[ СИСТЕМА КАЧЕСТВА
ПРОГРАММА – МИНИМУМ КАНДИДАТСКОГО
ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ с. 2 из 7
05.17.08 ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Настоящие вопросы кандидатского экзамена по специальности составлены в
соответствии с программой кандидатского экзамена по специальности 05.17.08 «Процессы и аппараты химических технологий», утвержденной Приказом Министерства образования и науки № 274 от 8 октября 2007 г.
1 ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ
Системный анализ процессов химической технологии 1. Основные принципы системного анализа; взаимосвязь явлений в отдельных процессах и аппаратах; иерархия явлений и их соподчиненность в изучении процессов и аппаратов; иерархическая структура химического производства; взаимовлияние аппаратов.2. Математическое моделирование как современный метод анализа и синтеза химико-технологических процессов и химико-технологических систем. Сущность и цели математического моделирования объектов химической технологии, формы представления информации о процессе (управления, регрессии, дифференциальные уравнения, интегральные уравнения, конечные и конечно-разностные уравнения).
3. Постановка задачи математического описания процесса. Два подхода к составлению математической модели процесса: детерминированный и стохастический. Их возможности и сферы использования.
4. Теория подобия и анализ размерностей. Подобные преобразования, физическое моделирование, метода характеристических масштабов.
5. Основы теории переноса количества движения, энергии, массы; гидродинамика и гидродинамические процессы: основные уравнения движения жидкостей, гидродинамическая структура потоков, сжатие и перемешивание газов, разделения неоднородных жидких и газовых систем, перемешивание в жидких средах.
Типовые модели структуры потоков в аппаратах непрерывного действия 1. Модель идеального смешения. Вывод дифференциального уравнения модели.
Вид функции отклика модели на стандартные возмущения.
2. Частотные характеристики модели. Условия реализуемости принятых допущений в приложении к аппаратам химической технологии.
3. Модель идеального вытеснения. Вывод дифференциального уравнения модели.
4. Передаточная функция. Вид функции отклика и частотные характеристики модели.
5. Сравнительная оценка идеальных моделей. Энтропийная оценка меры упорядоченности движения частиц.
6. Каноническое и микроканоническое распределение Гиббса. Фактор распределения как выражение второго закона термодинамики.
7. Учет рассеяния по времени пребывания. Ячеечная модель. Свойство детектируемости.
8. Частотные характеристики и вид функции отклика. Вывод уравнения предельного перехода к модели идеального вытеснения.
9. Диффузионная модель. Комбинированные (многопараметрические) модели.
Байпасирование.
10. Последовательное и параллельное включение ячеек идеального смешения и вытеснения. Модель с застойной зоной.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
ПРОГРАММА – МИНИМУМ КАНДИДАТСКОГО
ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ с. 3 из 05.17.08 ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХТЕХНОЛОГИЙ
Химическая термодинамика 1. Система. Состояние системы. Уравнения состояния.2. Энергия. Работа. Теплота. Нулевой и первый законы термодинамики. Основные законы термохимии.
3. Второй и третий законы термодинамики. Линейная термодинамика в задачах химии и химической технологии.
4. Уравнения сохранения. Диссипативная функция многофазной гетерогенной среды. Соотношение взаимности Онсагера.
5. Потоки массы и тепла в сплошной фазе. Массоперенос в химикотехнологических системах с учетом наличия межфазных поверхностей.
6. Вариационный принцип минимума производства энтропии. Принцип минимума приведенных термодинамических потоков.
7. Определение средней толщины пленки в дисперсно-кольцевых режимах течения. Неравновесная термодинамика необратимых процессов в химической технологии.
8. Термодинамическая функция Ляпунова вдали от равновесия. Метод термодинамических функций Ляпунова для выявления химических осцилляторов.
9. Современное состояние проблемы колебательных реакций в химии.
10. Эксергия, эксергетический метод анализа химико-технологических систем;
информационно-термодинамический принцип; использование методов оптимизации при создании энерго- и ресурсосберегающих производств (прямые, декомпозиционные, структурно-декомпозиционные методы).
