является формирование понятия о назначении и способах перемешивания в жидких средах, о типах и конструкции механических мешалок, о принципах выбора типа мешалки.
После изучения темы учащиеся должны уметь объяснить назначение и способы перемешивания в жидких средах; описывать типы и конструкцию механических мешалок, порядок расчёта мощности на перемешивание и расхода газа.
Вопросы для самоконтроля
1. Значение процесса перемешивания в жидких средах.
2. Приведите группы мешалок; их конструкцию.
3. Расскажите о пневматическом перемешивание и перемешивание с помощью циркуляционных насосов.
4. Приведите порядок расчёта потребляемой мощности.
Практическая работа №10
Расчёт затрат энергии на перемешивание
Вопросы 1-60
1. Приведите общие принципы расчета химического оборудования.
2. Охарактеризуйте виды измельчения твердых материалов; приведите типы машин, применяемых для этих видов измельчения.
3. Приведите устройство и принцип действия щековых дробилок; расскажите о достоинствах и недостатках.
4. Приведите устройство и принцип действия конусных дробилок; расскажите о их достоинствах и недостатках.
5. Приведите устройство и принцип действия валковых дробилок; расскажите о их достоинствах и недостатках.
6. Приведите устройство и принцип действия ударно-центробежных дробилок; расскажите о их достоинствах и недостатках.
7. Приведите устройство и принцип действия барабанных мельниц; расскажите о их достоинствах и недостатках.
8. Приведите устройство и принцип действия вибрационных мельниц; расскажите о их достоинствах и недостатках.
9. Приведите устройство и принцип действия струйно-вибрационных и коллоидных мельниц; расскажите о их достоинствах и недостатках.
10. Приведите сравнительную характеристику и выбор дробильно-размольных машин.
11. Приведите схему измельчения твердых материалов в один прием; охарактеризуйте ее.
12. Приведите схему измельчения твердых материалов в два приема; охарактеризуйте ее.
13. Приведите показатели по которым оценивается работа грохотов; расскажите о способах грохочения, опишите их достоинства и недостатки.
14. Приведите устройство, принцип действия, достоинства и недостатки барабанных грохотов.
15. Приведите устройство, принцип действия, достоинства, недостатки плоских качающихся и гирационных качающихся грохотов.
16. Приведите устройство, принцип действия, достоинства, недостатки вибрационных грохотов.
17. Приведите устройство, принцип действия, достоинства, недостатки спирального и реечного классификаторов.
18. Приведите устройство, принцип действия, достоинства, недостатки чашевого и центробежного классификаторов.
19. Приведите сравнительную характеристику питателей с тяговыми органами.
20. Приведите сравнительную характеристику питателей с колебательным движением.
21. Приведите сравнительную характеристику вращающихся питателей.
22. Приведите классификацию смесителей твердых и пастообразных материалов; охарактеризуйте смесители с вращающимся корпусом.
23. Охарактеризуйте смесители твердых и пастообразных материалов с вращающимися лопастями различной формы и циркуляционные смесители интенсивного действия.
24. Охарактеризуйте эффективность смесителей твердых и пастообразных материалов различных типов.
25. Приведите основные физические свойства жидкостей; охарактеризуйте зависимость свойств от температуры.
26. Приведите уравнение неразрывности потока жидкости; охарактеризуйте величины входящие в состав этого уравнения.
27. Приведите уравнение удельной энергии жидкости; охарактеризуйте величины входящие в состав этого уравнения.
28. Приведите уравнение Бернулли; определите его физическую сущность.
29. Охарактеризуйте режимы движения жидкостей; по какому критерию определяют режим движения жидкости; охарактеризуйте этот критерий.
30. Приведите составляющие полной потери напора при движении жидкости по трубопроводам, опишите способы определения потери напора.
31. Охарактеризуйте истечение жидкости через отверстие; приведите уравнение скорости и расхода истечения жидкости через отверстие.
32. Охарактеризуйте истечение жидкости через водосливы; опишите виды водосливов; приведите уравнение расхода жидкости через водослив.
33. Охарактеризуйте псевдоожиженные системы. Расскажите о структуре псевдоожиженного слоя. Приведите зависимость сопротивления слоя твердых частиц от скорости газа.
34. Расскажите о назначение и типах насосов. Приведите основные параметры работы насосов и схему насосных установок.
