Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Бийский технологический институт (филиал)
К.Р. Резанов, А.М. Третьяков, Е.А. Пазников
Общие требования к содержанию, организации
выполнения и оформлению курсового проекта
(работы) по курсАМ процессов и аппаратов
химических и пищевых технологий
Методические рекомендации к курсовому проекту
по процессам и аппаратам химических и пищевых технологий
для студентов специальностей 240706, 260601, 240701, 240702,
260204, 240901 дневной, вечерней и заочной форм обучения
Бийск
2006
УДК 532
Резанов К.Р. Общие требования к содержанию, организации выполнения и оформлению курсового проекта (работы) по курсам процессов и аппаратов химических и пищевых технологий: методические рекомендации к курсовому проекту по процессам и аппаратам химических и пищевых технологий для студентов специальностей 171200, 170600, 251100, 251200, 270500, 070100 дневной, вечерней и заочной форм обучения / К.Р. Резанов, А.М. Третьяков, Е.А. Пазников.
Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск.
Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2006. – 50 с.
Изложены требования к выполнению и оформлению курсового проекта по курсам: «Процессы и аппараты химических технологий», «Процессы и аппараты пищевых производств». Представлены основные этапы проведения технологических расчетов различных процессов, задания и рекомендуемая литература.
Методические рекомендации предназначены для студентов специальностей 240706 – «Автоматизированные производства химических предприятий», 260601 – «Машины и аппараты пищевых производств», 240702 – «Химическая технология полимерных композиций, порохов и твердых ракетных топлив», 240701 – «Химическая технология органических соединений азота», 240901 – «Биотехнология», 260204 – «Технология бродильных производств и виноделие».
Рассмотрены и одобрены
на заседании кафедры
«Процессы и аппараты
химической технологии».
Протокол №3 от 26.04.2005 г.
Рецензент: к.т.н. Куничан В.А., БТИ АлтГТУ
Ó БТИ АлтГТУ, 2006
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 Содержание и порядок выполнения курсового проекта. . . . . . 4 2 Защита курсового проекта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3 Общие требования к оформлению курсового проекта. . . . . . . 6 4 Правила оформления пояснительной записки . . . . . . . . . . . . . 7
4.1 Структура пояснительной записки. . . . . . . . . . . . . . . 7 4.2 Содержание и оформление структурных элементов
пояснительной записки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4.3 Оформление текста пояснительной записки. . . . . . . . . . 11
5 Правила оформления графических документов. . . . . . . . . . . . 16 6 Правила оформления программных документов . . . . . . . . . . . 17 7 Последовательность расчета процессов . . . . . . . . . . . . . 18
7.1 Гидромеханические процессы . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 7.2 Теплообменные процессы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 7.3 Массообменные процессы . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8 Задания на курсовой проект . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.1 Гидромеханические процессы . . . . . . . . . . . . . . . . 31 8.2 Тепловые процессы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 8.3 Массообменные процессы . . . . . . . . . . . . . . . . 35
9 Рекомендуемая литература для выполнения курсового проекта 38
9.1 Технологические расчеты . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 9.2 Гидромеханические процессы . . . . . . . . . . . . . . . 39 9.3 Тепловые процессы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 9.4 Массообменные процессы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 9.5 Математическое моделирование химико-технологических
процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.6 Справочники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.7 Периодическая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.8 Механические расчеты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.9 Оформление проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Приложение А. Форма и пример заполнения титульного листа . . . 44
Приложение Б. Основные надписи для конструкторских документов ГОСТ 2.104 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Приложение В. Содержание (образец). . . . . . . . . . . . . . . . . 49 ВВЕДЕНИЕ
Целью курсового проекта по дисциплинам «Процессы и аппараты химических технологий» (ПАХТ) и «Процессы и аппараты пищевых производств» (ПАПП) является закрепление теоретических знаний у студентов, выработка умения составлять и оформлять технологическую и конструкторскую документацию, освоение методов технологического расчета процессов и конструктивного расчета аппаратов.
Условием качественного выполнения проекта является самостоятельная и творческая работа студентов с использованием специальной и справочной литературы.
Курсы ПАХТ и ПАПП призваны научить студентов понимать основные закономерности протекания процессов, принципы работы аппаратов, научить методам расчета аппаратов. Одним из наиболее важных этапов в изучении курса является выполнение курсового проекта, темы которого сформулированы таким образом, чтобы студенты могли ознакомиться с методикой расчета и проектирования оборудования, наиболее распространенного в химической и пищевой технологии.
Задачей курсового проектирования является подготовка студентов к решению вопросов по процессам и аппаратам, встречающихся в специальных курсовых и дипломных проектах.
В проекте должны найти отражение знания, полученные при изучении курсов «Расчет и конструирование машин и аппаратов», «Гидравлика», «Теплотехника», «Процессы и аппараты химических производств», а также знания, полученные при самостоятельном изучении студентами отдельных технологий, определяемых заданием.
1 СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
КУРСОВОГО ПРОЕКТА
· Курсовой проект состоит из текстового (пояснительная записка) и графических документов.
· Содержание курсового проекта должно охватывать принципиальные вопросы учебной дисциплины согласно квалификационным требованиям и рабочей программы.
· Курсовой проект выполняют в соответствии с заданием, выданным руководителем проекта.
· Выполнение отдельных этапов (разделов) курсового проекта и представление его к защите должны соответствовать срокам, установленным в задании. Рекомендуемый график выполнения курсового проекта представлен в таблице 1.1.
· Курсовой проект представляют на проверку руководителю поэтапно или полностью выполненным.
· Если руководитель считает невозможным допустить студента к защите, проект возвращается на доработку в назначенные сроки.
Таблица 1.1 – План-график выполнения курсового проекта по курсу ПАХТ
| Неделя |
Содержание практических занятий и консультаций |
Самостоятельная работа студентов |
| 1-2 |
Выдача заданий. Общие требования к курсовому проекту и график его выполнения. Подбор литературы (читальный зал, библиотека) |
Повторение теории процесса, выбор основного аппарата, составление технологической схемы процесса, нахождение стандарта на основной аппарат |
| 2-4 |
Общие принципы анализа и расчета ПАХТ: основное технологическое оборудование и его выбор. Выполнение курсового проекта: «Технологический расчет процесса» |
Выполнение конструктивных, гидрав-лических, тепловых, механических расчетов |
| 3-6 |
Общезаводское оборудование. Общие принципы расчета и выбора вспомогательного оборудования |
Расчет и выбор вспомогательного оборудования |
| 5-8 |
Материалы и защитные покрытия. Расчет тепловой изоляции |
Завершение расчетов и оформление пояснительной записки |
| 8-10 |
Методы ускорения и повышения эффективности процессов ХТ. Сдача на проверку пояснительной записки |
Доработка пояснительной записки после замечаний |
| 9-12 |
Графическое оформление проекта. Контроль и управление ХТП |
Выполнение чертежа основного аппарата. Выполнение чертежа технологической схемы установки |
| 13-14 |
Проверка чертежей |
Подготовка к защите курсового проекта |
| 12-16 |
Защита курсовых проектов |
2 ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА
· Защита курсового проекта проводится публично при участии руководителя и одного-двух сотрудников, профилированных по дисциплине проекта.
· К курсовой работе не предъявляется обязательное требование защиты. Оценка курсовой работы может быть дана по итогам проверки пояснительной записки и собеседования со студентом.
· Продолжительность защиты курсового проекта одним студентом не более 30 минут.
· По окончании защиты курсового проекта выставляется оценка в тот же день.
· Студент, не защитивший курсовой проект, может быть допущен к повторной защите по разрешению кафедры и деканата.
3 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
КУРСОВОГО ПРОЕКТА
· Курсовые проекты должны оформляться в соответствии с требованиями государственных стандартов. В частности, общие требования к содержанию, организации выполнения и оформлению курсового проекта (курсовой работы) в настоящем методическом пособии основываются на существующем образовательном стандарте высшего профессионального образования АлтГТУ СТП 12 400-2004.
· Курсовым проектам (документам) присваивается обозначение. Оно проставляется на титульном листе, листах пояснительной записки и на всех чертежах графической части проекта, имеющих основные надписи. Обозначение записывается по типу:
КП 171200.12.305 СБ; КП 171200.12.000 ПЗ,
где КП – вид учебного документа (курсовой проект);
171200 – шифр специальности;
12 – вариант задания курсового проекта;
305 – «3» – номер сборочной единицы, «05» – номер детали; в пояснительной записке эта цифровая группа – 000.
СБ – сборочный чертеж;
ПЗ – пояснительная записка.
4 ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ
ЗАПИСКИ
4.1 Структура пояснительной записки
Пояснительная записка курсового проекта должна включать следующие структурные элементы:
- титульный лист;
- задание;
- содержание;
- перечень условных обозначений, символов, терминов (при необходимости);
- введение;
- теоретические основы процесса (физическая сущность);
- мотивировка выбора установки и типа конструкции основного оборудования;
- описание технологической схемы установки с контрольно-измерительными приборами, выбор конструкционных материалов;
- технологический расчет (материальный, тепловой, гидравлический и др. расчеты);
- механический расчет (толщина обечаек, днищ, крышек, штуцеров, фланцев, опоры аппарата);
- выбор и расчет вспомогательного оборудования;
- определение лимитирующей стадии и выбор методов интенсификации процесса;
- заключение;
- список использованных источников.
4.2 Содержание и оформление структурных элементов
пояснительной записки
4.2.1 Титульный лист
Титульный лист содержит сведения согласно Приложению А и оформляется на бланке формата А4.
Перенос слов на титульном листе не допускается. Точка в конце заголовка не ставится (Приложение А).
4.2.2 Задание
Задание на курсовые проекты выдают студентам согласно графику учебного процесса в первой неделе текущего семестра.
Задание помещается после титульного листа и включается в общую нумерацию листов пояснительной записки.
4.2.3 Содержание
Содержание состоит из последовательно перечисленных наименований разделов, подразделов и приложений с указанием номера страницы, на которой они помещены.
Слово «Содержание» записывается в виде заголовка симметрично тексту с прописной буквы. Наименования, включенные в содержание, записывают строчными буквами, первая буква – прописная (с абзаца). В качестве примера – Приложение В.
Содержание включают в общую нумерацию листов пояснительной записки и размещают после задания.
4.2.4 Введение
Введение пояснительной записки содержит общие сведения, кратко характеризующие состояние вопроса и актуальность разработки темы проекта.
Введение должно занимать не более одной страницы, машинописного текста.
