1

.

2

1. Цели освоения дисциплины.

Процессы и аппараты химической технологии – общеинженерная дисциплина, в которой излагаются теоретические основы химической технологии и аппаратурного оформления химических производств.

Целью преподавания дисциплины является усвоение студентами основных принципов построения химической технологии для осуществления производственного цикла.

В данном курсе изучаются теория основных процессов химической технологии, принципы конструирования аппаратов и методы их расчета.

В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общекультурные и профессиональные компетенции:

- способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

- способность и готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе ОК-3);

- способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способность приобретать новые знания в области техники и технологии (ОК-7);

- способность и готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

- составлять математические модели типовых профессиональных задач, находить способы их решений и интерпретировать профессиональный (физический) смысл полученного математического результата (ПК-8);

- использовать знания основных физических теорий для решения возникающих физических задач, самостоятельного приобретения физических знаний для понимания принципа работы оборудования и приборов (ПК-24);

- разрабатывать проекты аппаратов и установок химической технологии (ПК-26);

- использовать информационные технологии при разработке проектов (ПК-27).

2.Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина «Процессы и аппараты химической технологии» представляет собой дисциплину математического и естественно научного цикла дисциплин. Из имеющихся в учебном плане дисциплин для успешного усвоения курса необходимы высшая математика, физика, физическая химия, инженерная графика, информационные технологии.

Математика (разделы): дифференциальное и интегральное исчисление, линейное и нелинейное программирование, теория вероятностей и математическая статистика.

Физика: механика твердого тела и гидромеханика, молекулярная физика, теория волновых процессов, электричество.

Физическая химия: химическая термодинамика и фазовое равновесие в гетерогенных системах, теория растворов.

Инженерная графика: выполнение и чтение технических схем, чертежей и эскизов деталей и агрегатов, сборочных чертежей и чертежей общего вида.

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) «Процессы и аппараты химической технологии»

В результате освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общекультурные и профессиональные компетенции:

общекультурные - ОК-1,3,7: студент должен: знать основные научные школы, методы и приемы научных исследований, уметь осуществлять методологическое обоснование научного исследования, владеть навыками историко-методологического анализа научного исследования;

Профессиональные, в т.ч.:

Общепрофессиональные ПК-1:

- студент должен: знать современное оборудование и приборы, уметь грамотно использовать методы математического моделирования, владеть методами теоретического анализа технологических процессов;

Производственно-технологическая деятельность ПК-8:

- студент должен: знать организационно-управленческую деятельность, понятия и методы реализации концепции устойчивого развития, уметь оценивать эффективность и внедрять новые технологии, владеть методами маркетинговых исследований, обработки информации;

Научно-исследовательская деятельность ПК-24:

- cтудент должен: знать современные приборы и методики, уметь обрабатывать и систематизировать научно-техническую информацию, владеть современными информационными технологиями для обработки информации с использованием прикладных программ и баз данных, методами оценки деятельности предприятий нефтехимического и биотехнологического комплексов;

Проектная деятельность ПК-26, ПК - 27:

- cтудент должен: знать и использовать модели для описания различных процессов, уметь проводить технологические расчеты по проектам, владеть навыками использования пакетов прикладных программ.

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины (модуля) и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций Коли- Компетенции чество Темы, часов общее разделы лекци- ОК-1 ОК-3 ОК-7 ПК-1 ПК-8 ПК-24 ПК-26 ПК-27 количество дисциплины компеонных тенций занятий Тема 1. Введение. Цели и 2 + + + + + + + + задачи курса.

Тема 2. Гидравлика однофазных систем Тема 3.

Гидравлика двухфазных 6 + + + + + + + + систем Тема 4. Гидромеханические процессы Тема 5. Перемещение 6 + + + + + + + + жидкостей и сжатие газов.

