ФОС по дисциплине "Процессы и аппараты"
учебно-методический материал на тему

   Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики

среднего профессионального образования

«Вурнарский сельскохозяйственный техникум»

Министерства образования и молодежной политики Чувашской Республики

ФОНД

ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

                                ____ОП.15_ПРОЦЕССЫ  И АППАРАТЫ______

                                                                                       (наименование дисциплины)

            19.02.08 Технология мяса и мясных продуктов

__________________________________________

(код и наименование профессии)

__________технический профиль_____________

(наименование профиля подготовки)

2016

Паспорт

фонда оценочных средств

Специальность 19.02.08 Технология мяса и мясных продуктов  

Дисциплина: Процессы и аппараты

Промежуточный контроль знаний по теме « Основные положения».

Вариант 1

При выполнении заданий дайте правильный ответ:

1. Опишите и дайте определение закону сохранения массы.
2. Раскройте понятия: машина, технологический аппарат
3. Дайте определение гидромеханическим процессам.

Вариант 2

При выполнении заданий дайте правильный ответ:

1. Опишите и дайте определение закону сохранения энергии.
2. Раскройте понятия : производственный процесс, технология.
3. Дайте определение механическим и теплообменным процессам.

Ответы :

Вариант 1:

1.Закон сохранения энергии в механических процессах

Потенциальная энергия характеризует взаимодействующие тела, а кинетическая энергия – движущиеся тела. И потенциальная, и кинетическая энергия изменяются только в результате такого взаимодействия тел, при котором действующие на тела силы совершают работу, отличную от нуля. Рассмотрим вопрос об изменениях энергии при взаимодействиях тел, образующих замкнутую систему.

Замкнутая система – это система, на которую не действуют внешние силы или действие этих сил скомпенсировано. Если несколько тел взаимодействуют между собой только силами тяготения и силами упругости и никакие внешние силы на них не действуют, то при любых взаимодействиях тел работа сил упругости или сил тяготения равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

. (17)

По теореме о кинетической энергии, работа тех же сил равна изменению кинетической энергии:

Из сравнения равенств (17) и (18) видно, что изменение кинетической энергии тел в замкнутой системе равно по абсолютному значению изменению потенциальной энергии системы тел и противоположно ему по знаку:

или

2.Технологический процесс — это совокупность физико-химических или физико-механических превращений веществ, изменение значений параметров тел и материальных сред, целенаправленно проводимых на технологическом оборудовании или в аппарате (системе взаимосвязанных аппаратов, машине и т. д.).

3. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.

химической технологии, подразделяют на процессы, протекающие с образованием неоднородных систем ( диспергирование, перемешивание, псевдоожижение, пенообразование), с разделением этих систем ( классификация гидравлическая, осаждение, фильтрование, центрифугирование и др.), с перемещением потоков в трубопроводах или аппаратах (см. Компрессорные машины, Насосы). 

Вариант 2: 

1 Закон сохранения массы гласит: Масса веществ, вступающих в реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Впервые закон сохранения массы сформулировал русский ученый Ломоносов, в 1748 году, а экспериментально подтвердил его на примере обжигания металлов в запаянных сосудах в 1756 году.

Позднее в 1789 году закон сохранения массы был установлен независимо от Ломоносова, французским химиком Лавуазье, который показал, что при химических реакциях сохраняется не только общая масса веществ, но и масса каждого из элементов, входящих в состав взаимодействующих веществ.

При химических реакциях всегда выделяется или поглощается энергия. Поэтому при учете массы веществ необходимо принимать во внимание прирост или уыбль, отвечающие поглощению или выделению энергии при данной реакции. Энергиям которые выделяются или поглощаются при химических реакциях соответствуют очень малые массы, лежащие вне пределов возможности измерений. Поэтому при химических реакциях принято не принимать во внимание ту массу, которая приносится или уносится с энергией.

2 Производственный процесс — это совокупность действий работников и орудий труда, в результате которых сырьё, материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия, поступающие на предприятие, превращаются в готовую продукцию или услугу в заданном количестве, качестве и ассортименте в определённые сроки. Производственный процесс состоит из основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.