35. Расскажите об устройстве и принципе действия центробежного насоса. Приведите законы пропорциональности. Охарактеризуйте явление кавитации.
36. Расскажите о регулирование и обслуживание центробежного насоса. Подбор по каталогу. Пуск и остановка центробежного насоса.
37. Приведите типы поршневых насосов; их устройство и принцип действия.
38. Приведите сравнительную характеристику насосов различных типов: центробежных, поршневых, струйных и т.д. Опишите их достоинства и недостатки.
39. Приведите назначение и типы компрессоров. Охарактеризуйте процессы сжатия газов.
40. Приведите типы поршневых компрессоров, их устройство и работу.
41. Расскажите о многоступенчатом сжатии. Приведите индикаторную диаграмму сжатия поршневого компрессора.
42. Приведите устройство и принцип действия центробежных компрессоров: центробежного вентилятора, турбогазодувка и турбокомпрессоры.
43. Приведите устройство и принцип действия осевых компрессоров: осевого вентилятора и осевого компрессора.
44. Приведите сравнительную характеристику компрессорных машин. Приведите их достоинства и недостатки.
45. Приведите классификацию гетерогенных систем. Материальный баланс процессов разделения гетерогенных систем.
46. Охарактеризуйте процесс отстаивания.
47. Приведите конструкции некоторых отстойников для жидких и газовых гетерогенных систем.
48. Охарактеризуйте процесс фильтрования; приведите виды фильтрования.
49. Приведите устройство и принцип действия барабанного вакуум-фильтра.
50. Приведите устройство и принцип действия некоторых фильтров, работающих под давлением.
51. Приведите сравнительную характеристику фильтров непрерывного и периодического действия.
52. Охарактеризуйте процесс центрифугирования. Приведите виды центрифугирования.
53. Приведите устройство центрифуг периодического действия.
54. Приведите устройство центрифуг непрерывного действия.
55. Приведите устройство сверхцентрифуг.
56. Приведите сравнительную характеристику разных типов центрифуг. Опишите их достоинства и недостатки.
57. Охарактеризуйте очистку газов от пыли в циклонах. Расскажите о мокрой очистке газов. Приведите устройство скрубберов.
58. Охарактеризуйте разделение газовых неоднородных систем в электрическом поле. Приведите устройство электрофильтров.
59. Охарактеризуйте процесс перемешивания в жидких средах. Расскажите о перемешивание с помощью механических мешалок. Приведите конструкции мешалок.
60. Расскажите о пневматическом перемешивание в жидких средах и перемешивание с помощью циркуляционных насосов.
Задачи 61-70
Рассчитать шаровую мельницу с центральной разгрузкой, размеры барабана которой D x L мм, если а % кусков исходного материала имеют диаметр dн
, а х % зерен измельченного продукта имеют крупность менее 150 мк, насыпная масса стальных шаров в pш
кг/м3
.
| № задачи |
D x L, мм |
а, % |
х, % |
dн, мм |
pш
|
| 61 |
900 х 1800 |
80 |
85 |
20 |
4100 |
| 62 |
1200 х 2400 |
85 |
84 |
25 |
4100 |
| 63 |
1500 х 3000 |
90 |
87 |
20 |
4200 |
| 64 |
2100 х 3000 |
75 |
82 |
25 |
4100 |
| 65 |
2700 х 3600 |
78 |
89 |
20 |
4150 |
| 66 |
1200 х 2400 |
82 |
80 |
25 |
4200 |
| 67 |
900 х 1800 |
84 |
83 |
30 |
4100 |
| 68 |
1500 х 3000 |
88 |
86 |
20 |
4150 |
| 69 |
2100 х 3000 |
79 |
81 |
25 |
4200 |
| 70 |
2700 х 3600 |
86 |
88 |
30 |
4100 |
Задачи 71-80
Рассчитать размеры (длину и ширину сита) плоского качающегося (гирационного) грохота для сортировки G т/ч материала с наибольшим диаметром кусков D. Насыпная масса этого материала pн
= 1,54 т/м3
. Коэффициент трения материала о сито f. Коэффициент разрыхления материала φ, диаметр отверстий сита d, угол наклона пружин грохота к вертикали α. Эксцентриситет вала привода r.