Массо- и теплоперенос в пленках жидкости, трубах и плоских каналах 1. Уравнение и граничные условия теории конвективного тепло- и массопереноса.
2. Массоперенос в пленках жидкости.
3. Тепло- и массоперенос при ламинарном течении в круглой трубе.
4. Тепло- и массоперенос при ламинарном течении в плоской трубе.
5. Предельные числа Нуссельта при ламинарном течении жидкостей по трубам различной формы.
6. Массо- и теплообмен частиц, капель и пузырей с потоком.
7. Метод асимптотических аналогий в теории массо- и теплопереноса.
8. Массо- и теплообмен частиц различной формы с неподвижной средой.
Массообмен, осложненный поверхностной или объемной химической реакцией 1. Массоперенос, осложненный поверхностной химической реакцией.
2. Диффузия к вращающемуся диску и плоской пластине при протекании объемной реакции.
3. Внешние задачи массообмена частиц, капель и пузырей с потоком при различных числах Пекле и наличии объемной химической реакции.
4. Внутренние задачи массопереноса при наличии объемной химической реакции.
Нестационарный массообмен с объемной реакцией.
5. Гидродинамика, массо- и теплообмен в неньютоновских жидкостях.
6. Реологические модели неньютоновских несжимаемых жидкостей. Движение пленок неньютоновских жидкостей.
7. Массоперенос в пленках реологически сложных жидкостей. Движение неньютоновских жидкостей по трубам и каналам.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
ПРОГРАММА – МИНИМУМ КАНДИДАТСКОГО
05.17.08 ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХТЕХНОЛОГИЙ
8. Теплоперенос в плоском канале и круглой трубе (с учетом диссипации).9. Гидродинамический тепловой взрыв в неньютоновских жидкостях. Обтекание плоской пластины степенной жидкостью.
10. Затопленная струя степенной жидкости.
11. Движение частиц, капель и пузырей в степенной жидкости.
Элементы механики твердых дисперсных сред в процессах химической технологии 1. Структура и структурные связи твердых дисперсных сред.
2. Понятие форм и размеров твердых частиц, гранулометрического состава, сыпучести, сил взаимодействия между частицами.
3. Реологические свойства сыпучих материалов, контактные силы внешнего трения и адгезионные свойства сыпучих материалов.
4. Движение ожиженных твердых дисперсных систем. Псевдоожиженные слои.
Процессы тепло- и массопереноса в псевдоожиженных слоях.
5. Механические процессы. Процессы измельчения и измельчающие машины.
6. Классификация процессов и машин.
7. Типы дробилок (щековые, конусные, валковые, молотковые и роторные).
8. Типы мельниц (барабанные – центробежные и вибрационные, ударного действия и др.).
9. Смесители сыпучих материалов, кинетика процессов смешивания.
Тепловые процессы 1. Основные уравнения процессов. Классификация используемых аппаратов.
2. Теплообменники с передачей тепла через стенку. Кипятильники.
3. Основные переменные тепловых процессов. Объекты с сосредоточенными и распределенными параметрами. Примеры.
4. Теплообменники смешивания. Теплообменники с идеальной изоляцией, теплообменники с потерями тепла через стенку.
5. Математические модели кожухотрубных теплообменников.
6. Выпарные аппараты. Основные уравнения. Математическая модель однокорпусной и трехкорпусной установки.
7. Теплообмен излучением. Законы теплового излучения.
8. Теплообмен излучением между поверхностями твердых тел, между газом и твердой поверхностью.
Диффузионные процессы 1. Математическое описание равновесия в бинарных и многокомпонентных системах.
2. Термодинамика равновесных и неравновесных состояний. Математическое описание процессов диффузии.
3. Однофазная неподвижная среда. Стационарная диффузия в движущихся средах.
4. Диффузия в многокомпонентных системах. Диффузионный потенциал.
5. Массопередача в диффузионных процессах. Модели массопередачи.
6. Пленочные и распылительные колонны. Математические модели аппаратов с поверхностью контакта, образующейся в процессе движения потоков.
