Лекции – осенний семестр.Гидродинамические процессы

Обозначения величин, входящих в формулы:

Список лекций и их содержание

1. Введение. Основные понятия и закономерности дисциплины процессы и аппараты химической технологии. Классификация процессов. Непрерывные и периодические, стационарные и нестационарные процессы. Жидкости и газы. Идеальная жидкость. Силы, действующие в жидкости. Напряжения в жидкостях и газах (тангенциальные и нормальные). Модель непрерывной среды. Понятие физического элементарного объема. Дифференциальная и интегральная форма уравнения неразрывности.
2. Баланс сил при движении вязкой несжимаемой жидкости. Уравнение Навье-Стокса и его физический смысл. Уравнение движения идеальной жидкости Эйлера. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера. Гидростатика. Практические приложения основного уравнения гидростатики.
3. Гидродинамика. Энергетический баланс стационарного движения идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости. Его практические приложения (истечение жидкостей, трубка Пито-Прандтля). Принципы измерения скоростей и расходов жидкости дроссельными приборами и пневмометрическими трубками. Определение расходов при истечении жидкостей через отверстия или насадки.
4. Основные понятия гидродинамики. Гидравлический радиус и эквивалентный диаметр. Гидродинамические режимы движения жидкостей: ламинарный и турбулентный. Опыты Рейнольдса. Число Рейнольдса и его критические значения. Понятие турбулентности. Представления о гидродинамическом пограничном слое при течении по трубам и каналам и при обтекании тел. Распределение скоростей по радиусу трубы постоянного сечения при ламинарном стационарном течении. Уравнение Пуазейля. Эпюры скоростей при ламинарном и турбулентном течении жидкости в трубе.
5. Гидродинамическое сопротивление при течении жидкостей и газов. Расчет потерь на трение (уравнение Дарси-Вейсбаха) и на местные сопротивления. Расчет напора для перемещения жидкостей через систему трубопроводов и аппаратов. Расчет диаметра трубопроводов и аппаратов; выбор скоростей потоков и оптимального диаметра трубопроводов.
6. Элементы теории подобия в гидродинамике. Подобное преобразование уравнения Навье-Стокса. Безразмерные переменные - критерии гидродинамического подобия (Эйлера, Рейнольдса, Фруда, гомохронности), их физический смысл. Критериальное уравнение движения вязкой жидкости.
7. Насосы. Основные параметры работы насосов: производительность, напор, мощность, кпд. Расчет напора насоса. Определение допустимой высоты всасывания. Явление кавитации и его предотвращение. Характеристики центробежных и плунжерных насосов. Работа центробежных насосов на гидравлическую сеть.
8. Классификация насосов. Объемные и динамические насосы. Расчет производительности поршневых насосв простого и двойного действия. Схемы, изображения, достоинства и недостатки следующих насосов: поршневого, плунжерного, диафрагмового (мембранного), шестеренчатого, центробежного, осевого, а также монтежю.
9. Общие вопросы теплопередачи. Уравнение теплового баланса без изменения и при изменении агрегатного состояния. Закон Фурье.
10. Потенциал переноса. Уравнение Фурье-Кирхгофа. Элементы теории подобия в теплообмене.
11. Теплопроводность через плоские и цилиндрические стенки. Коэффициенты теплопроводности газов, жидкостей, твердых тел. Перенос тепла излучением. Лучеиспускание газов. Расчет толщины тепловой изоляции.
12. Теплопередача в поверхностных теплообменниках. Аддитивность термических сопротивлений.
13. Расчет коэффициентов теплоотдачи в процессах теплообмена без изменения и с изменением агрегатного состояния.
14. Расчет средней движущей силы процесса теплопередачи. Влияние взаимного направления движения теплоносителей на движущую силу теплопередачи.

Лекции – весенний семестр.Расчет массообменных аппаратов

Материалы для самостоятельной подготовки к занятиям.
Скачать:    
Лекция 1
Дмитриев Е.А., Тарасова Т.А.
   
Лекция 2
Дмитриев Е.А., Тарасова Т.А.
   
Лекция 3
Дмитриев Е.А., Тарасова Т.А.

В лекциях 1-3 рассмотрены способы расчета массообменных аппаратов
на основе понятия теоретической ступени разделения и уравнения
массопередачи.