• Основные процессы — это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции.
• Вспомогательные процессы — это процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов (изготовление и ремонт инструментов и оснастки; ремонт оборудования; обеспечение всеми видами энергий (электроэнергией, теплом, паром, водой, сжатым воздухом и т. д.)).
• Обслуживающие процессы — это процессы, связанные с обслуживанием как основных, так и вспомогательных процессов и не создающие продукцию (хранение, транспортировка, технический контроль и т. д.).

3  К механической относят процессы, основу которых составляет механическое воздействие на продукт: сортирование, измельчение, перемешивание, взбивание, прессование, дозирование и формование.К гидромеханической относят процессы, основой которых является гидромеханическое воздействие на обрабатываемый продукт: промывание, замачивание, осаждение, фильтрование.К термической относят процессы, движущей силой которых является разность температур взаимодействующих сред: нагревание, охлаждение (в естественных условиях и с применением искусственного холода), выпаривание, конденсация.

Промежуточный контроль знаний по теме Механические процессы.

Вариант 1

При выполнении заданий А1-А10 выберите и подчеркните правильный ответ:

А1 Устройство, в котором протекает технологический процесс- …

А. Аппарат

Б. Агрегат

В.Машина

А2 Процесс увеличения поверхности тела путем раздавливания –это…

А.Классификация

Б.Сортирование

В.Измельчение

А3. Дробилка с эксцентриком называется..

А.Молотковая

Б.Гирационная

В.Щековая

А4. Рассев сыпучих материалов на ситах и решетах относят к сортированию..

А.Гидравлическому

Б.механическому

В.Воздушному

А5.Формование относится к …

А.Прессованию

Б.Сортированию

В.Конденсации

А6. Пресс, действующий на основании давления воздуха -…

А.Гидравлический

Б.Формовочный

В.Пневматический

А7. Степень заполнения шарами мельницы составляет…

А.40%

Б.50%

В.70%

А8. Таблетирование- это разновидность…

А.Прессования

Б.Обезвоживания

В.Брикетирования

А9.   Что не  относится к измельчению…

А)Сортирование

Б)Истирание

В) Удар

А10.   Измельчение относится к

А) Диффузионным процессам

Б)Механическим процессам

В) Техническим процессам

Вариант 2 При выполнении заданий Б1-Б10 выберите и подчеркните правильный ответ:

Б1. Пресс, действующий на основании давления воздуха -…

А.Гидравлический

Б.Формовочный

В.Пневматический

Б2. Степень заполнения шарами мельницы составляет…

А.40%

Б.50%

В.70%

Б3. Таблетирование- это разновидность…

А.Прессования

Б.Обезвоживания

В.Брикетирования

Б4.   Что не  относится к измельчению…

А)Сортирование

Б)Истирание

В) Удар

Б5.   Измельчение относится к

А) Диффузионным процессам

Б)Механическим процессам

В) Техническим процессам

Б6. Устройство, в котором протекает технологический процесс- …

А. Аппарат

Б. Агрегат

В.Машина

Б7. Процесс увеличения поверхности тела путем раздавливания –это…

А.Классификация

Б.Сортирование

В.Измельчение

Б8. Дробилка с эксцентриком называется..

А.Молотковая

Б.Гирационная

В.Щековая

Б9. Рассев сыпучих материалов на ситах и решетах относят к сортированию..

А.Гидравлическому

Б.механическому

В.Воздушному

Б10.Формование относится к …

А.Прессованию

Б.Сортированию

В.Конденсации

Эталоны  ответов:

Вариант 1:А1-а   А2-в   А3-б   А4-б   А5-а   А6-в   А7-а   А8-а   А9-а   А10-б

Вариант 2:Б1-в  Б2-а   Б3-а   Б4-а   Б5-б   Б6-а   Б7-в   Б8-б  Б9-б   Б10-а

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 3 « Гидромеханические процессы» , темы 3.1.-3.3.

Вариант 1:

1Опишите основное уравнение гидромеханики.

2 Решите задачу. Определить режим течения жидкости в межтрубном пространстве аппарата « Труба в трубе » , если диаметр внутренней трубы 35*2,5 мм , наружной 61*2,5 мм ,массовый расход воды 5000 кг ,плотность 1000 кг/м ,вязкость воды 1*10(-3) Па*с.