Тема 6. Процессы теплопереноса Тема 7. Основы теории массообменных процес- 10 + + + + + + + + сов Тема 8. Процессы массопередачи в системах 12 + + + + + + + + “газ (пар) – жидкость” и “жидкость – жидкость”.

Тема 9. Процессы массопередачи в системах с 12 + + + + + + + + участием твердой фазы Итого 4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Процессы и аппараты химической технологии»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц 288 часов 4.1. Лекционные занятия Неделя Раздел дисциплины (модуля), темы лекций и их Объем Тема 1. Введение. Цели и задачи курса.

История становления дисциплины. Классификация основных процессов химической технологии. Методы составления уравнений балансов массы, количества движения и энергии. Размерности физических величин. Физическое моделирование. Основные сведения из теории подобия и Тема 2. Гидравлика однофазных систем Механика жидкостей и газов. Гидростатика. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера. Основное уравнение гидростатики, его применение в расчетах. Гидродинамика.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Основные характеристики потока. Уравнение неразрывности потока.

Уравнения Навье-Стокса. Уравнения движения Эйлера.

Уравнение Бернулли. Полный гидродинамический напор.

Измерение расходов и скоростей движения жидкостей и газов. Ламинарные и турбулентные течения. Структура турбулентного потока. Модель Прандтля. Основы теории пограничного слоя. Теория изотропной турбулентности Колмогорова. Физическое моделирование. Основы теории подобия и анализа размерностей. Решение дифференциальных уравнений гидродинамики. Критерии гидродинамического подобия. Обобщенное критериальное уравнение гидродинамики. Закон сопротивления при движении однофазного потока. Уравнение Дарси-Вейсбаха. Коэффициент трения. Уравнение Кольбрука и Уайта. Местные сопротивления. Расчет трубопроводов для транспорта жидкостей и газов. Характеристика сети. Гидравлический удар.

Тема 3. Гидравлика двухфазных систем Газожидкостные системы. Пленочное течение жидкостей.

Режимы течения. Профиль скоростей в пленке. Расчет средней скорости течения и толщины пленки. Пленочные аппараты. Структура барботажного слоя и его основные характеристики (газосодержание, удельная поверхность контакта фаз и др.). Гидравлическое сопротивление барботажных аппаратов. Характеристики неподвижного зернистого слоя (эквивалентный диаметр частиц, порозность, удельная поверхность и др.). Гидравлическое сопротивление слоя. Структура потоков в слое. Структура и характеристики псевдоожиженного слоя. Гидравлическое сопротивление. Принципы конструирования аппаратов кипящего слоя. Пневмо- и гидротранспорт, схемы установок и их Тема 4. Гидромеханические процессы Классификация процессов разделения неоднородных систем. Кинетика гравитационного осаждения. Расчет отстойников и осадительных камер. Осаждение в поле центробежной силы. Фактор разделения. Осадительные центрифуги. Разделение газовзвесей в циклонах. Жидкостные сепараторы. Теория и практика фильтрования. Конструкции фильтров. Основы расчетов фильтров. Фильтрующие центрифуги, расчет производительности центрифуг.

Тема 5. Перемещение жидкостей и сжатие газов.

Насосы. Теоретический и действительный напор и производительность насосов. Напорно-расходные характеристики центробежных насосов. Определение рабочих точек.

Многоступенчатые насосы. Теоретические основы сжатия газов. Уравнения состояния газов. Термодинамические диаграммы состояния газов. Работа изотермического, адиабатического, политропического сжатия. Компрессорные машины. Поршневые компрессоры, индикаторная диаграмма.

КПД и производительность поршневых компрессоров.

Многоступенчатое сжатие. Турбомашины. Ротационные компрессоры. Литература [1,3,5] Тема 6. Процессы теплопереноса 17 Основы теории теплопередачи. Три механизма переноса теплоты. Теплопроводность. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Уравнение стационарной теплопроводности, его решение. Теплопроводность через многослойные плоские и цилиндрические стенки. Термическое сопротивление тел различной кофигурации. Отвод теплоты по ребрам и стержням. Общие сведения о нестационарной теплопроводности в изотропных средах. Тепловое излучение. Лучеиспускательная способность тел. Закон СтефанаБольцмана. Соотношение между лучеиспускательной и поглощательной способностями тел (закон Кирхгофа).