4.2.5 Теоретические основы процесса
Прежде чем приступить к выполнению курсового проекта, необходимо рассмотреть и раскрыть физическую сущность протекающего процесса (теплообмен, выпаривание, абсорбция, ректификация, сушка, экстракция и др.). Необходимо описать условия протекания, условия равновесия и движущую силу процесса.
4.2.6 Мотивировка выбора установки и типа конструкции
основного оборудования
В этом разделе необходимо привести данные по обоснованию выбора типа основного аппарата (выпарной аппарат, ректификационная колонна), типа контактного устройства (например, конструкции ситчатой тарелки и т.п.). Кроме того, должен быть обоснован режим и условия работы аппарата, движение потоков в аппарате относительно друг друга.
4.2.7 Описание технологической схемы установки, выбор
конструкционного материала
Принципиальная оценка различных вариантов технологических решений должна обеспечить обоснование выбора схемы, подлежащей в дальнейшем рассмотрению и расчету. Если технологическая схема оговорена заданием, то при оценке возможных вариантов необходимо отразить ее преимущества и недостатки в сравнении с другими вариантами. Здесь же должны быть рассмотрены законы и закономерности, лежащие в основе данного процесса.
Описание технологической схемы дается из условий переработки вещества или процесса, связанного с этой переработкой.
При описании технологической схемы необходимо обратить внимание на начальные и конечные свойства материала, его состояние в процессе переработки, определить начальные, конечные и граничные условия протекания отдельных процессов.
Если в задании не указаны способы протекания того или иного процесса, необходимо привести возможные варианты его выполнения, дать их сравнительную оценку.
Выполнение технологического расчета связано с принципиальным выбором вида установки. Расчет оборудования ведется, исходя из необходимости получения требуемой производительности при заданном количестве конечного продукта. Выбор вида установки производится на основании изучения процесса и возможности его аппаратурного оформления. В этом случае должны широко использоваться рекомендации, имеющиеся в научно-технической литературе, и практический опыт ведения соответствующих процессов.
В этом же разделе необходимо обосновать выбор материала, из которого будет изготовляться аппаратура, входящая в технологическую схему установки, с учетом скорости коррозии материала в данной среде, его механических и теплофизических свойств.
4.2.8 Технологический расчет
Технологический расчет должен составлять не менее 80% объема пояснительной записки
Задача технологического расчета сводится к определению основных размеров аппарата: высоты, диаметра, поверхности и т.д. Начальными данными являются: производительность установки, начальные и конечные параметры перерабатываемого материала. Для проведения расчета необходимо предварительно найти в справочной литературе физико-химические свойства перерабатываемого вещества (плотность, вязкость и т.п.), составить материальные и тепловые балансы. На
основании литературных данных и рекомендаций данного пособия выбрать за основу одну из методик расчета с применением методов теории подобия. При этом особое внимание следует уделять гидродинамическому режиму работы аппарата.
Габаритные размеры аппарата определяются из условий производительности и интенсивности протекания процесса.
В этот же раздел входит гидравлический расчет аппарата, целью которого является определение гидравлического сопротивления для дальнейшего анализа затрат энергии на перемещение рабочих сред и подбора машин, используемых для их перемещения (насос, вентилятор). Здесь же должна быть рассчитана толщина тепловой изоляции аппарата.
После выполнения технологического расчета подбирается типовой аппарат по справочной литературе.
4.2.9 Механический расчет
Задача этого раздела сводится к определению основных размеров аппарата, обеспечивающих его прочность: толщины стенок, крышек, днищ, люков, опор, толщины трубных решеток теплообменников и фланцев и т.д. Обязательно учитывать при этом условия эксплуатации данного аппарата (давление, температуру и т.п.). В случае необходимости следует провести расчет на устойчивость аппарата с учетом ветровой нагрузки.
4.2.10 Выбор и расчет вспомогательного оборудования
Кроме основного аппарата в установку входят различные виды вспомогательного оборудования: насосы, вентиляторы, газодувки, компрессоры, вакуум-насосы, конденсатоотводчики, емкости для хранения сырья и продукции и т.д.
Вспомогательное оборудование, необходимое для проведения того или иного процесса должно быть рассчитано на основании результатов расчета основного аппарата или выбрано из стандартного ряда оборудования с учетом конкретных условий их работы.
4.2.11 Методы интенсификации процесса
По результатам технологического расчета должна быть определена лимитирующая стадия рассматриваемого процесса. На основании анализа литературных данных необходимо выбрать методы интенсификации процесса применительно к конструкции основного аппарата и специфическим особенностям того или иного процесса.
4.2.12 Заключение (выводы и предложения)
Заканчивая расчетную часть, студенту необходимо дать анализ полученных результатов, их соответствия заданию на проект, высказать соображения о возможных путях совершенствования данного процесса и его аппаратурного оформления.
4.2.13 Список использованных источников
Список использованных источников должен включать все источники, расположенные в порядке ссылок в тексте записки или по алфавиту. Дается библиографическое описание каждого источника в соответствии с ГОСТ 7.1-2003, ГОСТ 7.12-1993 (В качестве примера см. Список рекомендуемой литературы).
4.2.14 Приложения
Приложения должны содержать материалы вспомогательного характера (спецификации, алгоритмы, программы ЭВМ, большие таблицы и т.д.).
Приложения включают в общую нумерацию листов пояснительной записки и размещают после списка использованных источников в порядке появления ссылок в тексте записки.
Каждое приложение следует начинать с новой страницы с указанием наверху посередине страницы слова «Приложение» и его обозначения.
Приложение должно иметь заголовок, который записывают симметрично относительно текста с прописной буквы отдельной строкой.
4.3 Оформление текста пояснительной записки
4.3.1 Общие требования
Все листы пояснительной записки должны быть сброшюрованы в папки формата А4.
Текст пояснительной записки должен быть написан аккуратно литературным и технически грамотным языком, рукописным (27 строчек на листе) или машинописным способом через 1,5 интервала на одной стороне листа. Шрифт – Times New Roman, размер – 12.
Опечатки, описки и графические неточности, обнаруженные в процессе выполнения записки, допускается исправлять подчисткой или закрашиванием белой краской.
Общий объем пояснительной записки должен включать от 20 до 40 страниц машинописного текста.
Текст пояснительной записки оформляют на листах, имеющих рамку и основную надпись в соответствии с требованиями ГОСТ 2.104; ГОСТ 2.105; ГОСТ 2.106; ГОСТ 21.101.
На первой странице первого раздела основной части пояснительной записки выполняется основная надпись формы 2 по ГОСТ 2.104.
На последующих листах пояснительной записки выполняются основные надписи формы 2а.
Примеры заполнения основных надписей в пояснительной записке приведены в Приложении Б настоящего пособия.
Нумерация листов пояснительной записки должна быть сквозной в пределах всей записки. Первой страницей является титульный лист, на котором номер страницы не проставляется. Номера страниц проставляются в основной надписи в графах «Лист», «Листов». В графе основной надписи «Листов» указывается количество листов в пояснительной записке.
4.3.2 Построение текста
Текст пояснительной записки должны быть разделен на разделы, подразделы, а в случае необходимости – пункты, подпункты.
Разделы должны иметь порядковые номера в пределах всей пояснительной записки, обозначенные арабскими цифрами без точки и записанные с абзацного отступа. Подразделы должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номеров раздела и подраздела, разделенных точкой. В конце номера подраздела точка не ставится.
Введение, Содержание, Список использованных источников не нумеруются. Разделы, как и подразделы, могут состоять из одного или нескольких пунктов.
Разделы и подразделы должны иметь заголовки в которых четко и кратко отражаются содержания соответствующих разделов, подразделов.
Заголовки следует печатать с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая. Переносы слов в заголовках не допускаются. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой.
Расстояние между заголовком и текстом при выполнении записки машинописным способом должно быть равно 3–4 интервалам, при выполнении рукописным способом – 15 мм. Расстояние между заголовками раздела и подраздела – два интервала, при выполнении рукописным способом – 8 мм.
Каждый раздел записки рекомендуется начинать с нового листа (страницы). Не следует помещать заголовки разделов на отдельных листах. Слово «Содержание» записывают в виде заголовка (симметрично тексту) с прописной буквы. Наименования, включенные в содержание, записывают строчными буквами, начиная с прописной буквы.
4.3.3 Изложение текста
Текст записки должны быть кратким, четким и не допускать различных толкований.
В тексте пояснительной записки не допускается:
- сокращать обозначения физических величин, если они употребляются без цифр, за исключением единиц физических величин в головках и боковиках таблиц и в расшифровках буквенных обозначений, входящих в формулы и рисунки;
- применять математический знак (-) перед отрицательными значениями величины (следует писать слово «минус»);
- применять сокращение слов, кроме установленных ГОСТ 7.12-93;
- употреблять математические знаки без цифр, например ≤ (меньше или равно), ≠ (не равно) и др.
В пояснительной записке следует применять стандартизованные единицы физических величин, их наименования и обозначения в соответствии с требованиями ГОСТ 8.417.
4.3.4 Формулы
В формулах в качестве символов следует применять обозначения, установленные ГОСТ 2.105. Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, если они не пояснены ранее в тексте, должны быть приведены непосредственно под формулой. Пояснение каждого символа следует давать с новой строки в той последовательности, в которой символы приведены в формуле.
Первая строка пояснения должна начинаться со слова «где» без двоеточия после него.
Формулы, должны нумероваться сквозной нумерацией арабскими цифрами, которые записывают на уровне формулы в круглых скобках справа, в конце строки.
Допускается нумерация формул в пределах раздела. В этом случае номер формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, разделенных точкой.
Пример:
Определим критерий Рейнольдса по (5.3) в [2]:
, (1.20)
где – фактическая скорость воды, м/с;
– диаметр канала, м;
– плотность воды, кг/м3
;
– вязкость воды, Па*с.
.
4.3.5 Ссылки
На материалы, взятые из литературы и других источников (утверждения, формулы, цитаты и т.п.) должны быть даны ссылки с указанием номера источника по списку использованной литературы. Номер ссылки проставляется арабскими цифрами в квадратных или косых скобках.
Ссылаться следует на документ в целом или его разделы и приложения. Ссылки на подразделы, пункты, таблицы и иллюстрации не допускаются, за исключением подразделов, пунктов, таблиц и иллюстраций данного документа.
4.3.6 Размер полей текста
Текст пояснительной записки к конструкторским и техноло-гическим документам оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 в рамке: поле слева – 20 мм, справа, сверху, снизу – 5 мм.