Ответы:

1 Бернулли уравнение, основное уравнение гидродинамики, связывающее (для установившегося течения) скорость текущей жидкости v, давление в ней р и высоту h расположения малого объёма жидкости над плоскостью отсчёта. Б. у. было выведено Д. Бернулли в 1738 для струйки идеальной несжимаемой жидкости постоянной плотности r, находящейся под действием только сил тяжести. В этом случае Б. у. имеет вид:

v2/2 + plr + gh = const,

где g — ускорение силы тяжести. Если это уравнение умножить на r, то 1-й член будет представлять собой кинетическую энергию единицы объёма жидкости, а др. 2 члена — его потенциальную энергию, часть которой обусловлена силой тяжести (последний член уравнения), а др. часть — давлением p. Б. у. в такой форме выражает закон сохранения энергии. Если вдоль струйки жидкости энергия одного вида, например кинетическая, увеличивается, то потенциальная энергия на столько же уменьшается. Поэтому, например, при сужении потока, текущего по трубопроводу, когда скорость потока увеличивается (т.к. через меньшее сечение за то же время проходит такое же количество жидкости, как и через большее сечение), давление соответственно в нём уменьшается (на этом основан принцип работы расходомера Вентури).

Из Б. у. вытекает ряд важных следствий. Например, при истечении жидкости из открытого сосуда под действием силы тяжести (рис. 1) из Б. у. следует:

v2/2g = h или

т. е. скорость жидкости в выходном отверстии такова же, как при свободном падении частиц жидкости с высоты h.

Вариант 2:

1 Назовите тип аппарата и принцип его действия.

2 Понятие перемешивания и псевдоожижения.

Ответы:

1 Экспериментальная установка Рейнольдса состояла (рис.) из прозрачного резервуара 1, заполняемого рабочей жидкостью (уровень ее в ходе опыта поддерживался постоянным с помощью подпитки 7 и сливного устройства 4), прозрачной горизонтальной трубы 2 с плавным входом, регулировочного вентиля 3 и сосуда с жидкой темной краской 6. Из сосуда 6 краска по капиллярной трубке могла подводиться в какую-либо точку входного сечения трубы 2 (поток краски регулировали краном 5). В ходе опытов варьировали диаметр труб 2, скорости жидкости (их рассчитывали по расходу) и ее свойства (плотность, вязкость). Индикатором характера течения служила краска Опыты с гладкими трубами показали, что в трубах малого диаметра при небольших скоростях жидкости подаваемая во входное сечение струйка краски проходила по всей длине трубы не размываясь. Такое параллельно-струйчатое (слоистое) течение было названо ламинарным (по латыни lamina — полоска, пластинка). В трубах большого диаметра и при высоких скоростях частицы жидкости (а с нею и краски) перемещались хаотически по различным траекториям — с визуально наблюдаемыми завихрениями; в результате поток интенсивно перемешивался и на некотором расстоянии от входа в трубу равномерно окрашивался. Такое бурное течение с нестационарным возникновением и разрушением жидкостных образований было названо турбулентным (turbulentus означает бурный, беспорядочный). Рейнольдc установил, что склонность жидкости к ламинарному течению возрастает при увеличении ее вязкости и понижении плотности р, к турбулентному течению — с ростом р и снижением µ. Позднее было найдено, что характер течения определяется значением безразмерного комплекса.

2 ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ, превращение слоя зернистого материала под влиянием восходящего газового или жидкостного потока либо иных физ.-мех. воздействий в систему, твердые частицы которой находятся во взвешенном состоянии, и напоминающую по свойствам жидкость,-псевдоожижен-ный слой. Из-за внеш. сходства с кипящей жидкостью псевдоожиженный слой часто наз.кипящим слоем. В англоязычной литературе принят термин :fluid bed: (ожиженный слой), а операция П. носит назв. :fluidiration:.Простейшую псевдоожиженную систему создают в заполненном слоем зернистого материала вертикальном аппарате, через днище к-рого равномерно по сечению вводят инертный ожижающий агент (газ или жидкость). При его небольшой скорости W зернистый слой неподвижен; с ее увеличением высота слоя начинает возрастать (слой расширяется). Когда W достигает критич. значения, при к-ром сила гидравлич. сопротивления слоя восходящему потоку ожижающего агента становится равной весу твердых частиц,слой приобретает текучесть и переходит в псевдоожиженное состояние Разновидность псевдоожиженного слоя-фонтанирующий слой. В данном случае газ (жидкость) вводят в ниж. часть зернистого слоя в виде струи. Твердые частицы подхватываются ею и выносятся в верх. часть слоя. На периферии струи (обычно у стенок аппарата) сверху вниз движется плотный слой частиц, т.е. они непрерывно циркулируют. В фонтанирующем слое во взвешенном состоянии находится лишь часть твердых частиц. Поэтому иногда используемый термин"взвешенный слой" менее универсален, чем термин "псевдоожиженный слой".