Интенсивность излучения (закон Ламберта). Лучистый теплообмен. Действие экранов. Тепловое излучение газов.

Излучение запыленных потоков и светящихся пламен.

Конвективный теплообмен. Механизм переноса тепла. Закон теплоотдачи. Основное уравнение теплопередачи.

Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена, его решение методами теории подобия. Критерии теплового подобия. Обобщенное критериальное уравнение конвективного теплообмена. Теплоотдача при движении однофазных потоков. Теплоотдача при кипении жидкостей, при конденсации паров. Влияние геометрии поверхности на теплоотдачу. Теплообмен с зернистыми материалами и насадками. Теплообменные аппараты. Оценка эффективности теплообменников. Схемы движения теплоносителей в теплообменниках. Расчет средней разности температур. Выбор теплоносителей. Способы экономии тепловой энергии.

Применение котлов - утилизаторов. Термосифоны. Тепловые насосы.

Выпарка. Материальный и тепловой балансы выпарки.

Многокорпусные выпарные установки. Выпарные аппараты с циркуляционным контуром. Пленочные выпарные аппараты.

Тема 7. Основы теории массообменных процессов Основы массопередачи. Общая характеристика массообменных процессов, их назначение и области применения.

Фазовое равновесие в гетерогенных системах. Линия фазового равновесия. Модели механизма массопередачи в двухфазных системах. Уравнения массоотдачи и массопередачи. Фазовые сопротивления. Закон аддитивности фазовых сопротивлений. Дифференциальное уравнение конвективной диффузии. Критерии подобия диффузионных процессов. Обобщенное критериальное уравнение массоотдачи. Уравнения материальных балансов процессов массопередачи. Уравнения рабочих линий. Способы выражения движущей силы и кинетики массопередачи. Концепция теоретической тарелки. КПД реальной тарелки. Определение числа действительных ступеней контакта. Число единиц преноса (ЧЕП). Соотношение между ЧЕП и КПД ступени контакта. Расчет ЧЕП. Высота единицы переноса (ВЕП). Связь ВЕП с высотами единиц переноса в фазах.

6,7,8,9,11, Тема 8. Процессы массопередачи в системах “газ (пар) – 12 жидкость” и “жидкость-жидкость”.

Физическая абсорбция и хемосорбция. Особенности механизма массопередачи в системе газ-жидкость. Принципиальная технологическая схема абсорбционнодесорбционной установки. Материальный баланс абсорбции. Минимальный расход абсорбента. Тепловой баланс абсорбции. Влияние теплового эффекта растворения газа на движущую силу абсорбции. Насадочные абсорберы. Типы насадок, их сравнительная характеристика, критерии выбора. Гидродинамические режимы работы насадочных аппаратов. Оценка эффективности скрубберов. Распылительные абсорберы. Скруббер Вентури. Эмульгационые колонны. Сравнительная характеристика и схемы конструкций колонных аппаратов с контактными устройствами различных типов. Расчет основных размеров абсорберов с непрерывным контактом фаз. Расчет тарельчатых абсорберов. Масштабирование колонных аппаратов. Гидродинамическое моделирование.

Перегонка жидкостей. Технологические схемы ректификации. Материальный и тепловой балансы ректификации бинарных смесей. Уравнения рабочих линий ректификации. Флегмовое число. Периодическая ректификация, области применения. Разделение близкокипящих и азеотропных смесей. Многокомпонентная ректификация. Составление уравнений материального баланса. Расчет числа тарелок и режимных параметров ректификации многокомпонентных смесей.

Жидкостная экстракция. Подбор экстрагентов. Экстракция в перекрестном токе растворителей. Материальный баланс экстракции. Расчет числа ступеней экстракции.