| № задачи |
G, т/ч |
D, мм |
f |
φ |
d, мм |
α0
|
r, мм |
| 71 |
20 |
35 |
0,4 |
0,4 |
3 |
15 |
10 |
| 72 |
25 |
40 |
0,3 |
0,45 |
4 |
30 |
11 |
| 73 |
15 |
30 |
0,35 |
0,5 |
5 |
60 |
12 |
| 74 |
30 |
45 |
0,4 |
0,55 |
6 |
20 |
13 |
| 75 |
35 |
25 |
0,3 |
0,6 |
7 |
15 |
14 |
| 76 |
40 |
33 |
0,35 |
0,65 |
8 |
30 |
15 |
| 77 |
10 |
42 |
0,4 |
0,7 |
3 |
60 |
16 |
| 78 |
18 |
28 |
0,3 |
0,75 |
4 |
20 |
17 |
| 79 |
29 |
36 |
0,35 |
0,42 |
5 |
15 |
18 |
| 80 |
33 |
44 |
0,4 |
0,62 |
6 |
30 |
20 |
Задачи 81-90
Определить критерий Рейнольдса, а также толщину и скорость стекания водяной пленки по внутренней поверхности вертикальной трубы диаметром d при расходе воды G через трубу. Плотность и вязкость воды принимаем при нормальных условиях.
| № задачи |
d, мм |
G, кг/ч |
| 81 |
45 |
300 |
| 82 |
40 |
250 |
| 83 |
50 |
430 |
| 84 |
48 |
410 |
| 85 |
35 |
200 |
| 86 |
55 |
450 |
| 87 |
38 |
500 |
| 88 |
52 |
520 |
| 89 |
42 |
480 |
| 90 |
58 |
390 |
Задачи 91-100
Определить режим течения жидкости в канале. Данные для расчета приведены в таблице.
| № задачи |
Среда |
Расход G, м3
|
Сечение канала |
d трубы, мм |
D кожуха, мм |
n, количество труб |
| 91 |
вода |
3 |
трубное пространство |
38х3 |
64 |
|
| 92 |
бензол |
3,3 |
кольцевое пространство |
57х3 |
108х4 |
|
| 93 |
хлорбензол |
2,8 |
межтрубное пространство |
25х2 |
329х2 |
61 |
| 94 |
толуол |
4,2 |
трубное пространство |
37х2 |
42 |
|
| 95 |
уксусная кислота 50% |
3 |
кольцевое пространство |
25х2 |
108х4 |
|
| 96 |
ацетон |
3,5 |
межтрубное пространство |
20х2 |
329х2 |
90 |
| 97 |
вода |
2,8 |
кольцевое пространство |
89х5 |
159х4,5 |
|
| 98 |
бензол |
3,8 |
межтрубное пространство |
25х2 |
278х2,5 |
42 |
| 99 |
хлорбензол |
3,5 |
кольцевое пространство |
76х4 |
133х4 |
|
| 100 |
толуол |
3,8 |
межтрубное пространство |
20х2 |
278х2,5 |
42 |
Задачи 101-110
Центробежный насос необходимо установить на высоте h над уровнем открытого водоема для перекачки V воды в реактор, работающий под избыточным давлением DP. Геометрическая высота подъема воды Нг. Температура воды t. Длина линии нагнетания Lн, длина линии всасывания Lвс. На линии всасывания и линии нагнетания имеются местные сопротивления. Рассчитайте производительность, напор, мощность центробежного насоса и подберите его по каталогу.