В ряде случаев обеспечивают пульсац. подачу ожижаю-щего агента или вводят его попеременно в разл. участки ниж. сечения слоя. Напр., вращают газораспределит. решетку, перфорированную лишь в нек-рых секторах. Данный прием позволяет привести зернистый слой в псевдоожижен-ное состояние при меньших расходах сжижающего агента по сравнению с обычным кипящим слоем. Широкое распространение получил также трехфазный слой: твердые частицы взвешиваются жидкостью, к-рая в свою очередь перемешивается пузырьками барботирующего газа

2 ПЕРЕМЕШИВАНИЕ, способ получения однородных смесей и(или) интенсификации тепло- и массообмена в хим.аппаратуре. В соответствии с агрегатным состоянием B-B или материалов различают П. жидких сред, к-рому посвящена данная статья, и П. твердых сыпучих материалов(см. Смешение). П. производится преим. в емкостных аппаратах с перемешивающими устройствами (обычно мешалками). Процесс заключается в распределении растворенных в-в, взвешенных частиц и теплоты, а также в диспергировании капель и пузырьков в жидкости путем приведения ее в вынужденное движение. При этом возникает циркуляц.течение жидкости по окружности и(или) в меридиональном направлении, сопровождающееся появлением напряжений сдвига. Характер и интенсивность П. зависят от конструкций аппаратов и мешалок.

Вариант 3:

1. Указать тип аппарата и принцип работы.

2 Решите задачу. Требуется перекачать за 1 час 30тонн воды из бока с атмосферным давлением , в котором поддерживается избыточное давление 0,02 МПа , диаметр трубопровода 79*4 мм ,плотность воды 1000 кг/м . Определить объемный расход воды , режим течения жидкости в трубопроводе

Ответы:

1 Смеситель конусный (вертикально - шнековый) применяется в пищевой, фармацевтической, химической, косметической и многих других отраслях промышленности.

Назначение.

Конусный смеситель используется для перемешивания твердых сыпучих или порошкообразных компонентов, имеющих большую разницу в удельном весе и пропорциях смешивания. При этом смешивание компонентов происходит мягко без разрушающего воздействия. Применение вертикального конусного смесителя позволяет значительно сократить время перемешивания компонентов.

Принцип действия.

Принцип действия вертикально-шнекового смесителя основан на использования шнековой мешалки специальной формы. Шнековая мешалка состоит из разнонаправленных малого внутреннего шнека и большого наружного шнека, имеющего вид конуса.

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 4 « Тепловые процессы» .

Вариант 1

1Понятие теплообмена и теплопередачи.

2 Назовите тип аппарата и его принцип действия.

Ответы:

1 Теплообмен, самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве, обусловленный неоднородным полем температуры. В общем случае перенос теплоты может также вызываться неоднородностью полей других физически величин, например разностью концентраций (диффузионный термоэффект). Различают 3 вида Т.: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен (на практике Т. обычно осуществляется всеми 3 видами сразу). Т. определяет или сопровождает многие процессы в природе (например, ход эволюции звёзд и планет, метеорологические процессы на поверхности Земли и т. д.). в технике и в быту. Во многих случаях, например при исследовании процессов сушки, испарительного охлаждения, диффузии, Т. рассматривается совместно с массообменом. Т. между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними называется теплопередачей.

2 Теплообменник "труба в трубе" включают несколько расположенных друг над другом элементов, причем каждый элемент состоит из двух труб: наружной трубы большего диаметра и концентрически расположенной, внутри нее трубы меньшего диаметра. Внутренне трубы элементов соединены друг с другом последовательно; так же связаны между собой наружные трубы. Для возможности очистки внутренне трубы соединяются при помощи съемных калачей.

Вариант 2:

1Описать различные типы теплообменников.