При написании текста расстояние от рамки формы до границ текста следует оставлять: в начале строки не менее 5 мм, в конце строки – не менее 3 мм.
Расстояние от верхней строки текста до верхней рамки должно быть не менее 10 мм. Расстояние от нижней строки текста до нижней рамки основной надписи также должно быть не менее 10 мм.
Абзацы в тексте начинают отступом, равным 15…17 мм.
4.3.7 Таблицы
Таблицы применяют для лучшей наглядности и удобства сравнения показателей. В тексте пояснительной записки следует помещать
итоговые и наиболее важные таблицы. Таблицы вспомогательного и справочного характера помещают в приложениях пояснительной записки.
Таблицы следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией.
Таблица может иметь заголовок (название), который следует выполнять строчными буквами (кроме первой прописной) и располагать над таблицей слева следующим образом:
Таблица 4.1 – Свойства насыщенного водяного пара
| Величина |
Цифровые данные |
| 1 Давление, Па |
98100 |
| 2 Температура, 0
|
99,1 |
| 3 Удельная теплота парообразования, кДж/кг |
2264 |
Заголовок должен быть точным, кратким и отражать содержание таблицы. В конце заголовков таблиц точки не ставят, заголовки указывают в единственном числе и не подчеркивают.
При переносе части таблицы на другой лист заголовок помещают только над первой частью, а головку таблицы повторяют.
Слово «Таблица» указывают один раз слева над первой частью, над другими частями пишут слова «Продолжение таблицы» с указанием номера (обозначения) таблицы.
4.3.8 Иллюстрации
Иллюстрации могут быть представлены в виде графиков, эскизов, чертежей, фотографий, схем, диаграмм и т.д.
Все иллюстрации, помещаемые в тексте записки и приложениях, именуются рисунками.
Рисунки должны располагаться непосредственно после ссылки на них в тексте или на следующей странице.
Иллюстрации, следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Если рисунок один, то он обозначается, например, «Рисунок 1».
При ссылках на иллюстрации следует писать «… в соответствии с рисунком 2» при сквозной нумерации и «… в соответствии с рисунком 1.2» при нумерации в пределах раздела.
Иллюстрации, при необходимости, могут иметь наименование и пояснительные данные (подрисуночный текст). Слово «Рисунок» и наименование помещают после пояснительных данных и располагают следующим образом:
1 – крышка; 2 – перегородка; 3,4 – металлические листы
Рисунок 1 – Спиральный теплообменник
В конце наименования точка не ставится.
5 Правила оформления графических
документов
· Графическая часть проекта по дисциплине ПАХТ содержит чертеж общего вида (формат А1) разрабатываемого аппарата и технологическую схему процесса /8-11/. Технологическая схема выполняется на листе формата А1 (А2). Оформление чертежей осуществляется в соответствии с нижеперечисленными требованиями.
· Содержание листов в графических документах курсового проекта определяется заданием на курсовое проектирование.
Рекомендуется общий объем графических документов не менее трех листов формата А1 (594х841 мм).
· Графические документы могут быть выполнены чертежными карандашами, тушью или с применением графических устройств вывода ЭВМ.
· Графические документы должны быть выполнены на листах стандартных форматов с основной надписью в правом нижнем углу по ГОСТ 2.104, ГОСТ 21.101. Формы основной надписи для чертежей приведены в Приложении Б настоящих рекомендаций.
· Основные требования к чертежам установлены ГОСТ 2.109. Оформление чертежей, то есть формат, масштаб, линии, чертежные шрифты должны выбираться согласно ГОСТ 2.301; ГОСТ 2.302; ГОСТ 2.303; ГОСТ 2.304. Изображения, виды, разрезы и сечения выполняются по ГОСТ 2.305. Графические обозначения материалов на чертежах, нанесение размеров и предельных отклонений, обозначение допусков и посадок необходимо выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 2.306, ГОСТ 2.307, ГОСТ 25 346, ГОСТ 25 347. Изображение резьбы на чертежах выполняется по ГОСТ 2.311. Обозначение швов сварных соединений и условные изображения по ГОСТ 2.312; неразъемные соединения – ГОСТ 2.313. Спецификации выполняются по ГОСТ 2.108, ГОСТ 21.501.
· Обозначение сборочного чертежа и его спецификации должно быть одинаковым. Для различия обозначений чертежа и спецификации сборочному чертежу присваивают шифр «СБ», проставляемый в конце обозначения, а спецификации шифр не присваивается. Сборочному чертежу, совмещенному со спецификацией, шифр не присваивается.
· При выборе вида и типа схемы руководствуются ГОСТ 2.701, который определяет общие требования к их выполнению. Схемы должны выполняться в соответствии с требованиями действующих стандартов: ГОСТ 2.702, ГОСТ 2.703, ГОСТ 2.704, ГОСТ 2.710, ГОСТ 2.721, ГОСТ 2.747. Схемы алгоритмов и программ выполняются в соответствии с ГОСТ 19.701.
6 ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ
ДОКУМЕНТОВ
Программные документы, разработанные в курсовом проекте, должны оформляться в соответствии с требованиями стандартов ЕСПД.
Программные документы должны включать:
- текст программ, оформленный по ГОСТ 19.401;
- описание программы, выполненное по ГОСТ 19.402;
- описание применения, приведенное согласно ГОСТ 19.502,
ГОСТ 19.701;
- другие программные документы – в случае необходимости.
Программные документы должны быть сброшюрованы в пояснительной записке.
7 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ
7.1 Гидромеханические процессы
Проведение процессов химической технологии обычно связано с перемешиванием жидкостей, газов или паров в трубопроводах и аппаратах, образованием или разделением гетерогенных систем (перемешиванием, псевдожижением, диспергированием, пенообразованием, отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием и др.). Поскольку скорость подобных процессов определяется законами гидромеханики, то их принято называть гидромеханическими
/1-5, 20-30/.
Область гидромеханических процессов весьма широка, она включает многочисленные и достаточно разнородные процессы.
В зависимости от закономерностей, характеризующих условия движения потоков, гидромеханические процессы делятся на три группы:
1) процессы, составляющие внутреннюю задачу
гидродинамики
– движение жидкостей или газов в трубах и аппаратах;
2) процессы, составляющие внешнюю задачу гидродинамики
– движение тела в жидкостях или газах (процессы осаждения, диспергирования, перемешивания твердых частиц с жидкостью);
3) процессы, составляющие смешанную задачу гидродинамики
– движение жидкости или газа через слой кусковых или зернистых материалов (фильтрование, псевдоожижение).
В зависимости от целенаправленности различают следующие процессы:
1) Разделение неоднородных систем (осаждение, фильтрование и мокрая очистка). Цель разделения сводится к очистке жидкости и газа от содержащихся в них вредных примесей или извлечению из них ценных компонентов.
Выбор того или иного метода зависит от концентрации дисперсных частиц, их размера, требований к качеству разделения, а также от разницы плотностей дисперсной и сплошной фаз и вязкости последней. В данном методическом указании, наряду с другими процессами, предлагаются задания для расчета аппаратов, предназначенных для разделения неоднородных систем. Поэтому основное внимание будет уделено именно процессу разделения.
2) Получение неоднородных систем (перемешивание и псевдоожижение).
3) Перемещение потоков: однофазное течение (гомогенная система) и двухфазные потоки (гетерогенная система).
Гетерогенными, или неоднородными,
называются системы, состоящие из двух и более фаз, т.е. они имеют поверхность раздела фаз.
Рассмотрение того или иного процесса разделения в первую очередь сводится к составлению материального баланса
процесса. Для этого обозначим:
Gc
м
, Gоч
, Gос
– массовые расходы соответственно исходной смеси, очищенной сплошной фазы и осадка (кг/с);
хсм
, хоч
, хос
– концентрации дисперсной фазы, соответственно в исходной смеси, в очищенной сплошной фазе и в осадке (масс. доли).
Если нет потерь вещества, то материальный баланс по всему веществу будет выглядеть:
;
по диспергированному веществу:
.
Эффективность процесса разделения неоднородных систем характеризуется степенью очистки η
:
.
Физический смысл η
: показывает, какая доля дисперсной фазы в процентах задерживается в аппарате.
7.1.1 Порядок расчета фильтрпресса
7.1.1.1 Определяется масса твердой фазы и объем влажного осадка на 1 м3
фильтрата.
7.1.1.2 Подсчитываются константы фильтрации и промывки.
7.1.1.3 Рассчитываются максимальная и оптимальная производительности фильтрпресса.
7.1.1.4 Определяются продолжительность фильтрации, промывки и оптимальная продолжительность цикла.
7.1.1.5 Вычисляется поверхность фильтрации.
7.1.1.6 Определяется размер фильтрпресса, производится подбор по каталогу.
7.1.1.7 Рассчитывается сечение подводящих труб и отверстий в фильтрпрессе.
7.1.1.8 Рассчитывается сопротивление слоя осадка, необходимое давление фильтрации.
7.1.1.9 Рассчитывается давление затяжки и гидравлический зажим.
7.1.1.10 Производится расчет и подбор вспомогательного оборудования (расходные емкости, трубопровод, насосы, теплообменные аппараты и др. в зависимости от технологических особенностей процесса).
Графическая часть включает: 1) технологическую схему установки для фильтрования (один лист); 2) чертеж основного аппарата с узлами (продольный и поперечный разрезы узла затяжки фильтрпресса, фильтрующего элемента, рамы в двух проекциях).
7.1.2 Порядок расчета барабанного вакуум-фильтра
7.1.2.1 Определяется содержание твердой фазы в суспензии, масса твердой фазы и объем влажного осадка. Вычисляется сопротивление осадка и ткани.
7.1.2.2 Подсчитывается требуемая производительность по фильтрату, отсасываемому в зоне фильтрации.
7.1.2.3 Определяются параметры уравнения фильтрации.
7.1.2.4 Определяется время фильтрования, промывки, просушки и съема осадка, общая продолжительность цикла; принимаются углы секторов различных зон.
7.1.2.5 Определяется полная поверхность фильтра.
7.1.2.6 Производится расчет угловой скорости вращения и распределение зон; составляется таблица распределения зон.
7.1.2.7 Определяются глубина погружения барабана в суспензию и размеры ванны.
7.1.2.8 Подбирается фильтр по каталогам.
7.1.2.9 Определяется количество воздуха, засасываемого в зонах просушки и обдувки; подбирается вспомогательное оборудование: конденсатор, вакуум-насос, воздуходувка, мешалка.