| № задачи |
V, м3
|
h, м |
DP, МПа |
t°, С |
Нг, м |
Lн, м |
Lвс, м |
Местное сопротивление |
|
| линия всасывания |
линия нагнетания |
||||||||
| 101 |
45 |
3 |
0,15 |
40 |
22 |
30 |
15 |
задвижка, вентиль прямоточный, колено |
нормальный вентиль, задвижка, колено |
| 102 |
35 |
5 |
0,12 |
35 |
20 |
19 |
11 |
вентиль нормальный, 2 колена внезапное сужение (Fo/F1
|
задвижка, 3 колена |
| 103 |
30 |
5,5 |
0,18 |
25 |
18 |
25 |
14 |
задвижка, колено, плавное закругление |
задвижка, вентиль нормальный |
| 104 |
50 |
6 |
0,2 |
20 |
16 |
22 |
12 |
2 задвижки, отвод (Ro/d) = 6, j=110° |
2 колена, 2 нормальный вентиля |
| 105 |
38 |
6,5 |
0,14 |
30 |
14 |
28 |
17 |
внезапное расширение (Fo/F1
|
отвод (Ro/d) = 6, j=60°, вентиль нормальный, 2 колена |
| 106 |
42 |
3,2 |
0,22 |
45 |
12 |
32 |
19 |
отвод (Ro/d) = 4, j=110°, вентиль нормальный |
внезапное сужение (Fo/F1
|
| 107 |
34 |
3,8 |
0,24 |
35 |
19 |
34 |
16 |
вентиль нормальный прямоточный, колено |
задвижка, 2 колена, внезапное расширение (Fo/F1
|
| 108 |
48 |
4,5 |
0,16 |
30 |
17 |
36 |
18 |
внезапное расширение (Fo/F1
|
вентиль нормальный, колено |
| 109 |
32 |
4,8 |
0,1 |
25 |
24 |
33 |
16 |
отвод (Ro/d) = 4, j=60°, 2 колена, вентиль прямоточный |
вентиль нормальный, 2 задвижки, колено |
| 110 |
52 |
4,2 |
0,17 |
20 |
11 |
37 |
15 |
отвод (Ro/d) = 15, j=110°, отвод (Ro/d) = 6, j=60°, задвижка |
колено, 2 прямоточных вентиля |
Задачи 111-120
Рассчитать объемную производительность по фильтрату нутч-фильтра, в который загружается суспензия в количестве G, содержание в ней твердой фазы х. Получаемый осадок имеет влажность W, плотность фильтра rф
.
| № задачи |
G, кг |
х, % масс |
W, % |
rф
|
| 111 |
2100 |
10 |
55 |
1020 |
| 112 |
3500 |
20 |
<
p style="text-align:center;">60
|
1040 |
| 113 |
4200 |
15 |
65 |
1000 |
| 114 |
2300 |
18 |
70 |
1050 |
| 115 |
3800 |
14 |
50 |
1060 |
| 116 |
2600 |
9 |
52 |
1070 |
| 117 |
4000 |
22 |
58 |
1010 |
| 118 |
3200 |
16 |
62 |
1045 |
| 119 |
3000 |
13 |
68 |
1055 |
| 120 |
2800 |
17 |
64 |
1035 |
Задачи 121-130
Определить теоретическую производительность центрифуги для разделения суспензии по данным, представленным в таблице.
| № задачи |
d, мкм |
rтв
|
rж
|
D, м |
L, м |
n, об/мин |
mж
|
| 121 |
30 |
1900 |
1000 |
2 |
0,7 |
1100 |
40х10-3
|
| 122 |
28 |
1800 |
920 |
1,8 |
0,6 |
1120 |
42х10-3
|
| 123 |
26 |
1850 |
940 |
1,6 |
0,5 |
1140 |
44х10-3
|
| 124 |
24 |
1820 |
960 |
1,4 |
0,55 |
1160 |
46х10-3
|
| 125 |
22 |
1840 |
980 |
1,2 |
0,65 |
1180 |
48х10-3
|
| 126 |
20 |
1860 |
840 |
1 |
0,68 |
1200 |
50х10-3
|
| 127 |
32 |
1830 |
860 |
2 |
0,58 |
1220 |
52х10-3
|
| 128 |
29 |
1880 |
830 |
1,8 |
0,62 |
1240 |
54х10-3
|
| 129 |
17 |
1890 |
800 |
1,6 |
0,54 |
1280 |
56х10-3
|
| 130 |
21 |
1810 |
820 |
1,4 |
0,67 |
1300 |
51х10-3
|
где d – диаметр твердых частиц, мкм;
rж
– плотность жидкой фазы, кг/м3
;
rтв
– плотность твердой фазы, кг/м3
;
D – диаметр барабана центрифуги, м;
L – длина барабана, м;
n – частота вращения барабана, об/мин;
mж
– вязкость жидкой фазы, Па*с.