2 Решите задачу. Определить количество труб в теплообменнике и количество переданной теплоты в теплообменнике, если расход спирта составляет 9 т/ч, скорость движения 0,5м/с, диаметр труб 25*2,5мм, плотность спирта 980 кг/м, начальная и конечная температура нагрева спирта 20град С и 45град С.

Ответы:

1 КОЖУХОТРУБНЫЕ теплообменники широко применяются в промышленном холоде, кондиционировании, а также в химической, нефтехимической, пищевой отраслях, для работы тепловых насосов в системах очистки сточных вод. В теплообменниках применяются медные трубки, которые имеют оребрение внешней и внутренней поверхностей, благодаря чему повышается уровень и эффективность теплопередачи. Кроме того, кожухотрубные теплообменники компактные, легкие, просты в обслуживании. Кожухотрубные теплообменники это емкости, находящиеся под давлением. Поэтому в их отношении применяются специальные требования по надежности и безопасности. Вся техническая документация составляется в соответствии со специальными нормами.

ДВУХТРУБНЫЕ теплообменники состоят из ряда последовательно соединенных звеньев. Каждое звено представляет собой две соосные трубы. Для удобства чистки и замены внутренние трубы обычно соединяют между собой «калачами» или коленами. Двухтрубные теплообменники, имеющие значительную поверхность нагрева, состоят из ряда секций, параллельно соединенных коллекторами. Подбором диаметров внутренней и наружной труб можно обеспечить обеим рабочим средам, участвующим в теплообмене, необходимую скорость для достижения высокой интенсивности теплообмена. Преимущества двухтрубного теплообменника: высокий коэффициент теплоотдачи, пригодность для нагрева или охлаждения сред при высоком давлении, простота изготовления, монтажа и обслуживания.

ЗМЕЕВИКОВЫЕ теплообменники. Они отличаются простотой. Теплообменный аппарат змеевик, который представляет собой трубу согнутую каким-либо образом. Змеевик, по которому движется жидкость, пар или газ погружен в жидкость которую нужно нагреть или охладить. Скорость жидкости в корпусе незначительная. Тепло передается практическим путем свободной конвекции. Аппараты имеют большое гидравлическое сопротивление. Они работают при низких тепловых нагрузках, применяются широко т.к. дешевые и доступные для ремонта и очистки. Трудность заключается в очистке змеевиков.

СПИРАЛЬНЫЕ. Поверхность теплообмена аппарата образуется двумя согнутыми в виде спиралей металлическими листами. Между листами образованы каналы прямоугольного сечения, по которым движутся теплоносители. Достоинства этих аппаратов: возможность работы при больших скоростях теплоносителей и не большое гидравлическое сопротивление. Недостаток: сложность изготовления и невозможность работать при высоких давлениях.

ОРОСИТЕЛЬНЫЕ теплообменники состоят из ряда расположенных одна над другой труб, соединенных коленами. Снаружи трубы орошаются водой. По трубам протекает охлаждаемый теплоноситель. Орошаемая вода подается на верхнюю трубу, с которой стекает на нижние трубы. Достоинства аппарата: малый расход воды, простота конструкции, легкость очистки наружной поверхности труб, что является их отличительной чертой. Недостатки: аппараты громоздки, неравномерность смачивания наружной поверхности труб, коррозия труб кислородом воздуха. Теплообменники устанавливаются на открытом воздухе, ограждаются деревянными перегородками.

ПЛАСТИНЧАТЫЕ теплообменники. Поверхность теплообмена образуется гофрированными параллельными пластинами, с помощью которых создается система узких каналов шириной 3-6 мм с волнистыми стенками. Жидкости между которыми происходит теплообмен движутся в каналах между смежными пластинами, омывая противоположные боковые стороны каждой пластины. Вследствие высокой скорости с которой движутся жидкости достигаются высокие коэффициенты теплопередачи. Такие теплообменники очень легко разбираются и очищаются от загрязнений. Недостатки: невозможность работать при высоком давлении, трудность выбора эластичных химически стойких материалов для прокладок.

Вариант 3:

1 Сущность процесса конденсации.

2 Описать схему работы простейшей холодильной машины.