Экстракционные аппараты.

Тема 9. Процессы массопередачи в системах с участием 15,16, Адсорбционно-десорбционные процессы. Природные и синтетическик сорбенты. Структура сорбентов. Изотермы адсорбции. Уравнения Лэнгмюра, Фрейндлиха. Микропористые сорбенты. Уравнение Дубинина. Кинетика адсорбции. Динамика адсорбции. Уравнение Шилова. Схемы конструкций адсорберов. Математическое описание и расчеты адсорбционных установок с неподвижным слоем, с движущимся слоем, с кипящим слоем адсорбента.

Термическая сушка. Сушильные агенты. Исследование кинетики сушки дисперсных материалов. Параметры влажного воздуха. Термодинамическая диаграмма влажного воздуха (диаграмма Рамзина). Точка росы. Температура мокрого термометра. Потенциал сушки. Аппаратура для конвективной сушки. Определение расхода воздуха и тепла Кристаллизация из растворов. Диаграммы растворимости. Модели механизма кристаллообразования. Влияние режимно-технологических параметров процесса на качество кристаллов. Основные технологические схемы кристаллизации. Аппаратура для кристаллизации.

Мембранные процессы разделения. Классификация мембранных процессов. Структура и свойства мембран.

Оценка эффективности мембранных процессов. Баромембранные процессы, области применения. Капиллярнофильтрационная теория проницаемости. Диффузионномембранные процессы. Электромембранные процесссы.

Аппаратура для мембранного разделения.

4.2. Лабораторные занятия № № разТемы занятий Определение вязкости капельных жидкостей Определение режима течения вязкой жидкости Гравитационное осаждение шарообразных частиц.

Экспериментальное определение основных характеристик слоя зернистого материала Изучение гидродинамики псевдоожижения зернистого слоя воздухом.

Изучение процесса фильтрования при постоянной Построение основных характеристик центробежного вентилятора Исследование равновесия "Жидкость-пар" бинарной смеси Определение массообменных характеристик абсорбера.

Разделение бинарной смеси на ректификационной колонне Изучение кинетики сушки зернистых материалов 4.3. Практические занятия 1-й семестр (0,59 ЗЕ) Расчет гидравлического сопротивления труб и каналов нии труб, теплоотдача при кипении жидкостей и при конденсации паров.

дачи. Расчеты кожухотрубных теплообменников.

Расчет выпарных аппаратов с циркуляционным контуром Расчет пленочных выпарных аппаратов 2-й семестр (0,59 ЗЕ) бента. Подбор оборудования для адсорбционно-десорбционных установок.

ределение параметров влажного воздуха. Расчет конвективной сушилки и калорифера.

4.4. Самостоятельная работа студента 4.4.1. Решение задач Раздел дис- № недеВид СРС Тема 1,2,3 1.23, 1.25, 1.26, 1.27,1.29, 1.30, 4.4.2. Выполнение курсового проекта 3-й семестр (1,32 ЗЕ) Курсовое проектирование имеет своей целью обучить студентов основам технологического и конструктивного расчетов химической аппаратуры.

В процессе курсового проектирования студент должен овладеть методикой техникоэкономического обоснования и выбора типовой аппаратуры, теорией и практикой выполнения расчетов и проектирования аппаратов.

Темой курсового проекта является расчет и проектирование типовой химической аппаратуры, например, выпарных установок, сушильных аппаратов, массообменных колонн. Тема проекта должна предусматривать расчеты по нескольким важнейшим разделам курса, включая гидравлические, тепловые расчеты и расчеты по тепломассообмену.

На основании расчетов студентом определяются основные режимные параметры и геометрические характеристики аппарата. Затем выполняются эскизы аппарата, прорабатывается компоновка и возможные варианты расположения узлов. После выбора оптимального варианта конструкции студент приступает к разработке чертежей аппарата.