Задачи 131-140
Рассчитать циклон для улавливания из воздуха мелких твердых частиц плотностью rтв
кг/м3
. Наименьший диаметр улавливаемых частиц d мкм. Объем поступающего воздуха V м3
/ч, средняя температура tв. Коэффициент сопротивления циклона x.
| № задачи |
V, м3
|
t°, С |
d, мкм |
rтв
|
Тип циклона |
x |
| 131 |
3200 |
20 |
4 |
340 |
ЦККБ |
2,5 |
| 132 |
3300 |
20 |
5 |
350 |
ВТИ |
6 |
| 133 |
3400 |
20 |
6 |
360 |
НИПОГАЗ |
7 |
| 134 |
3500 |
20 |
7 |
370 |
ЦККБ |
2,5 |
| 135 |
3550 |
20 |
8 |
380 |
ВТИ |
6 |
| 136 |
3600 |
20 |
7 |
390 |
НИПОГАЗ |
7 |
| 137 |
3650 |
20 |
8 |
400 |
ЦККБ |
2,5 |
| 138 |
3700 |
20 |
6 |
330 |
ВТИ |
6 |
| 139 |
3800 |
20 |
7 |
310 |
НИПОГАЗ |
7 |
| 140 |
4000 |
20 |
8 |
320 |
ВТИ |
2,5 |
Задачи 141-150
Определить диаметр отстойника для непрерывного уплотнения водной суспензии мела. Производительность отстойника G, т/ч начальной суспензии, содержащей х % (масс) СаСО3
. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению d, мкм. Температура суспензии t °С. Влажность шлама у %. Плотность мела 2710 кг/м3
.
| № задачи |
G, т/ч |
х, % (масс) |
d, мкм |
t, °С |
у, %. |
| 141 |
50 |
5 |
32 |
35 |
65 |
| 142 |
64 |
7 |
34 |
40 |
70 |
| 143 |
82 |
6 |
28 |
30 |
75 |
| 144 |
48 |
8 |
30 |
28 |
60 |
| 145 |
56 |
12 |
26 |
20 |
55 |
| 146 |
67 |
10 |
20 |
18 |
50 |
| 147 |
75 |
11 |
22 |
15 |
48 |
| 148 |
44 |
9 |
24 |
42 |
68 |
| 149 |
85 |
13 |
36 |
32 |
52 |
| 150 |
54 |
15 |
18 |
17 |
78 |
Задачи 151-160
Холодильник состоит из n труб диаметром d, мм. В трубное пространство холодильника поступает вода по трубопроводу диаметром D, мм. Скорость воды в трубопроводе W, м/с. Вода идет снизу вверх. Определить скорость воды в трубах холодильника.
| № задачи |
n (количество труб) |
d, мм |
D, мм |
W, м/с |
| 151 |
15 |
20х2 |
57х3,5 |
0,9 |
| 152 |
20 |
25х2 |
76х4 |
1 |
| 153 |
21 |
22х2 |
56х3 |
1,1 |
| 154 |
16 |
19х2,5 |
38х2 |
1,4 |
| 155 |
17 |
20х2 |
57х2,5 |
1,2 |
| 156 |
12 |
25х2 |
56х3 |
1,3 |
| 157 |
18 |
22х2 |
57х3,5 |
1,2 |
| 158 |
19 |
24х2 |
76х4 |
0,9 |
| 159 |
23 |
27х2 |
38х2 |
1,6 |
| 160 |
25 |
28х2 |
57х2,5 |
1,3 |
Задачи 161-170
Определить местную скорость по оси трубопровода диаметром d, мм при протекании по нему жидкости в количестве Gдм3
/ч при температуре t °С.
| № задачи |
Среда |
d, мм |
Gдм3
|
t °С |
| 161 |
ацетон |
57х3,5 |
100 |
42 |
| 162 |
глицерин |
76х4 |
150 |
28 |
| 163 |
толуол |
38х2 |
120 |
34 |
| 164 |
спирт этиловый |
57х2,5 |
180 |
26 |
| 165 |
уксусная кислота |
56х3 |
170 |
46 |
| 166 |
спирт метиловый |
57х3,5 |
160 |
29 |
| 167 |
Н – гексан |
76х4 |
190 |
18 |
| 168 |
анилин |
38х2 |
110 |
22 |
| 169 |
бензол |
57х2,5 |
200 |
28 |
| 170 |
четыреххлористый углерод |
56х3 |
130 |
36 |
Задачи 171-180
Подобрать гидроциклон для классификации суспензии в количестве Q, т/ч. Плотность суспензии r кг/м3
. Содержание твердых частиц диаметром меньше 74 мк в сливе должно составлять b 74 %.