7.1.2 10 Подсчитывается мощность привода барабана, подбирается электромотор и редуктор.
7.1.2.11 Определяются сечения отверстий распределительного устройства и основные элементы распределительной головки.
7.1.2.12 Производится расчет и подбор вспомогательного оборудования (расходных емкостей, трубопровода, насосов, теплообменных аппаратов и др. в зависимости от технологических особенностей процесса).
Графическая часть включает: 1) технологическую схему установки вакуум-фильтра; 2) общий чертеж основного аппарата (продольный и поперечный разрезы фильтра, распределительной головки в двух проекциях, устройства для съема осадка).
7.1.3 Порядок расчета центрифуги
7.1.3.1 Выбирается центрифуга по каталогу. При выборе отстойной центрифуги следует добиваться соответствия фактора разделения
со способностью данной суспензии разделяться. Для фильтрующих центрифуг необходимо пользоваться законом фильтрации.
7.1.3.2 Определяется время центрифугирования, выгрузки осадка и время полного цикла.
7.1.3.3 Определяются производительность центрифуги, ее размеры и скорость вращения.
7.1.3.4 Вычисляется мощность, расходуемая на пуск, вращение центрифуги и выгрузку осадка.
7.1.3.5 Подбирается электродвигатель и привод.
7.1.3.6 Производится поверочный расчет ротора, вала и подбор подшипников.
7.1.3.7 Производится расчет съемного устройства.
7.1.3.8 Производиться расчет и подбор вспомогательного оборудования (расходных емкостей, трубопроводов, насосов, теплообменных аппаратов, дозаторов, транспортных устройств и др.) в зависимости от технологических особенностей процесса.
Графическая часть включает: 1) технологическую схему установки центрифугирования; 2) чертеж основного аппарата (продольный разрез центрифуги, устройства для съема осадка, узлов подшипников и крепления барабана на валу).
7.2 Теплообменные процессы
Значение тепловых процессов в химической технологии обусловлено следующим:
а) химическая промышленность является одной из самых энергоемких отраслей народного хозяйства;
б) управление химическими процессами сводится к подводу или отводу тепла, поскольку большинство из них является эндо- или экзотермическими;
в) наиболее эффективный путь увеличения скорости процесса заключается в повышении температуры участвующих веществ.
Процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода теплоты (нагревание, охлаждение, испарение, конденсация и т.д.), называют тепловыми
/1-5, 20, 31-39/.
Для любого химического производства, прямо или косвенно, температура является одним из решающих технологических или экономических факторов:
– движущей силой химико-технологических процессов является «свободная» энергия реагирующих веществ, которая есть функция температуры, поэтому управление химическими машинами сводится, прежде всего, к сообщению или отводу тепла для создания в аппарате требуемого температурного режима;
– экономика любого производства заставляет задуматься над вопросами теплопереноса: в химической промышленности тепловая энергия составляет от 15 до 20% себестоимости продукта.
Поэтому с точки зрения рационального использования теплоэнергетических и сырьевых ресурсов значение тепловых процессов очень велико.
Задачи теплообмена весьма разнообразны. В зависимости от целей технологии происходят следующие тепловые процессы:
а) нагревание и охлаждение однофазных и многофазных сред;
б) конденсация паров химически однородных жидкостей и их смесей;
в) испарение воды в парогазовую среду (увлажнение воздуха, сушка материалов);
г) кипение жидкостей.
Особенностями тепловых процессов являются:
· широкий диапазон температур теплопереноса (от температур, близких к абсолютному нулю, до несколько тысяч выше нуля);
· теплоперенос, осуществляющийся в агрессивных средах и при высоких давлениях, что предъявляет особые требования к аппаратурному оформлению этих процессов.
Поскольку в технике непосредственный контакт теплоносителей с другими теплоносителями в большинстве случаев недопустим, то теплопередачу осуществляют в различных теплообменниках, где твердая стенка разделяет рабочие среды. Твердая стенка служит поверхностью нагрева и конструктивно выполняется в виде труб, рубашек и т.д.
При проектировании и конструировании теплообменных аппаратов необходимо учитывать многочисленные факторы, влияющие на процесс теплопередачи, и противоречивые требования, предъявляемые к теплообменным аппаратам:
1) соблюдение условий протекания технологического процесса;
2) возможно более высокий коэффициент теплопередачи;
3) низкие гидравлические сопротивления;
4) устойчивость теплообменных поверхностей к действию коррозии;
5) доступность поверхности теплопередачи для очистки;
6) технологичность конструкции с точки зрения ее изготовления и обслуживания;
7) экономическое использование материалов.
Вещества, которые участвуют в теплопередаче, называются теплоносителями.
При выборе теплоносителя необходимо учитывать следующие требования:
· теплоноситель должен обеспечивать высокую интенсивность теплопередачи;
· теплофизические характеристики теплоносителя должны иметь достаточно высокие значения (теплоемкость, теплопроводность, теплота парообразования, и теплоотдачи);
· теплоноситель должен обладать высокими значениями плотности и низкой вязкостью;
· теплоноситель должен быть не токсичным, не ядовитым, пожаро-взрывобезопасным, дешевым и доступным, термически устойчивым и не обладать корродирующим действием.
Выбор теплоносителя для каждого конкретного случая индивидуален и определяется, прежде всего, величиной температуры нагревания и необходимостью ее регулирования.
В химической промышленности зачастую необходимо получать более концентрированные растворы веществ. Одним из способов концентрирования вещества является процесс выпаривания
, который подразумевает под собой процесс концентрирования нелетучих или малолетучих веществ путем удаления летучего растворителя в виде пара при температуре кипения.
Выпаривание может проводиться:
- под атмосферным давлением;
- вакуумом;
- избыточным давлением.
Выбор давления связан со свойствами выпариваемого раствора и возможностью использования тепла вторичного пара.
Наибольшее распространение в промышленности получили три вида выпаривания:
1) простое однокорпусное выпаривание;
2) многократное или многокорпусное выпаривание. Это выпарные установки, состоящие из нескольких выпарных аппаратов, или корпусов, в которых вторичный пар каждого предыдущего корпуса направляется в качестве греющего в последующий корпус;
3) выпаривание с тепловым насосом. Применение теплового насоса позволяет сэкономить первичный пар.
Два последних способа наиболее энергетически выгодны.
Цель выполнения технологических расчетов (тепловых), как теплообменных, так и выпарных аппаратов сводится к определению теплопередающей поверхности путем совместного решения уравнений теплопередачи и теплового баланса при заданных расходах теплоносителей и температурных условиях. Особенностью расчета выпарных установок является то, что необходимо дополнительно определить: количество воды, выпариваемой в каждом корпусе, расход греющего пара, распределение полезной разности температур между корпусами.
7.2.1 Порядок расчета теплообменников
7.2.1.1 Выбирается конструкция аппарата, определяющие размеры (диаметры, длины, высоты по стандартам), скорости и места расположения теплоносителей (трубное, межтрубное) и их взаимное направление (прямоток, противоток).
7.2.1.2 Определяется тепловая нагрузка:
, если агрегатное состояние теплоносителя не изменяется;
, если агрегатное состояние теплоносителя изме-няется;
7.2.1.3 Составляется тепловой баланс Q = Q1
= Q2
, из которого определяются расход второго теплоносителя и его температура.
7.2.1.4 Определяется температурный режим (среднелогарифмической или среднеарифметической разности температур).
7.2.1.5 Выбираются физические параметры теплоносителей (плотность, вязкость, поверхностное натяжение, коэффициент теплопроводности, теплоемкость и др.).
7.2.1.6 Проводится приближенная оценка коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и теплопередающей поверхности.
7.2.1.7 Сопоставляются поверхности теплообмена выбранного аппарата и та, которая была определена из расчета. Если расчетное значение больше или существенно меньше, то выбирается другой типоразмер теплообменника, и расчет повторяется. Если различие в площадях находится в пределах 5%, расчет продолжается.
7.2.1.8 Выбирается тип нормализованного варианта конструкции: Fнорм.
, d, H, D и другие параметры.
7.2.1.9 Производится гидравлический расчет: определяются скорость жидкости, коэффициенты трения в зависимости от числа Рейнольдса, местные сопротивления; рассчитывается гидравлическое сопротивление в трубном и межтрубном пространстве.
7.2.1.10 Производится расчет и выбор вспомогательного оборудования (расходные емкости, трубопроводы, насосы, кондесатоотводчики и др. в зависимости от условий проведения процесса).
Графическая часть включает: 1) технологическую схему установки процесса теплообмена с трубопроводами, насосами, арматурой, контрольно-измерительной аппаратурой; 2) чертеж основного аппарата (теплообменник в двух проекциях).
7.2.2 Порядок расчета выпарной установки
7.2.2.1 Определяется общее количество выпариваемой воды.
7.2.2.2 Определяется количество экстрапара, отбираемого из первого корпуса при условии, что тепловая нагрузка равномерно распределена на все подогреватели.
7.2.2.3 Распределяется нагрузка по корпусам, и определяются средние концентрации.
7.2.2.4 Определяются температурные потери по корпусам:
а) гидродинамическая депрессия (обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений);
б) гидростатическая депрессия (обусловлена разностью давлений в среднем слое кипящего раствора и на его поверхности);
в) температурная депрессия (обусловлена разностью температур кипения исходного и упаренного растворов).
7.2.2.5 Распределяется по корпусам полезная разность температур, исходя из соотношений:
Q1
:Q2
:Q3
=W1
:W2
:W3
; K1
:K2
:K3
=1:0,58:0,34.
7.2.2.6 Определяются температуры кипения по корпусам, и составляется таблица температурного режима, вычисляются коэффициенты испарения, самоиспарения, коэффициенты при греющем паре и растворе.
7.2.2.7 Определяется количество греющего пара первого корпуса.
7.2.2.8 Уточняется нагрузка по корпусам.
7.2.2.9 Составляется тепловой баланс по корпусам.
7.2.2.10 Определяются коэффициент теплопередачи, поверхность теплообмена. Производится конструктивный расчет аппарата с определением парового пространства, штуцеров и циркуляционной трубы для искусственной циркуляции.
7.2.2.11 Определяется расход воды в конденсаторе.
7.2.2.12 Рассчитываются производительность и мощность вакуум-насоса. Производительность обязательно рассчитывается по воздуху, содержащемуся в паре и воде; мощность максимальная (при р2
=0,3·105
Па).