Ответы: 1. Конденсация – это переход вещества из газообразного в жидкое состояние.
Молекулы жидкости, покинувшие ее в процессе испарения, находятся в воздухе в состоянии непрерывного теплового движения. Так как движение молекул хаотичное, то какая-то часть молекул вновь попадает в жидкость.Число таких молекул тем больше, чем больше давление пара над жидкостью. Пар конденсируется.

Процесс превращения пара в жидкость идет с выделением некоторого количества тепла.

2 Схема холодильной машины.

 Вариант 4:

1 Основные холодильные агенты и их применение.

2 Решите задачу. Определить общее тепловое сопротивление, плотность теплового потока и коэффициент теплопередачи печи, имеющей трехслойную стенку: 1 слой кирпич       =100 мм, 2 слой – изоляционный кирпич      =60 мм, 3 слой – стальной кожух       8 мм. теплопроводность слоев       =0,81 Вт/мК,         =0.23Вт/мК,        =45Вт/мК. Температура печи       =78град С, окружающего воздуха       =20град С. Коэффициенты теплоотдачи: внутренней стороны         =70Вт/мК, наружной        =12Вт/мК.

Ответы:

1 Холодильный агент (рабочее тело) - вещество, без которого невозможен какой-либо термодинамический цикл или процесс. Основными холодильными агентами являются аммиак, вода, хладоны и воздух.

При нормативном атмосферном давлении 0,1 МПа холодильный агент должен иметь достаточно низкую температуру кипения, чтобы при работе холодильной машины не было разрежения в испарителе. Например, для аммиака NH3 температура кипения при давлении 0,1 МПа составляет 33,4 °С.

Вода применяется чаще всего в установках кондиционирования воздуха, где обычно температура теплоносителя больше нуля. В качестве холодильного агента воду используют в установках абсорбционного и эжекторного типов.

Аммиак имеет малый удельный объем при температуре кипения -70 °С, большую теплоту парообразования, слабую растворимость в масле и другие преимущества. Его применяют в поршневых компрессионных и абсорбционных установках. К недостаткам аммиака следует отнести ядовитость, горючесть, взрывоопасность при концентрациях в воздухе 16-26,8%.

Хладоны (фреоны) химически инертны, мало- или невзрывоопасны. Хладоны - галоидопроизводные предельных углеводородов, получаемые путем замены атомов водорода в насыщенном углеводороде СnН2n+2 атомами фтора, хлора, брома (СnHx, Clz, Fy, Вru). Число молекул отдельных составляющих, входящих в химические соединения хладонов, связаны зависимостью х + у + z + u = 2n + 2. Любой холодильный агент обозначается символами RN, где R - символ, указывающий на вид холодильного агента, N - номер хладона или присвоенный номер для других холодильных агентов. В качестве рабочих тел могут использоваться азеотропные смеси, составляемые из двух холодильных агентов.

В обозначениях смесей холодильных агентов указывают названия составляющих и их массовые доли. Хладон R502 можно обозначить R22/R115 (48,8/51,2). Цифрами, начиная с 500, условно обозначают азеотропные смеси, процентный состав которых в процессе кипения и конденсации практически не изменяется.

Вариант 5:

1 Сущность процесса выпаривания.

2 Определить тип аппарата и принцип действия.

Ответы:

1 Выпаривание — это метод химико-технологической обработки для выделения растворителя из раствора, концентрирования раствора, кристаллизации растворенных веществ. Иногда выпаривание проводят до получения насыщенных растворов, с целью дальнейшей кристаллизации из них твердого вещества. Выпаривание широко применяется в химической промышленности. Производство многих продуктов производится в жидкой фазе, в виде суспензий и эмульсий, а для получения целевого продукта жидкую фазу следует удалить. Наиболее простым и производительным способом является тепло- и массообмен. Выпаривание принципиально отличается от испарения тем, что при выпаривании обычно осуществляется частичное удаление растворителя из всего объема раствора при его температуре кипения, а испарение происходит с поверхности раствора при любых температурах ниже температуры кипения. Выпаривание чаще всего производится при повышенной температуре, иногда при кипении, и/или под вакуумом. На испарение растворителя расходуется тепловая энергия, которую следует подводить извне. Выпаривание - процесс, требующий затрат очень большого количества энергии.