| № задачи |
Q, т/ч |
r кг/м3
|
b 74 |
| 171 |
50 |
1250 |
70 |
| 172 |
40 |
1200 |
75 |
| 173 |
60 |
1220 |
60 |
| 174 |
52 |
1210 |
65 |
| 175 |
54 |
1190 |
80 |
| 176 |
48 |
1260 |
72 |
| 177 |
63 |
1160 |
74 |
| 178 |
65 |
1110 |
66 |
| 179 |
44 |
1130 |
82 |
| 180 |
56 |
1290 |
78 |
Пояснительная записка
Программа дисциплины «Процессы и аппараты нефтегазоперерабатывающих производств» предусматривает изучение учащимися теоретических основ технологических процессов, устройство и работы основных аппаратов и методов их расчета.
Изучение программного материала базируется на знаниях, полученных учащимися при изучении дисциплин «Физическая и коллоидная химия». «Физика», «Основы технической механики», «Конструкционные материалы и оборудование нефтеперерабатывающих производств».
Учебный план предусматривает установочные занятия, на которых преподаватель знакомит учащихся с содержанием курса, его значением, дает необходимые указания по самостоятельному изучению предмета и выполнению контрольных работ.
В межсессионный период важно изучение предмета самостоятельно с составлением учащимися конспекта по форме, предложенной преподавателем на установочной сессии. Учащиеся должны приступить к выполнению домашней контрольной работы после изучения необходимого материала по данным темам и составляет по нему конспекта.
В результате изучения дисциплины учащиеся должны знать на уровне представления:
основные достижения в области процессов и аппаратов переработки нефти и газа:
основные конструктивные элементы оборудования нефтегазоперерабатывающих производств;
знать на уровне понимания:
классификацию основных процессов и аппаратов;
основы гидравлики, теплообмен и массообмена;
назначение основных процессов, применяемых при переработке нефти;
устройство и принцип действия различных типов аппаратов и машин, применяемых в процессах нефтегазопереработки;
методы технологического и конструктивного расчета основных аппаратов, используемых в нефтегазопереработке;
методы технологического и конструктивного расчета процессов транспортирования жидкостей и газов, фильтрования, перемешивания, абсорбции, перегонки, теплообмена, экстракции, кристаллизации и сушки;
принципы работы тепловых и холодильных установок;
уметь:
осуществлять выбор типа аппаратов для конкретных условий;
составлять материальные и тепловые балансы основных процессов;
осуществлять расчет основных аппаратов и производить их подбор по действующим стандартам;
пользоваться справочной, нормативной, технической литературой.
Методические рекомендации по выполнению
контрольных работ
Контрольная работа выполняется учащимися после изучения теоретического материала. При изучении каждой темы целесообразно составить краткий конспект. После изучения каждой темы необходимо ответить на вопросы для самоконтроля. Целесообразно при выполнении заданий повторить соответствующий материал.
Каждый учащийся выполняет вариант задания, выданный преподавателем.
Контрольные работы должны быть аккуратно оформлены в тетради, необходимо оставить широкие поля для замечаний рецензента, а также несколько свободных строк после ответа на каждое задание. Писать чётко и ясно. Контрольные работы нужно выполнять чернилами в школьной тетради, на обложке которой приводится сведения по образцу (прил. 1). На первой странице указывается номер варианта. Порядок записи вопросов и ответов в контрольных работах должен быть сохранён таким, как задан в соответствующем варианте. Ответы должны быть по возможности краткими, точными и исчерпывающими. Таблицы и рисунки, размещённые в тексте ответов, должны быть пронумерованы и озаглавлены. Копирование рисунков из учебников средствами множительной техники не допускается. В конце работы приводится список использованной литературы, ставятся дата выполнения работы и подпись учащегося.
3ачтённая контрольная работа может иметь те или иные замечания. Они должны быть исправлены, и работа предъявлена преподавателю на сессии.
Если работа не зачтена, студент обязан предъявить её на повторную рецензию, включив в неё те вопросы, ответы на которые оказались не верными. Для этого необходимо сделать работу над ошибками, её выполняют в той же тетради, заново переписывая условия неверных заданий. В конце ставится дата и подпись.
3ачтённая контрольная работа предъявляется экзаменатору. Чтобы быть допущенным к сдаче зачёта по дисциплине, контрольная работа должна быть защищена в период сессии.
Приложение 1
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
Новополоцкий государственный политехнический техникум
Контрольная работа №
По дисциплине
Процессы и аппараты
нефтегазоперерабатывающих производств
____________________________
Ф. И. О.