Результаты расчета вместе с графиками, рисунками и необходимыми вспомогательными материалами оформляются в виде пояснительной записки.

Объем расчетно-пояснительной записки составляет 25-30 листов формата А-4. Графическая часть проекта состоит из чертежей на 3-х листах формата А-1.

На первом листе выполняется принципиальная технологическая схема проектируемой установки или агрегата.

На 2-м и 3-м листах выполняется чертеж общего вида или сборочный чертеж основного аппарата.

Литература [2,3,4].

4.6. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента 1-й семестр (трудоемкость - 5 ЗЕ) 2-й семестр (трудоемкость - 5 ЗЕ) 17.

контроль Виды аудиторной учебной работы: Лк – лекции, Пз – практические занятия, Лз – лабораторные занятия.

Виды самостоятельной учебной работы: Дз – домашнее задание (решение задач), КП – выполнение курсового проекта по дисциплине.

Формы текущего контроля (ТК): Гкп – проверка графика выполнения курсового проекта; ПДз - проверка домашнего задания; От – отчет по лабораторной работе 5. Образовательные технологии Чтение лекций по дисциплине.

Проведение лабораторных занятий включает этапы:

1. Постановка целей и задач лабораторной работы. Демонстрация и разбор опытов.

2. Самостоятельное выполнение экспериментальных исследований.

3. Демонстрация результатов выполнения лабораторной работы и разбор ошибок.

4. Устранение ошибок и оценивание выполненной работы.

Каждая лабораторная работа предусматривает самостоятельную проработку теоретического материала, изучение методики выполнения задачи.

Самостоятельная работа. При организации внеаудиторной самостоятельной работы по данной дисциплине преподавателю рекомендуется использовать следующие ее формы:

- решение студентом самостоятельных задач обычной сложности, направленных на закрепление знаний и умений;

- выполнение индивидуальных заданий повышенной сложности, направленных на развитие у студентов научного мышления и инициативы;

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ И ЭКЗАМЕНА ПО

ДИСЦИПЛИНЕ

Тема 1. Введение. Цели и задачи курса [1].

1. Классификация основных процессов химической технологии.

2. Методы составления уравнений балансов массы, количества движения и энергии.

3. Размерности физических величин.

4. Физическое моделирование. Основные сведения из теории подобия и анализа размерностей.

Тема 2. Гидравлика однофазных систем [1,5,6].

1. Гидростатика. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера.

2. Основное уравнение гидростатики, его применение в расчетах.

3. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Основные характеристики потока.

Уравнение неразрывности потока.

4. Уравнения Навье-Стокса.

5. Уравнения движения Эйлера. Уравнение Бернулли. Полный гидродинамический 6. Измерение расходов и скоростей движения жидкостей и газов.

7. Ламинарные и турбулентные течения. Структура турбулентного потока. Модель 8. Основы теории пограничного слоя. Теория изотропной турбулентности Колмогорова.

9. Физическое моделирование. Основы теории подобия и анализа размерностей.

10. Решение дифференциальных уравнений гидродинамики. Критерии гидродинамического подобия. Обобщенное критериальное уравнение гидродинамики.

11. Закон сопротивления при движении однофазного потока. Уравнение ДарсиВейсбаха. Коэффициент трения. Уравнение Кольбрука и Уайта. Местные сопротивления.

12. Расчет трубопроводов для транспорта жидкостей и газов. Характеристика сети.

Тема 3. Гидравлика двухфазных систем [1,5,6].

1. Пленочное течение жидкостей. Режимы течения. Профиль скоростей в пленке.

Расчет средней скорости течения и толщины пленки. Пленочные аппараты.

2. Структура барботажного слоя и его основные характеристики (газосодержание, удельная поверхность контакта фаз и др.). Гидравлическое сопротивление барботажных аппаратов.

3. Характеристики неподвижного зернистого слоя (эквивалентный диаметр частиц, порозность, удельная поверхность и др.). Гидравлическое сопротивление слоя.