7.2.2.13 Производится расчет и выбор вспомогательного оборудования (теплообменников, конденсатоотводчиков, барометрического конденсатора, емкостей под исходный и конечный раствор, трубопроводов, насосов и др.) в зависимости от технологических условий.
Графическая часть включает: 1) технологическую схему выпарной установки с сопутствующим вспомогательным оборудованием; 2) чертеж основного аппарата (разрез греющей камеры, сепарирующего устройства).
7.3 Массообменные процессы
Процессы, сущностью которых является перенос вещества, называются массообменными процессами или диффузионными. Подобно теплопередаче массопередача представляет собой сложный процесс, включающий перенос вещества в пределах одной фазы, перенос через поверхность раздела фаз и его перенос в пределах другой фазы /1-5, 20, 40-69/.
При анализе массообменных процессов исходят из условия состояния границы контакта фаз. По этому принципу подобные процессы подразделяют на массопередачу:
а) в системах со свободной границей раздела фаз (газ-жидкость, пар-жидкость, жидкость-жидкость);
б) в системах с неподвижной поверхностью контакта фаз (системы газ-твердое тело, пар-твердое тело, жидкость-твердое тело);
в) через полупроницаемые перегородки (мембраны).
Процессы массопередачи обычно обратимы, причем направление перехода вещества определяется концентрациями вещества в фазах и условиями равновесия. Предельным состоянием массообменных систем является достижение системой равновесия, при котором перенос вещества прекращается, т.е. в системе не происходит никаких видимых изменений.
Таким образом, знание равновесных концентраций распределяемого вещества позволяет определить направление процесса – из какой фазы в какую будет переходить вещество, и в определенной степени – скорость процесса. Как и в других процессах, движущая сила массообмена характеризует степень отклонения системы от состояния динамического равновесия. В пределах данной фазы вещество переносится от точки с большей концентрацией к точке с меньшей концентрацией. Поэтому в инженерных расчетах движущую силу выражают через разность концентраций.
Определить направление переноса и движущую силу процесса можно посредством равновесных зависимостей, которые могут быть представлены в виде графиков (диаграммы равновесия), таблиц, уравнений /82 – 87/.
К процессам, для которых характерна свободная граница раздела фаз, относятся такие широко распространенные в технике процессы, как абсорбция, десорбция, перегонка и ректификация, жидкостная экстракция. В подобных процессах граница контакта фаз подвижна и определяется гидродинамической обстановкой.
Массообменные процессы со свободной границей раздела фаз по принципу участия фаз подразделяются на две группы:
а) процессы, в которых участвуют как минимум три вещества, т.е. распределяемое вещество переносится (извлекается) из одного носителя в другой носитель (абсорбция, десорбция, экстракция);
б) процессы, в которых вещества, составляющие фазы, участвуют в массообменных процессах и не могут рассматриваться как носители распределяемого вещества (перегонка, ректификация).
Поскольку на практике концентрация участвующих в процессе фаз может иметь разную размерность, то при проведении технологического расчета этому необходимо уделять особое внимание. Формулы для пересчета концентраций представлены в учебном пособии /6/.
В большинстве случаев подобные процессы осуществляются в колонных аппаратах. Поэтому при проведении технологических расчетов массообменных аппаратов определяют их диаметр и высоту. Диаметр или сечение аппарата отражает его производительность, а высота – интенсивность протекающих в аппарате процессов. Обычно диаметр определяют из уравнения расхода, однако в этом случае возникает проблема с выбором скорости, которая оказывает свое влияние не только на диаметр, но и на высоту аппарата, на его гидравлическое сопротивление и величину брызгоуноса.
Для расчета высоты аппарата существует несколько методов, однако при этом следует различать два основных вида аппаратов (по принципу изменения в них концентрации в фазах) – аппараты с непрерывным контактом фаз и аппараты со ступенчатым контактом фаз. В обоих случаях расчет высоты основывается на общих кинетических закономерностях массобменных процессов и может выражаться различными способами: уравнением массопередачи, высотой единиц переноса и др.
К массообменным процессам с участием жидкой (газовой или паровой) и твердой фаз относят адсорбцию, ионный обмен, сушку, растворение, экстракцию из твердого тела, кристаллизацию. Особенностями этих процессов являются:
- нестационарность процесса;
- многообразие элементарных механизмов массопередачи в твердом теле.
В подобных системах основными стадиями процесса являются:
– перенос во внешней фазе (жидкости, газе или паре), который осуществляется конвективной и молекулярной диффузией;
– внутренний перенос (в твердой фазе), который осуществляется посредством диффузии в твердом теле, конвективного переноса, свободной и кнудсеновской диффузии, поверхностной диффузии и термодиффузии.
Как уже говорилось выше, расчет массообменных аппаратов сводится к определению поверхности контакта фаз и геометрических размеров аппарата. Порядок расчета типовых процессов приведен ниже.
7.3.1 Порядок расчета абсорбционной установки
7.3.1.1 Переводится концентрация из весовых долей в мольные.
7.3.1.2 Определяется количество поглощаемого целевого компонента и поглотителя.
7.3.1.3 Определяются оптимальная и рабочая скорости газа.
7.3.1.4 Рассчитывается диаметр абсорбера.
7.3.1.5 Определяется уравнение рабочей и равновесной линий, средняя движущая сила. В расчете средней движущей силы при прямолинейной зависимости для линии равновесия можно воспользоваться среднелогарифмической зависимостью.
7.3.1.6 Определяется коэффициент массопередачи.
7.3.1.7 Определяются поверхность и объем насадки.
7.3.1.8 Находится сопротивление абсорбера и подбирается газодувка.
7.3.1.9 Определяется количество подаваемой воды, подбираются распределительные устройства.
7.3.1.10 Производится расчет и выбор вспомогательного оборудования (теплообменников, расходных емкостей, конденсатоотводчиков, трубопроводов, насосов и др. в зависимости от технологических особенностей процесса).
Графическая часть включает: 1) технологическую схему абсорбционной установки с сопутствующим вспомогательным оборудованием; 2) чертеж основного аппарата (продольный и поперечный разрезы абсорбера, распределительного устройства для подачи воды в скруббер).
7.3.2 Порядок расчета ректификационной установки
7.3.2.1 Составляется материальный баланс, определяется выход продуктов.
7.3.2.2 Пересчитываются заданные весовые концентрации в мольные доли.
7.3.2.3 Строится равновесная кривая с пересчетом в мольные доли. При этом следует пользоваться литературными данными.
7.3.2.4 Определяется минимальное флегмовое число и строится график для выбора оптимального флегмового числа.
7.3.2.5 Определяется теоретическое число тарелок и находится КПД колонны.
7.3.2.6 Определяется диаметр колонны.
7.3.2.7 Вычисляется средняя весовая скорость в колонне, определяется расстояние между тарелками и общая высота колонны.
7.3.2.8 Определяются размеры колпачков и сливных патрубков отдельно для укрепляющей и исчерпывающей колонн.
7.3.2.9 Составляется тепловой баланс колонны.
7.3.2.10 Производится расчет и подбор вспомогательного оборудования (дефлегматора, испарителя, подогревателя, кондесатоотводчиков, расходных емкостей, трубопроводов, насосов и др. в зависимости от технологических особенностей процесса).
Графическая часть включает: 1) технологическую схему ректификационной установки с сопутствующим вспомогательным оборудованием; 2) чертеж основного аппарата (разрез царги колонны, узел крепления тарелки, тарелку в плане, колпачок).
7.3.3 Сушильные установки
7.3.3.1 Составляется материальный баланс сушилки и определяется производительность по исходному материалу и испаряемой влаге.
7.3.3.2 Составляется тепловой баланс сушилки, из которого определяется расход сушильного агента. Для барабанной сушилки предварительно принимаются потери в окружающую среду (80…160)·103
Дж/кг испаряемой влаги.
7.3.3.3 Определяются размеры сушилки:
а) для сушилки в кипящем слое критическая скорость находится по графику Ly = f(Ar). Рабочая скорость газа определяется для порозности e = 0,6…0,75. Физические константы газа принимаются по его температуре на выходе. При определении высоты аппарата высота сепарационного пространства принимается в четыре раза больше высоты кипящего слоя;
б) для барабанной сушилки рассчитывается объемный расход газов на выходе из сушилки и выбирается допустимая скорость газов в соответствии с рекомендациями стандарта. Значение диаметра уточняется по стандарту. Объем сушильного барабана рассчитывается на основе уравнения теплопередачи, исходя из количества подводимого тепла и коэффициента теплоотдачи от сушильного агента к материалу. Коэффициент теплоотдачи рассчитывается по методике, изложенной в стандарте. По вычисленному объему рассчитывается длина барабана, которая уточняется по ГОСТ;
в) для распылительной сушилки предварительно принимается скорость газа в сушильной камере от 0,2 до 0,5 м/с и определяется площадь сушильной камеры. По нормалям выбирается распылитель центробежный дисковый, определяется для него диаметр и частота
вращения (окружная скорость вращения принимается от 120 до 140 м/с). Вычисляется средний объемно-поверхностный диаметр частиц и диаметр факела распыла. Объем камеры определяется по уравнению теплопередачи, при этом вычисляется средняя разность температур и объемный коэффициент теплоотдачи. Средняя скорость газа вычисляется по расходу газа и принятому диаметру сушильной камеры; скорость витания определяется по формуле Стокса ввиду малого размера частиц. Исходя из полученного объема камеры, пользуясь тем, что для дисковых распылителей НК
/ДК
= 0,8…1,0, определяют диаметр камеры, который проверяется по диаметру факела распыла.
7.3.3.4 Производятся энергетические расчеты:
а) для сушилки в кипящем слое рассчитывают гидравлическое сопротивление слоя, принимая сопротивление решетки равным сопротивлению слоя; определяют необходимый напор вентилятора и мощность на продувку сушильного агента; рассчитывают общие энергозатраты с учетом нагревания сушильного агента;
б) для барабанной сушилки рассчитывается мощность, необходимая для вращения барабана, с учетом общего веса и трения и производится подбор привода;
в) для распылительной сушилки определяется расход энергии на распыление.
7.3.3.5 Коэффициент теплоотдачи от сушильного агента к материалу для сушилки в кипящем слое рассчитывается с учетом критерия Архимеда.
7.3.3.6 Проводится расчет и подбор вспомогательного оборудования (калориферов-теплообменников, пылеулавливающих устройств, вентиляторов, расходных емкостей, дозаторов, транспортных устройств, трубопроводов, массопроводов, насосов и др.) в зависимости от технологических особенностей процесса.