• Выпарные аппараты с паровым обогревом
• Вакуум-выпарные аппараты с тепловым насосом тепловой насос

• вертикальные и горизонтальные цилиндрические выпарные аппараты с обогревом змеевиками или нагревательными рубашками
• аппараты с внутренними и выносными нагревательными камерами
• плёночные аппараты
• аппараты с принудительной циркуляцией

Обогрев производится через стенку аппарата, с помощью змеевиков, в агрессивных средах — барботажем пузырьков газа сквозь раствор, распылением раствора в струе газа.

2 Аппарат- прямоточный конденсатор смешения. В смешивающем конденсаторе тепло- и массообменный процесс происходит путем прямого смешения сред. Охлаждающая вода разбрызгивается в пространстве смешивающего конденсатора. Пар конденсируется на поверхности капель воды и стекает вместе с ней в поддоны, откуда откачивается конденсатными насосами. Взаимное расположение потоков пара и воды может быть параллельным, противоточным или поперечноточным. При противотоке теплообмен более эффективен. Наиболее распространены пароводяные струйные аппараты, использующие струйные инжекторы. Поскольку в конденсат попадает охлаждающая вода с растворённым в ней воздухом и другими примесями, такая смесь не может быть использована для современных паровых котлов, которые предъявляют высокие требования к подготовке питательной воды. Поэтому смешивающие конденсаторы применяются либо в малых паровых машинах, либо в системах охлаждения с т. н. «сухими градирнями», где роль охладителей выполняют закрытые радиаторы. Поэтому охлаждающая вода, проходя через радиаторы, мало загрязняется и может быть присоединена к потоку конденсата

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 5:                          « Массообменные  процессы».

Вариант 1:

1 Понятие массопередачи.

2 Назовите тип аппарата и его принцип работы.

.

Ответы:

1 Процессы массообмена - процессы, в которых основную роль играет перенос вещества из одной фазы в другую. Движущая сила этих процессов - разность химических потенциалов. Как и в любых других процессах, движущая сила массообмена характеризует степень отклонения системы от состояния динамического равновесия. В пределах данной фазы вещество переносится от точки с большей к точке с меньшей концентрацией. Поэтому обычно в инженерных расчетах приближенно движущую силу выражают через разность концентраций, что значительно упрощает расчеты массообменных процессов.

Массообменные процессы широко используются в промышленности:

-для разделения жидких и газовых гомогенных смесей,

- для их концентрирования,

-для защиты окружающей природной среды (прежде всего для очистки сточных вод и отходящих газов).

Классификация и общая характеристика

Наибольшее распространение получили следующие массообменные процессы:

1. Абсорбция

2. Перегонка и ректификация

3. Экстракция (жидкостная)

4. Адсорбция

5. Ионный обмен

6. Сушка

7. Растворение и экстрагирование из твердых тел

8. Кристаллизация

9. Мембранные процессы

Во всех перечисленных выше процессах общим является переход вещества (или веществ) из одной фазы в другую.

Процесс перехода вещества (или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия называют массопередачей.

Перенос вещества внутри фазы - из фазы к границе раздела фаз или наоборот - от границы раздела в фазу - называют массоотдачей (по аналогии с процессом переноса теплоты внутри фазы - теплоотдачей).

Процессы массопередачи обычно обратимы. Причем направление перехода вещества определяется концентрациями вещества в фазах и условиями равновесия.

Вариант 2:

1 Понятие кристаллизации.

2 Назвать тип аппарата и принцип работы.

Ответы:

1 Кристаллиза́ция — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов. Фазой называется однородная часть термодинамической системы отделённая от других частей системы(других фаз) поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав, структура и свойства вещества изменяются скачками.

Кристаллизация — это процесс выделения твёрдой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов, в химической промышленности процесс кристаллизации используется для получения веществ в чистом виде.

Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершённых атомных слоев (ступени) при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм роста и структуры кристаллов (многогранные, пластинчатые, игольчатые, скелетные, дендритные и другие формы, карандашные структуры и т. д.). В процессе кристаллизации неизбежно возникают различные дефекты.

На число центров кристаллизации и скорость роста значительно влияет степень переохлаждения.

Степень переохлаждения — уровень охлаждения жидкого металла ниже температуры перехода его в кристаллическую (твердую) модификацию. С.п. необходима для компенсации энергии скрытой теплоты кристаллизации. Первичной кристаллизацией называется образование кристаллов в металлах (сплавах и жидкостях) при переходе из жидкого состояния в твердое.