Гр. ____________
Вариант _______
Рецензент __________________
Сдана на рецензию __________
Регистрационный номер _____
Отметка о зачетке ___________
Литература
Основная
Адельсон, С. В. Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехимии / С. В. Адельсон. М., 1963.
Баранов, Д. А. Процессы и аппараты: учеб. / Д. А. Баранов, А. М. Кутепов. М., 2005.
Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учеб. для вузов: 9-е изд., испр. / А. Г. Касаткин. М., 1973.
Молоканов, Ю. К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки: учеб. для техникумов: 2-е изд. / Ю. К. Молоканов. М., 1987.
Романков, П. Г. Примеры и задачи по курсу «Процессы и аппараты химической промышленности»: учеб. пособие для техникумов / П. Г. Романков, М. И. Курочкина. Л., 1984.
Романков, П. Г. Процессы и аппараты химической промышленности: учеб. для техникумов / П. Г. Романков, М. И. Курочкина, Ю. Я. Мозжерин. Л., 1989.
Дополнительная
Дытнерский, Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: в 2 кн. / Ю. И. Дытнерский. М., 1995.
Иоффе, И. Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: учеб. для техникумов / И. Л. Иоффе. Л., 1991.
Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / под. ред. Ю. И. Дытнерского. М., 1991.
Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: учеб.: в 2 кн. / под ред. В. Г. Айнштейна. М., 2005.
Сугак, А. В. Процессы и аппараты химической технологии / А. В. Сугак, В. К. Леонтьев, В. В. Туркин. М., 2005.
Варианты заданной контрольной работы
| № варианта |
№ задания, относящийся к данному варианту |
|||||
| 1 |
1 |
31 |
71 |
91 |
121 |
151 |
| 2 |
2 |
32 |
72 |
92 |
119 |
152 |
| 3 |
3 |
33 |
73 |
93 |
120 |
153 |
| 4 |
4 |
34 |
74 |
94 |
122 |
161 |
| 5 |
5 |
35 |
75 |
95 |
131 |
162 |
| 6 |
6 |
36 |
76 |
96 |
132 |
163 |
| 7 |
7 |
37 |
77 |
97 |
133 |
171 |
| 8 |
8 |
38 |
78 |
98 |
125 |
172 |
| 9 |
9 |
39 |
79 |
99 |
134 |
173 |
| 10 |
10 |
40 |
80 |
100 |
140 |
154 |
| 11 |
11 |
41 |
61 |
111 |
135 |
155 |
| 12 |
12 |
42 |
62 |
112 |
136 |
156 |
| 13 |
13 |
43 |
63 |
113 |
137 |
164 |
| 14 |
14 |
44 |
64 |
109 |
138 |
165 |
| 15 |
15 |
45 |
65 |
108 |
126 |
166 |
| 16 |
16 |
46 |
81 |
101 |
139 |
174 |
| 17 |
17 |
47 |
82 |
102 |
141 |
175 |
| 18 |
18 |
48 |
83 |
103 |
142 |
176 |
| 19 |
19 |
49 |
84 |
104 |
143 |
157 |
| 20 |
20 |
50 |
85 |
105 |
144 |
158 |
| 21 |
21 |
51 |
86 |
106 |
145 |
159 |
| 22 |
22 |
52 |
87 |
107 |
146 |
167 |
| 23 |
23 |
53 |
88 |
110 |
123 |
168 |
| 24 |
24 |
54 |
66 |
114 |
124 |
169 |
| 25 |
25 |
55 |
67 |
115 |
127 |
170 |
| 26 |
26 |
56 |
68 |
116 |
128 |
177 |
| 27 |
27 |
57 |
69 |
117 |
129 |
178 |
| 28 |
28 |
58 |
70 |
118 |
130 |
179 |
| 29 |
29 |
59 |
89 |
147 |
140 |
180 |
| 30 |
30 |
60 |
90 |
148 |
160 |
150 |
Составитель Е. С. Кашпор, преподаватель специальных дисциплин учреждения образования «Новополоцкий государственный политехнический техникум»
Рассмотрено и рекомендовано к утверждению на заседании цикловой комиссии спецтехнологии и оборудования.
«Согласовано
Зам. директора по
Учебной работе
_____________ С. М. Шерман
«____» _______ 2009г.