Структура потоков в слое.

4. Структура и характеристики псевдоожиженного слоя. Гидравлическое сопротивление. Принципы конструирования аппаратов кипящего слоя.

5. Пневмо- и гидротранспорт, схемы установок и их расчет Тема 4. Гидромеханические процессы[1,5,6].

1. Классификация процессов разделения неоднородных систем.

2. Кинетика гравитационного осаждения.

3. Расчет отстойников и осадительных камер.

4. Осаждение в поле центробежной силы. Фактор разделения. Осадительные центрифуги.

5. Разделение газовзвесей в циклонах.

6. Жидкостные сепараторы.

7. Теория и практика фильтрования. Конструкции фильтров.

8. Основы расчетов фильтров.

9. Фильтрующие центрифуги, расчет производительности центрифуг.

Тема 5. Перемещение жидкостей и сжатие газов [1,5,6].

1. Насосы. Теоретический и действительный напор и производительность насосов.

2. Напорно-расходные характеристики центробежных насосов. Определение рабочих 3. Многоступенчатые насосы.

4. Теоретические основы сжатия газов. Уравнения состояния газов. Термодинамические диаграммы состояния газов. Работа изотермического, адиабатического, политропического сжатия.

5. Компрессорные машины. Поршневые компрессоры, индикаторная диаграмма. КПД и производительность поршневых компрессоров.

6. Многоступенчатое сжатие. Турбомашины.

7. Ротационные компрессоры.

Тема 6. Процессы теплопереноса [1,5,6].

1. Основы теории теплопередачи. Три механизма переноса теплоты. Теплопроводность. Дифференциальное уравнение теплопроводности.

2. Уравнение стационарной теплопроводности, его решение.

3. Теплопроводность через многослойные плоские и цилиндрические стенки.

4. Термическое сопротивление тел различной кофигурации. Отвод теплоты по ребрам 5. Общие сведения о нестационарной теплопроводности в изотропных средах.

6. Тепловое излучение. Лучеиспускательная способность тел. Закон СтефанаБольцмана.

7. Соотношение между лучеиспускательной и поглощательной способностями тел (закон Кирхгофа).

8. Интенсивность излучения (закон Ламберта). Лучистый теплообмен. Действие экранов. Тепловое излучение газов. Излучение запыленных потоков и светящихся 9. Конвективный теплообмен. Механизм переноса тепла. Закон теплоотдачи.

10. Основное уравнение теплопередачи.

11. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена, его решение методами теории подобия. Критерии теплового подобия. Обобщенное критериальное уравнение конвективного теплообмена.

12. Теплоотдача при движении однофазных потоков.

13. Теплоотдача при кипении жидкостей, при конденсации паров.

14. Влияние геометрии поверхности на теплоотдачу. Теплообмен с зернистыми материалами и насадками.

15. Теплообменные аппараты. Оценка эффективности теплообменников.

16. Схемы движения теплоносителей в теплообменниках. Расчет средней разности 17. Выбор теплоносителей. Способы экономии тепловой энергии. Применение котлов - утилизаторов. Термосифоны. Тепловые насосы.

18. Выпарка. Материальный и тепловой балансы выпарки.

19. Многокорпусные выпарные установки. Выпарные аппараты с циркуляционным 20. Пленочные выпарные аппараты.

Тема 7. Основы теории массообменных процессов[1,5,6].

1. Общая характеристика массообменных процессов, их назначение и области применения.

2. Фазовое равновесие в гетерогенных системах. Линия фазового равновесия.

3. Модели механизма массопередачи в двухфазных системах.

4. Уравнения массоотдачи и массопередачи. Фазовые сопротивления. Закон аддитивности фазовых сопротивлений.

5. Дифференциальное уравнение конвективной диффузии. Критерии подобия диффузионных процессов. Обобщенное критериальное уравнение массоотдачи.