Графическая часть включает: 1) технологическую схему сушильной установки с сопутствующим вспомогательным оборудованием; 2) чертеж основного аппарата (в двух проекциях).
8 ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
8.1 Гидромеханические процессы
8.1.1 Фильтрование
Спроектировать фильтр производительностью по суспензии G с содержанием твердой фазы х. Температура поступающей суспензии Т. Конечная влажность осадка w.
Таблица 8.1 – Варианты заданий
| Вариант |
Суспензия |
х, % |
G, м3
|
Т, К |
w, % |
Тип фильтра |
| 1 |
Раствор мочевины |
15 |
2,5∙10-3
|
343 |
Рамный фильтрпресс |
|
| 2 |
Пульпа |
25 |
2,0∙10-4
|
313 |
25 |
Барабанный вакуум-фильтр Б |
| 3 |
Бикарбонат натрия и вода |
20 |
4,0∙10-4
|
303 |
16 |
Барабанный вакуум-фильтр Бс |
| 4 |
Песок и вода |
16 |
3,0∙10-4
|
293 |
20 |
Рамный фильтрпресс |
| 5 |
Мезга и сок яблочный сброженный |
19 |
3,5∙10-4
|
303 |
18 |
То же |
| 6 |
Целлюлоза и вода |
24 |
2,1∙10-4
|
323 |
14 |
Карусельный вакуум-фильтр |
| 7 |
Нитрозепам и ацетон |
3 |
5,0∙10-5
|
yle="text-align:center;">313
|
22 |
Нутч-фильтр |
| 8 |
Сок яблочный и мякоть |
5 |
1,4∙10-4
|
298 |
24 |
Рамный фильтрпресс |
8.1.2 Центрифугирование
Спроектировать непрерывно действующую центрифугу производительностью G по суспензии для отделения твердой фазы с содержанием х от маточного раствора после перекристаллизации. Температура
суспензии, поступающей на центрифугирование, Т; влажность осадка w.
Таблица 8.2 – Варианты заданий
| Варианты |
Суспензия |
G, кг/с |
x, % |
Т, К |
w, % |
Тип центрифуги |
| 1 |
Мочевина и 80%-ный маточный раствор |
2,800 |
313 |
9,0 |
Фильтрующая АГ |
|
| 2 |
Сульфат аммония и маточный раствор |
1,400 |
40 |
384 |
3,2 |
Горизонтальная фильтрующая НГП |
| 3 |
Натриевая селитра и маточный раствор |
1,250 |
75 |
318 |
5,0 |
Горизонтальная фильтрующая НГП |
| 4 |
Nа2
маточный раствор |
3,500 |
35 |
306 |
45,0 |
НОГШ |
| 5 |
Гипс |
0,017 |
43 |
293 |
2,0 |
|
| 6 |
Гидроксид магния |
0,023 |
28 |
293 |
1,5 |
|
| 7 |
Поташ |
0,010 |
35 |
293 |
3,0 |
|
| 8 |
n-нитроанилин |
0,034 |
30 |
293 |
5,0 |
8.2 Тепловые процессы
8.2.1 Теплообмен
Спроектировать кожухотрубный теплообменник для теплообмена между двумя теплоносителями. Горячий теплоноситель в количестве G1
охлаждается от t1Н
до t1К
. Расход холодного теплоносителя G2
, начальная температура t2Н
, конечная температура t2К
.
Таблица 8.3 – Варианты заданий
| Вариант |
Горячий теплоноситель |
G1
|
t1н
|
t1к
|
Холодный теплоноситель |
G2
|
t2н
|
t2к
|
| 1 |
Водяной пар (р = 0,15 МПа) |
- |
- |
- |
Ацетон 30% |
0,8 |
303 |
tкип
|
| 2 |
Водяной пар (р = 0,19 МПа) |
- |
- |
- |
Воздух |
2,0 |
283 |
383 |
| 3 |
CCl4
р = 0,21 МПа) |
6,0 |
- |
313 |
Воздух |
293 |
||
| 4 |
СН3
р = 0,35 МПа) |
3,2 |
- |
tконд
|
Вода |
277 |
||
| 5 |
СН3
р = 0,35 МПа) |
1,2 |
- |
tконд
|
Вода |
287 |
||
| 6 |
Нитрозная кислота (75%) |
0,8 |
363 |
293 |
Вода |
287 |
||
| 7 |
Бензол (пар, р= 0,25 МПа) |
20,0 |
- |
tконд
|
Вода |
287 |
||
| 8 |
Водяной пар (р= 0,22 МПа) |
- |
- |
- |
CCl4
|
7,0 |
298 |
tкип
|
8.2.2 Выпаривание
Спроектировать выпарную установку для выпаривания раствора от начальной концентрации хН
до конечной хК
. Производительность аппарата по исходному раствору G. Обогрев первого корпуса выпарного аппарата производится сухим насыщенным водяным паром под давления Р. Третий корпус выпарного аппарата работает под вакуумом Рп
. Установка обслуживается смешивающим противоточным барометрическим конденсатором и поршневым вакуум-насосом. Охлаждающая вода поступает в конденсатор при температуре tВ
. Слабый раствор поступает при температуре tН
и перед входом в первый корпус нагревается до температуры кипения в последовательно соединенных подогревателях (таблица 8.4).
Таблица 8.4 – Варианты заданий
| Вариант |
Выпариваемый раствор |
Число корпусов |
G, кг/с |
Концентрация |
Отбор экстрапара Е, кг/100кг раствора |
|
| хН
|
хК
|
|||||
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
| 1 |
Аммиачная селитра |
2 |
1,11 |
40 |
95 |
- |
| 2 |
Нитрат натрия |
3 |
3,33 |
18 |
65 |
- |
| 3 |
Нитрат натрия |
3 |
5,55 |
15 |
55 |
- |
| 4 |
Нитрат натрия |
3 |
2,50 |
20 |
60 |
- |
| 5 |
Едкий калий |
3 |
2,00 |
15 |
50 |
- |
| 6 |
Едкий калий |
3 |
2,22 |
25 |
60 |
Е1
|
| 7 |
Едкий калий |
3 |
2,78 |
18 |
50 |
Е2
|
| 8 |
Едкий натр |
3 |
2,08 |
25 |
55 |
Е1
|
| 9 |
Едкий натр |
3 |
1,53 |
20 |
60 |
Е2
|
Продолжение таблицы 8.4
| Вариант |
Подогреватели |
tН
|
Рп
МПа |
Р, МПа |
tВ
К |
Конструкция аппаратов |
|
| кол-во |
греющий агент |
||||||
| 8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
| 1 |
2 |
Е1
|
323 |
95 |
0,60 |
293 |
Выносная камера с естественной циркуляцией |
| 2 |
2 |
Е1
|
318 |
92 |
0,58 |
293 |
|
| 3 |
2 |
Е1
|
313 |
95 |
0,70 |
293 |
Внутренняя камера с принудительной циркуляцией |
| 4 |
3 |
Е1
|
303 |
97 |
0,75 |
288 |
- |
| 5 |
2 |
Е1
|
303 |
95 |
0,70 |
288 |
- |
| 6 |
2 |
Е1
|
303 |
97 |
0,85 |
288 |
Выносная камера с принудительной циркуляцией |
| 7 |
3 |
Е1
|
303 |
94 |
0,75 |
288 |
- |
| 8 |
3 |
Е2
|
303 |
92 |
1,20 |
293 |
|
| 9 |
3 |
Е2
|
293 |
95 |
1,00 |
291 |
|
8.3 Массообменные процессы
8.3.1 Абсорбция
Спроектировать установку для очистки воздушной смеси в количестве G при нормальных условиях от паров компонента А. Содержание компонента А в воздухе у. Рассчитать потерю напора в аппарате, расход воды, диаметр аппарата, выбрать тип насадки, тип колпачков. Начальное содержание поглощаемого компонента в абсорбенте хН
= 0. Степень извлечения a. Температура поступающей в абсорбер газовой смеси tСМ
. Температура поступающей в абсорбер воды tВ
. Давление в абсорбере атмосферное. Расход воды на b больше минимального. Выбрать схему установки, подобрать насос для подачи воды.
Таблица 8.5 – Варианты заданий
| Вариант |
Тип абсорбера |
Компонент А |
G, м3
|
у, %об. |
a, % |
b, % |
tСМ
|
tВ
|
|
| 1 |
Насадочный |
Хлор |
1000 |
4,0 |
80 |
10 |
282 |
283 |
|
| 2 |
Тарельчатый |
SO2
|
1200 |
4,2 |
82 |
12 |
293 |
283 |
|
| 3 |
Распылительный |
Аммиак |
1400 |
4,6 |
84 |
14 |
313 |
287 |
|
| 4 |
Насадочный |
Оксид азота |
1600 |
4,8 |
86 |
16 |
323 |
287 |
|
| 5 |
Тарельчатый |
Ацетон |
1800 |
5,0 |
88 |
18 |
333 |
289 |
|
| 6 |
Распылительный |
Хлор |
2000 |
5,2 |
90 |
20 |
343 |
289 |
|
| 7 |
Насадочный |
Этанол |
2200 |
5,4 |
92 |
22 |
353 |
293 |
|
| 8 |
Тарельчатый |
Сероводород |
2400 |
5,6 |
94 |
24 |
363 |
293 |
|
| 9 |
Распылительный |
Ацетон |
2600 |
5,8 |
96 |
26 |
373 |
295 |
|
8.3.2 Ректификация
Спроектировать непрерывно действующую ректификационную установку производительностью G для разделения смеси, содержащей хF
легкокипящего компонента (ЛК). Содержание ЛК в дистилляте хD
, в кубовом остатке хW
. Для обогрева куба может быть применен сухой насыщенный водяной пар с давлением р. Исходная смесь поступает при температуре tН
и должна быть нагрета до температуры кипения в двух последовательно соединенных подогревателях, из которых один работает на использовании теплоты кубового остатка, а второй
обогревается насыщенным паром с указанным давлением. Выбрать и рассчитать вспомогательное оборудование: подогреватели, дефлегматор, конденсатоотводчики.