7. Модели тарельчатых и насадочных колонн.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
ПРОГРАММА – МИНИМУМ КАНДИДАТСКОГО
05.17.08 ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХТЕХНОЛОГИЙ
8. Деформация математических моделей при изменении гидродинамических режимов.9. Математическая модель эмульгационных колонн.
10. Модели пульсационных и ротационных аппаратов.
11. Фазовые равновесия, их математическое описание.
12. Оптимизация режимов работы разделительных узлов технологических схем.
13. Равновесие и массоперенос в системах жидкость-пар.
Математические модели кристаллизационных установок 1. Описание роста кристаллов и зародышеобразования.
2. Типы используемых кристаллизаторов.
3. Математические модели кристаллизаторов различного типа.
Математические модели процессов разделения 1. Равновесие и массопередача в системах жидкость–жидкость.
2. Типы используемых экстракционных аппаратов.
3. Описание равновесия в системах жидкость–пар, жидкость–газ.
4. Математические модели колонных экстракторов.
5. Ректификационные и абсорбционные аппараты.
6. Типы ректификационных и абсорбционных аппаратов, их математическое описание.
7. Математические модели мембранных установок.
8. Общая характеристика мембранных способов разделения смесей. Их классификация.
9. Виды мембран. Описание процесса переноса в мембранах.
10. Математические модели фильтрационных установок, установок обратного осмоса, первапорационных установок.
2.1 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Касаткин А.Г Основные процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов. М., 2005. – 753 с.2. Процессы и аппараты химической технологии. Т.1: Основы теории процессов химической технологии / Д.А. Баранов, А.В. Вязьмин, А.А. Гухман и др.; Под ред. А.М.
Кутепова. М.: Логос, 2001.
3. Процессы и аппараты химической технологии. Т. 2: Механические и гидромеханические процессы / Д.А. Баранов, В.Н. Блиничев, А.В. Вязьмин и др.; Под ред.
А.М. Кутепова. М.: Логос, 2001.
4. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.: Химия, 1987.
5. Кафаров В.В. Основы массопередачи. М.: Высш. шк., 1979.
6. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник: в кн./В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов и др.; под ред. В.Г. Айнштейна.М.:Лотос;
Высшая школа, 2002.
7. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.:
Химия, 1985.
8. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
ПРОГРАММА – МИНИМУМ КАНДИДАТСКОГО
ТЕХНОЛОГИЙ
Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов. М.: Химия, 1969.10. Химическая гидродинамика / А.М. Кутепов, А.Д. Полянин, З.Д. Запрянов и др.
М.: Бюро Квантум, 1996.
11. Нелинейная динамика и термодинамика необратимых процессов в химии и химической технологии / Э.М. Кольцова, Ю.Д. Третьяков, Л.С. Гордеев, А.А. Вертегел.
М.: Химия, 2001.
12. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 3-е. в 2-х кн: часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты М.: Химия, 2002. - с.: ил.
13. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 3-е. в 2-х кн: часть 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, 2002. с.: ил.
14. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация/ Ю.И. Дытнерский. – М.: Химия, – 1978. – 352 с.
15. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация/ Ю.И. Дытнерский. – М.: Химия, – 1981. – 464 с.
2.2 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
16. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты окружающей среды: Учебное пособие для вузов / А.Г. Ветошкин. – М: Высш.шк., 2009. – 639 с.:ил.17. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.:
Наука, 1987.
18. Теория тепломассообмена / Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высш. шк., 1979.
19. Карелин Ф.Н. Обессоливание воды обратным осмосом/ Ф.Н. Карелин. – М.:
Стройиздат, – 1988. – 208 с.
20. Дерягин Б.В. Теория разделения растворов методом обратного осмоса/ Б.В.
Дерягин, Н.В. Чураев, Г.А. Мартынов и др.// Химия и технология воды. – 1981, – №2, т.3.
– С. 99-104.
21. Шапошник В.А. Природные материалы для изготовления мембран/ В.А.
Шапошник//Журн. аналит. химии. – 1999, – №1. – С. 152-158.
«