6. Уравнения материальных балансов процессов массопередачи. Уравнения рабочих 7. Способы выражения движущей силы и кинетики массопередачи.

8. Концепция теоретической тарелки. КПД реальной тарелки. Определение числа действительных ступеней контакта.

9. Число единиц переноса (ЧЕП). Соотношение между ЧЕП и КПД ступени контакта.

10. Высота единицы переноса (ВЕП). Связь ВЕП с высотами единиц переноса в фазах.

Тема 8. Процессы массопередачи в системах “газ (пар) – жидкость” и “жидкостьжидкость” [1,5,6].

1. Особенности механизма массопередачи в системе газ-жидкость.

2. Принципиальная технологическая схема абсорбционно-десорбционной установки.

3. Материальный баланс абсорбции. Минимальный расход абсорбента.

4. Тепловой баланс абсорбции. Влияние теплового эффекта растворения газа на движущую силу абсорбции.

5. Насадочные абсорберы. Типы насадок, их сравнительная характеристика, критерии выбора. Гидродинамические режимы работы насадочных аппаратов. Оценка эффективности скрубберов.

6. Распылительные абсорберы. Скруббер Вентури. Эмульгационые колонны. Сравнительная характеристика и схемы конструкций колонных аппаратов с контактными устройствами различных типов.

7. Расчет основных размеров абсорберов с непрерывным контактом фаз.

8. Расчет тарельчатых абсорберов.

9. Масштабирование колонных аппаратов. Гидродинамическое моделирование.

10. Перегонка жидкостей. Технологические схемы ректификации.

11. Материальный и тепловой балансы ректификации бинарных смесей. Уравнения рабочих линий ректификации. Флегмовое число.

12. Периодическая ректификация, области применения.

13. Разделение близкокипящих и азеотропных смесей.

14. Многокомпонентная ректификация. Составление уравнений материального баланса. Расчет числа тарелок и режимных параметров ректификации многокомпонентных смесей.

15. Жидкостная экстракция. Подбор экстрагентов. Экстракция в перекрестном токе растворителей.

16. Материальный баланс экстракции. Расчет числа ступеней экстракции.

17. Экстракционные аппараты.

Тема 9. Процессы массопередачи в системах с участием твердой фазы[ 1,5,6].

1. Адсорбционно-десорбционные процессы.

2. Природные и синтетическик сорбенты. Структура сорбентов.

3. Изотермы адсорбции. Уравнения Лэнгмюра, Фрейндлиха. Микропористые сорбенты. Уравнение Дубинина.

4. Кинетика адсорбции.

5. Динамика адсорбции. Уравнение Шилова.

6. Схемы конструкций адсорберов.

7. Математическое описание и расчеты адсорбционных установок с неподвижным слоем, с движущимся слоем, с кипящим слоем адсорбента.

8. Термическая сушка. Сушильные агенты. Исследование кинетики сушки дисперсных материалов.

9. Параметры влажного воздуха. Термодинамическая диаграмма влажного воздуха (диаграмма Рамзина). Точка росы. Температура мокрого термометра. Потенциал 10. Аппаратура для конвективной сушки. Определение расхода воздуха и тепла на 11. Кристаллизация из растворов. Диаграммы растворимости. Модели механизма кристаллообразования. Влияние режимно-технологических параметров процесса на качество кристаллов.

12. Основные технологические схемы кристаллизации. Аппаратура для кристаллизации.

13. Мембранные процессы разделения. Классификация мембранных процессов.

14. Структура и свойства мембран. Оценка эффективности мембранных процессов.

15. Баромембранные процессы, области применения. Капиллярно-фильтрационная теория проницаемости.

16. Диффузионно-мембранные процессы. Электромембранные процесссы. Аппаратура для мембранного разделения.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) Основная литература 1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов. – М.: Альянс, 2005, 753 с.

Дополнительная литература 2. Основные процессы и аппараты химической технологии: учеб. пособие по проектированию / под ред. Ю.И. Дытнерского. – М.: Химия, 2007.