Таблица 8.6 – Варианты заданий
| Вариант |
Смесь |
Тип колонны |
Содержание ЛК, % |
G, кг/ч |
р, МПа |
tН
К |
||
| хF
|
х |
хW
|
||||||
| 1 |
Метанол-вода |
Насадочная |
20 |
88 |
0,5 |
1500 |
0,15 |
20 |
| 2 |
Бензол-толуол |
Ситчатая |
22 |
98 |
0,8 |
1700 |
0,20 |
25 |
| 3 |
Этанол-вода |
Колпачковая |
24 |
96 |
1,0 |
1900 |
0,25 |
30 |
| 4 |
Сероуглерод-четыреххлористый углерод |
Насадочная |
26 |
94 |
1,2 |
2000 |
0,30 |
35 |
| 5 |
Ацетон-вода |
Ситчатая |
28 |
92 |
1,4 |
2300 |
0,35 |
15 |
| 6 |
Хлороформ-бензол |
Колпачковая |
30 |
90 |
1,6 |
2500 |
0,40 |
22 |
| 7 |
Уксусная кислота-вода |
Насадочная |
32 |
88 |
1,8 |
2700 |
0,45 |
18 |
| 8 |
Пентан-гексан |
Ситчатая |
34 |
86 |
2,0 |
2900 |
0,50 |
24 |
| 9 |
Уксусная кислота-вода |
Колпачковая |
36 |
84 |
0,6 |
3000 |
0,55 |
26 |
8.3.3 Сушка
Спроектировать сушильную установку заданного типа для высушивания материала G2
от начальной влажности w1
до конечной w2
. Материал поступает в сушилку с температурой θ1
, выходит с температурой в θ2
, размер частиц материала d м. Температура сушильного агента на входе в сушилку t1
, на выходе t2
. Тепловые потери составляют В. Для распылительной сушилки принять направление движения сушильного агента и частиц параллельно сверху вниз. Распылитель – дисковый, центробежный с прямыми лопатками.
Таблица 8.7 – Варианты заданий
| Вар. |
Тип сушилки |
Материал |
G2
|
w1
|
w2
|
d, м |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
| 1 |
Барабанная |
Фосфорит |
2,80 |
8,0 |
0,5 |
0,0500 |
| 2 |
Аммиачная селитра |
5,55 |
5,0 |
0,2 |
0,0040 |
|
| 3 |
Хлористый барий |
0,80 |
6,0 |
1,0 |
0,0030 |
|
| 4 |
Распыли-тельная |
Двойной суперфосфат |
1,40 |
30 |
2,5 |
- |
| 5 |
« |
Аммофос |
5,55 |
5,0 |
0,2 |
0,0030 |
| 6 |
Однокамерная в кипящем слое |
Сульфат аммония |
4,20 |
3,0 |
0,5 |
0,0080 |
| 7 |
« |
Мочевина |
1,40 |
2,5 |
0,2 |
0,0012 |
| 8 |
Двухвальцовая, вакуумная |
Уксуснокислый кальций |
0,14 |
65,0 |
2,0 |
- |
Продолжение таблицы 8.7
| Вар. |
q1
|
q2
|
t1
|
t2
|
В, % |
Высота слоя, м |
Вспомогательное оборудование после сушки |
| 8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
| 1 |
293 |
345 |
880 |
373 |
- |
- |
Циклон |
| 2 |
288 |
308 |
373 |
318 |
- |
- |
Циклон и рукавный фильтр |
| 3 |
288 |
313 |
383 |
323 |
- |
- |
То же |
| 4 |
360 |
365 |
875 |
400 |
- |
- |
Батарейный циклон и мокрый скруббер |
| 5 |
298 |
345 |
525 |
365 |
- |
- |
То же |
| 6 |
298 |
- |
500 |
300 |
15 |
0,30 |
Циклон |
| 7 |
295 |
- |
403 |
325 |
20 |
0,35 |
Циклон и рукавный фильтр |
| 8 |
- |
- |
Пар р = 0,4 МПа |
- |
Вакуум р = 93 кПа |
- |
Поверхностный конденсатор и вакуумный насос |
9 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
9.1 Технологические расчеты
1. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: в 2 ч. – М.: Химия, 1995.
2. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Госхимиздат, 1973. – 753 с.
3. Плановский, А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. – М.: Химия, 1987.– 496 с.
4. Плановский, А.Н. Процессы и аппараты химической технологии. – Л.: Химия, 1968.– 848 с.
5. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1981. – 811 с.
6. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1987.– 576 с.
7. Руководство к практическому занятию в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии/ под ред. П.Г. Романкова. – Л.: Химия, 1990.– 113 с.
8. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию для химических технологических специальностей ВУЗов/ под редакцией Ю.И. Дытнерского. – М.: Химия, 1991.– 493 с.
9. Кувшинский, М.Н. Курсовое проектирование по предмету процессы и аппараты химической технологии. – М.: Высшая школа, 1980.–223 с.
10. Альперт, Л.З. Основы проектирования химических установок. - М.: Высшая школа, 1989. – 304 с.
11. Криворот, А.С. Конструкции и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности. – М.: Машиностроение, 1992.– 400 с.
12. Коган, В.Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии. – Л.: Химия, 1977. – 591 с.
13. Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи/ под ред. В.Н. Соколова. – Л.: Машиностроение, 1982. – 384 с.
14. Процессы и аппараты химической промышленности / под ред. П.Г. Романкова. – Л.: Химия, 1989.– 560 с.
15. Цибровский, Я. Основы процессов химической технологии. – Л.: Химия, 1967.– 720 с.
16. Иоффе, И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1991. – 352 с.
17. Белоглазов, И.Н. Интенсификация и повышение эффективности химико-технологических процессов. – Л.: Химия, 1988. – 294 с.
18. Чернобыльский, И.И. Машины и аппараты химических производств / под ред. И.И. Чернобыльского. – Изд. 3-е, пер. и доп. – М.: Машиностроение, 1975. – 454 с.
19. Денисов, Ю. Н. Основные процессы и аппараты химической технологии. – в 2 ч.: Ч. 1: Теоретические основы процессов химической технологии: учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения. – Бийск: изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2002. – 55 с.
20. Денисов, Ю.Н. Основные процессы и аппараты химической технологии. В 2 ч.: Ч. 2: Типовые процессы и аппараты химической технологии. Гидромеханические процессы: учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения. – Бийск: изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2002.– 55 с.
9.2 Гидромеханические процессы
21. Аэров, М.Э. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. – Л.: Химия, 1968.– 510 с.
22. Протодьяконов, И.О. Гидромеханика псевдоожиженного слоя – Л.: Химия, 1982. – 264 с.
23. Протодьяконов, И.О. Гидромеханические основы процессов химической технологии. – Л.: Химия, 1987. – 358 с.
24. Романков, П.Г. Гидромеханические процессы химической технологии. – Л.: Химия, 1974. – 288 с.
25. Балабеков, О.С. Очистка газов в химической промышленности: процессы и аппараты. – М.: Химия, 1991.
26. Стренк, Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. – Л.: Химия, 1975. – 384 с.
27. Штербачек, З. Перемешивание в химической промышленности. – Л.: Госхимиздат, 1963. – 416 с.
28. Буевич, Ю.А. Струйное псевдоожижение. – М.: Химия, 1984.
29. Броунштейн, Б.И. Гидродинамика, массо- и теплообмена в коллоидных аппаратах. – Л.: Химия, 1988. –335 с.
30. Броунштейн, Б.И. Гидродинамика, массо- и теплообмена в дисперсных системах. – Л.: Химия, 1977.– 279 с.
9.3 Тепловые процессы
31. Андреев, В.А. Теплообменные аппараты для вязких жидкостей. Основы расчета и проектирования. – Л.: Госэнергоиздат, 1961.– 173 с.
32. Маньковский, О.Н. Теплообменная аппаратура химических производств (инженерные методы расчета). – Л.: Химия, 1976. – 367 с.
33. Промышленные тепломассообменные процессы и установки/ под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 328 с.
34. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура/ под ред. В.М. Олевского. – М.: Химия, 1988. – 239 с.
35. Теория тепломассообмена / под ред. А.И. Леонтьева. – М.: Высшая школа, 1979. – 495 с.
36. Теплообменники-конденсаторы в процессах химической технологии: моделирование, расчет, управление. – М.: Химия, 1991. – 288 с.
37. Таубман, Е.И. Выпаривание. – М.: Химия, 1982. – 328 с.
38. Теория тепломассообмена / под ред. А.И. Леонтьева. – М.: Высшая школа, 1980.
39. Гидродинамические и тепломассообменные процессы в химической аппаратуре / под ред. В.В. Консетова, И.С. Павлушенко. – Л.: Машиностроение, 1964. – 108 с.
9.4 Массообменные процессы
40. Александров, И.А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных систем. – Л.: Химия, 1975. – 319 с.
41. Астарита, Дж. Массопередача с химической реакцией. – Л.: Химия, 1971. – 224 с.
42. Кафаров, В.В. Основы массопередачи. – М.: Высшая школа, 1979.– 439 с.
43. Кафаров, В.В. Основы массопередачи. Системы «газ-жидкость», «пар-жидкость», «жидкость-жидкость». – М.: Высшая школа, 1972. – 494 с.
44. Шервуд, Т. Массопередача. – М.: Химия, 1982. – 695 с.
45. Массообменные процессы химической технологии: сборник статей. – Л.: Химия, 1969. – 221 с.
46. Промышленные тепло-массообменные процессы и установки/ под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 328 с.
47. Протодьяконов, И.О. Гидродинамика и массообмен в дисперсионных системах «жидкость-твердое тело». – Л.: Химия, 1987. – 333 с.
48. Романков, П.Г. Массообменные процессы химической технологии. – Л.: Химия, 1990. – 383 с.
49. Рудобашта, С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. – М.: Химия, 1980. – 248 с.
9.4.1 Абсорбция. Адсорбция
50. Заминян, А.П. Абсорберы с псевдоожиженной насадкой. – М.: Химия, 1980. – 184 с.
51. Кальцев, Н.В. Основы адсорбционной техники. – Л.: Химия, 1984.
52. Лукин, В.Д. Регенерация адсорбентов. – Л.: Химия, 1983. – 215 с.
53. Путилов, А.Д. Адсорбционно-каталитические методы очистки газовых сред в химической технологии. – М.: Химия, 1989. – 48 с.
54. Рамм, В.М. Абсорбция газов. – М.: Химия, 1976. – 655 с.
55. Серпионова, Е.Н. Промышленная адсорбция газов и паров. – М.: Высшая школа, 1969. – 416 с.
56. Лукин, В.Д. Регенерация адсорбентов. – Л.: Химия, 1983.
9.4.2 Перегонка. Ректификация
57. Александров, И.А.. Ректификационные и абсорбционные аппараты (методы расчета и основы проектирования). – М.: Химия, 1978. – 277 с.