3. Павлов К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. – М.: Альянс, 2005, 576 с.

4. Романков П.Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи): учеб. пособие для студентов вузов / П.Г Романков, В.Ф. Фролов, О.М.

Флисюк. – СПб. : Химиздат, 2010.

5. Плановский А. Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: учебник для вузов / А. Н. Плановский, П. И. Николаев. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1987. – 496 с.

6. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов: в 2 кн. – 2-е изд. – М.: Химия, 1995.

Перечень методических материалов 1. Экспериментальное определение основных характеристик и слоя зернистого материала: метод. указания к лаб. раб. № 12 по дисциплине "Процессы и аппараты химической технологии" / Е.Ю. Старикова; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф. Горбачева".

– Кемерово, 2012.

2. Изучение процесса фильтрования при постоянной движущей силе: метод. указания к лаб. раб. №8 по дисциплине "Процессы и аппараты химической технологии " / П. Т.

Петрик, Г. С. Пермякова; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф. Горбачева". – Кемерово, 2012.

3. Изучение гидродинамики псевдоожижения зернистого слоя воздухом: метод. указания к лаб. раб. №6 по дисциплине "Процессы и аппараты химической технологии" / Е.

Ю. Темникова, Н.В. Тиунова, Н. Н. Изотов; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф.

Горбачева". – Кемерово, 2012.

4. Определение вязкости капельных жидкостей на капиллярном вискозиметре: метод. указания к лаб. раб. № 13 по дисциплине "Процессы и аппараты хим. технологии" / Е. Ю. Старикова, Г. С. Михайлов; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф. Горбачева". – Кемерово, 2012.

5. Измерение вязкости жидкостей на ротационном вискозиметре РВ-8: метод. указания к лаб. раб. №4 по дисциплине "Процессы и аппараты химической технологии" / Ю. О.

Афанасьев [и др.]; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф. Горбачева". – Кемерово, 2012.

6. Построение основных характеристик центробежного вентилятора: метод. указания к лаб. раб. по курсу «Процессы и аппараты хим. технологии» / Ю. О. Афанасьев, А. Р. Богомолов, Г. С. Михайлов; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф. Горбачева". – Кемерово, 2012.

7. Исследование массообмена и гидродинамики процесса абсорбции: метод. указания к лаб. раб. по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» / А. Р. Богомолов, Е. Ю. Темникова, Ю. О. Афанасьев; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф.

Горбачева". – Кемерово, 2012.

8. Разделение бинарной смеси на ректификационной колонне: метод. указания к лаб.

раб. № 9 по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» / Г.С. Михайлов, Н.В.

Тиунова, О.М. Умеренкова. – ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф. Горбачева". – Кемерово, 2012.

9. Исследование процесса сушки в конвективной сушилке: метод. указания к лаб.

раб. № 16 по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» /А.Р. Богомолов. – ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф. Горбачева". – Кемерово, 2012.

10. Исследование фазового равновесия “Пар-жидкость” бинарной смеси: метод. указания к лаб. раб. № 3 по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» / Н.В.

Тиунова, Н.Н. Изотов, О.М. Умеренкова. – ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф.

Горбачева". – Кемерово, 2012.

11. Процессы и аппараты химической технологии: Методические указания по выполнению курсового проекта / Г. С. Михайлов, П. Т. Петрик, В. А. Плотников; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т.Ф. Горбачева". – Кемерово, 2012.

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы КузГТУ обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения.

Электронные ресурсы Наука и технологии 2002-2010 г.г. [электронный ресурс] реферативная аннотированная база данных. М.:ГПНТБ России, 2010 (CD-ROM). Сиц 504.06 Э40 №8.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) Учебные аудитории оснащены мультимедийным оборудованием и необходимыми программно-аппаратными средствами (а.5108, 5109, 5216, 5106 а).