58. Багатуров, С.А.. Основы теории и расчета перегонки и ректификации. – М.: Химия, 1974. – 440 с.
59. Зельвенский, Я.Д.. Ректификация разбавленных растворов. – Л.: Химия, 1974. – 216 с.
60. Петлюк, Ф.Б.. Многокомпонентная ректификация. – М.: Химия, 1983. – 303 с.
9.4.3 Сушка
61. Куц, П.С. Теплофизические и технологические основы сушки высоковольтной изоляции. – Минск: Наука и техника, 1979. – 294 с.
62. Лыков, Н.В. Сушка в химической промышленности. – М.: Химия, 1970. – 430 с.
63. Муштаев, В.И. Сушка в условиях пневмотранспорта. – М.: Химия, 1984. – 232 с.
64. Муштаев, В.И. Сушка дисперсных материалов. – М.: Химия, 1988. – 352 с.
65. Романков, П.Г. Сушка во взвешенном состоянии. Теория, конструкции, расчет. – Л.: Химия, 1968. – 358 с.
66. Романков П.Г. Сушка в кипящем слое. – Л.: Химия, 1964. – 288 с.
67. Рашковская, Н.Б. Сушка в химической промышленности. – Л.: Химия, 1977. – 80 с.
68. Романков, П.Г. Сушка перегретым паром. – М.: Химия, 1967.
69. Сажин, Б.С. Основы техники сушки. – М.: Химия, 1984. – 319 с.
9.5 Математическое моделирование химико-технологических
процессов
70. Кафаров, В.В. Процессы и аппараты химической технологии: Т.7. – М.: Химия, 1983. – 1983 с.
71. Демиденко, Н.Д. Моделирование и оптимизация тепломассообменных процессов в химической технологии. – М.: Наука, 1991. – 240 с.
72 Закгейм, А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. – М.: Химия, 1973. – 223 с.
73. Кафаров, В.В. Математическое моделирование основных процессов и аппаратов химических производств. – М.: Высшая школа, 1994.
75. Кафаров, В.В. Принципы математического моделирования. – М.: Химия, 1994.
76. Луценко, В.А.. Математическое моделирование химико-технологических процессов на аналоговых вычислительных машинах (лабораторные практические работы). – М.: Химия, 1984. –272 с.
77. Фрэнкс, Р. Математическое моделирование в химической технологии. – М.: Мир, 1971. – 282 с.
78. Кафаров, В.В.. Оптимизация теплообменных процессов и систем. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 191 с.
79. Масштабный переход химической технологии: Разработка промышленных аппаратов методом гидродинамического моделирования / под ред. А.М. Розена. – М.: Химия, 1980. – 319 с.
80. Процессы и аппараты химической технологии/ под ред. В.В. Кафарова. – М.: ВИНИТИ, Т.6, 1979.– 186 с., Т.19, 1992. – 188 с.
81. Кафаров, В.В. Проектирование и расчет оптимальных систем технологических трубопроводов. – М.: Химия, 1991. – 368 с.
9.6 Справочники
82. Справочник по теплообменникам/ под ред. Б.С. Петухова.: Т.1 Д.Б. Спондинг. – М.: Химия, 1987, Т.2 К. Дж. Бели. – М.: Химия, 1987. – 352 с.
83. Теплопроводность твердых тел. Справочник / под ред. А.С. Охотина. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 321 с.
84. Романков, П.Г. Сборник расчетных диаграмм по курсу ПАХТ – Л.: Химия, 1977. – 54 с.
85. Романков, П.Г. Расчетные диаграммы и номограммы по курсу ПАХТ. – Л.: Химия, 1985. – 54 с.
86. Пери, Дж. Справочник инженера химика / пер. с 4-го англ.; под ред. Н.М. Жаворонкова. Т.1-2. – Л.: Химия, 1969. – 639 с.
87. Справочник химика. Т. 1–5. – М.: Химия, 1970.
9.7 Периодическая
литература
88. Журнал «Теоретические основы химической технологии», Наука / Интерпериодика.
89. Реферативный журнал «Химическое, нефтеперерабатывающее и полимерное машиностроение», ВИНИТИ.
90. Научно-технический и производственный журнал «Химическое и нефтехимическое машиностроение».
91. Журнал «Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология», г. Иваново. Издание Ивановского государственного химико-технологического университета.
92. Российская академия наук. «Журнал прикладной химии», Санкт-Петербург, Наука.
93. Вестник Российской академии наук, Наука/ Интерпериодика.
94. Доклады академии наук, Наука, МАИ Наука/ Интерпериодика.
9.8 Механические расчеты
95. Лащинский, А.П. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры (справочник). – Л.: Машиностроение, 1970. – 752 с.
96. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи: учеб. пособие для студентов вузов / М.Ф. Михалев; под общ ред. М.Ф. Михалева. – Л.: Машиностроение, 1984. – 301 с.
97. Лащинский, А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: справочник. – Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1981. – 382 с.
98 Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. – М.: Машиностроение, 1982. – 584 с.
99. Тимонин, А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: справочник. В 3-х т. – Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2002. – 852 с.
9.9 Оформление проекта
100. Чекмарев, А.А. Справочник по машиностроительному черчению/ А.А.Чекмарев, В.К. Осипов.- 3-е изд., стер.- М.: Высш. шк., 2002.- 493 с.
101. СТП 12400-04 Проект курсовой (курсовая работа). Общие требования к содержанию, организации выполнения и оформлению.
Приложение А
(рекомендуемое)
Форма и пример заполнения титульного листа
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова»
Бийский технологический институт (филиал)
Кафедра «Процессы и аппараты химической технологии»
Курсовой проект защищен с оценкой _________________
Руководитель проекта доцент М.И. Иванов
(работы) подпись должность, и.о. фамилия
РАсчет насадочной ректификационной колонны
непрерывного действия
тема проекта (работы)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ (РАБОТЕ)
по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»
_________КП 240706.04.000ПЗ
________
обозначение документа
Проект выполнил
Студент гр. АПХП-01 ___________С.О. Сидоров
подпись, и.о. фамилия
Нормоконтролер доцент,
В.Н. Петров
подпись, должность, и.о. фамилия
2006
| Приложение Б
(обязательное) Основные надписи для конструкторских документов ГОСТ 2.104
Б1 –Форма 1. Основная надпись для чертежей и схем
|
| Б2 – Форма 2. Основная надпись для заглавных листов
текстовых конструкторских документов
|
| Б3 – Форма 2а. Основная надпись для последующих листов чертежей и текстовых конструкторских документов
|
Графы основной надписи
Графа 1 – наименование изделия и наименование документа, если он имеет код.
Графа 2 – обозначение документа (код курсового проекта).
Графа 3 – обозначение материала, которое вносят в основную надпись только на чертеже детали.
Графа 4 – колонки литер. Литерами указывают стадии разработки документации (для курсового проекта литера У – учебный проект).
Графа 5 – масса изделия по ГОСТ 2.109.
Графа 6 – масштаб изображения по ГОСТ 2.302 и ГОСТ 2.109.
Графа 7 – порядковый номер листа документа; на документах, состоящих из одного листа, графу не заполнять.
Графа 8 – общее количество листов данного документа.
Графу заполняют только на первом листе графического документа и в основной надписи (стр. 2) пояснительной записки.
Графа 9 – наименование или различительный индекс предприятия, выпустившего документ (наименование университета, факультета, группы).
Графа 10 – характер работы, выполняемой лицом, подписывающим документ. (Разраб. – студент; Пров. – консультант на чертежах и руководитель – в записке; Т.контр. – руководитель проекта; Н.контр. – руководитель проекта, если кафедрой не назначен иной нормоконтролер; Утв. – зав. кафедрой). Свободную графу заполняют по усмотрению разработчика.
Графа 11 – фамилии лиц, подписывающих документ.
Графа 12 – подписи лиц, фамилии которых указаны в графе 11. Подписи выполняются тушью или пастой.
Графа 13 – дата подписания документа.
Графы 14–18 – таблицы изменений, вводимых в документы после их утверждения (в дипломном проекте не заполняются).
Графа 30 – дополнительная графа, данные заполняемые заказчиком (тема курсового проекта).
Приложение В
Содержание
(образец)
Содержание
Задание
2 Содержание
3 Перечень условных обозначений
4 Введение
4 1 Теоретические основы процесса
5 2 Выбор конструкции аппарата и описание схемы
установки, выбор материала
6 3 Технологический расчет
7 3.1 Определение массы поглощаемого вещества и расхода
поглотителя 7 3.2 Расчет движущей силы 8 3.3 Расчет скорости газа и диаметра абсорбера 10 3.4 Определение плотности орошения и активной
поверхности насадки 12 3.5 Расчет коэффициентов массоотдачи 15 3.6 Определение поверхности массопередачи и высоты
абсорбера 20 3.7 Гидравлический расчет 22 3.8 Тепловой расчет 24 4 Механический расчет
26 4.1 Расчет толщины обечайки абсорбера 26 4.2 Расчет толщины днища и крышки абсорбера 28 4.3 Расчет штуцеров 30 4.4 Расчет опоры аппарата 33 5 Расчет и выбор вспомогательного оборудования
35 5.1 Расчет вентилятора для подачи газовой смеси 37 5.2 Расчет насоса для подачи абсорбента 38 5.3 Расчет емкости для приема абсорбента 39 6 Методы интенсификации процесса
40 Заключение
43 Список использованных источников
45
РЕЗАНОВ Константин Радиевич
ТРЕТЬЯКОВ Алексей Михайлович
ПАЗНИКОВ Евгений Александрович
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ, ОРГАНИЗАЦИИ ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА (РАБОТЫ) ПО КУРСАМ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ
ХИМИЧЕСКИХ И ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Методические рекомендации к курсовому проекту по процессам и аппаратам химических и пищевых технологий для студентов специальностей 171200, 170600, 251100, 251200, 270500, 070100 дневной, вечерней и заочной форм обучения
Редактор Идт Л.И.
Технический редактор Малыгина Ю.Н.
Корректор Малыгина И.В.
Подписано в печать 25.05.06. Формат 60х84 1/16.
Усл. п. л. 2,90. Уч.-изд. л. 3,13.
Печать – ризография, множительно-копировальный
аппарат «RISO TR -1510»
Тираж 200 экз. Заказ 2006-46.
Издательство Алтайского государственного
технического университета,
656038, г. Барнаул, пр.-т Ленина, 46
Оригинал-макет подготовлен ИИО БТИ АлтГТУ.
Отпечатано в ИИО БТИ АлтГТУ.
659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 29