2Аппарат- распыливающий абсорбер.Полый распыливающий абсорбер представляет собой колонну, в верхней части корпуса 1 которой имеются форсунки 2 для распыливания жидкости (главным образом механические). В распыливающих абсорберах объемные коэффициенты массопередачи быстро снижаются по мере удаления от форсунок вследствие коалесцениции капель и уменьшения поверхности фазового контакта. Поэтому оросители (форсунки) в этих аппаратах обычно устанавливают на нескольких уровнях.

К достоинствам полых распыливающих абсорберов относятся: простота устройства, низкое гидравлическое сопротивление, возможность работы с загрязненными газами, легкость осмотра, очистки и ремонта. Недостатки этих аппаратов: невысокая эффективность, значительный расход энергии на распыление жидкости, трудность работы с загрязненными жидкостями, необходимость подачи больших количеств абсорбента для увеличения количества капель и соответственно -- поверхности контакта фаз, низкие допустимые скорости газа, значения которых ограничены уносом капель жидкости.

Распыливающие абсорберы применяются главным образом для поглощения хорошо растворимых газов, т.к. вследствие высокой относительной скорости фаз и турбулизации газового потока коэффициенты массоотдачи в газовой фазе (г) в этих аппаратах достаточно высоки.

Вариант 3:

1 Абсорбция и адсорбция: сущность процессов.

2 Определить тип аппарата и его устройство.

Ответы:

1 Для разделения однородных и неоднородных систем используют сорбционные процессы, основанные на явлении сорбции. Сорбция – любой процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим (сорбентом). В зависимости от механизма поглощения различают абсорбцию, десорбцию, адсорбцию.

Абсорбция – процесс поглощения одного вещества другим во всем объеме сорбента. Примером может служить растворение газов в жидкостях. Поглощаемое вещество в этом процессе называют абсорбатом, а поглощающее абсорбентом.

Обратный процесс – выделение сорбата из сорбента называется десорбцией. Если между веществами происходит химическое взаимодействие, то процесс называется хемосорбцией.
Процессы абсорбции широко распространены в пищевой и химической промышленности. Так, при получении важных химических продуктов (соляной, серной кислоты и др.) процесс абсорбции является основной технологической стадией производства.

В пищевой промышленности углекислым газом насыщают безалкогольные напитки, пиво и некоторые сорта вин. В спиртовом и винодельческом производствах из газов, выделяемых при брожении, улавливают спиртовые пары путем поглощения их водой

Адсорбция  - это свойство поверхности вещества, поглощение поверхностным слоем твёрдого или жидкого тела. При этом чем больше поверхность, тем больше и поглотительная способность вещества, - вот почему особенно хорошей поглотительной способностью отличаются пористые тела (например древесный уголь) и порошки (глина).

2 На рисунке приведена схема коридорной (туннельной) сушильной установки с вагонетками, предназначенными для перемещения материала.

Коридорная сушилка представляет собой камеру с одним или несколькими параллельно расположенными закрытыми каналами 1, вдоль которых в вагонетках 2 медленно перемещается высушиваемый материал. Влажная продукция укладывается на специальные стеллажи, установленные на вагонетках. А чтобы материал лучше омывался горячим теплоносителем, полки делают ситчатыми.

Через определенные промежутки времени вагонетки с высушенным продуктом выводятся с одного конца канала, а с противоположной стороны туннеля поступает эквивалентное количество вагонеток со свежим влажным материалом. При помощи вентиляторов 3 вдоль канала непрерывно просасывается сушильный агент. Для его подогрева применяются калориферы 4.

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 6:                          «Процессы пищевой биотехнологии».

Вариант 1:

1 Понятие ферментации.

2 Описать устройство аппарата для осуществления процесса ферментации.

Ответы:

1 ФЕРМЕНТАЦИЯ, метаболический процесс, протекающий с выделением энергии, в результате которого молекулы сахара и крахмала без поступления воздуха разлагаются на углекислый газ и этанол (как при АНАЭРОБНОМ дыхании). Этот процесс катализируется при помощи энзимов. Обычно он протекает в микроорганизмах (прежде всего в дрожжах). Ферментация (иначе называемая брожением) применяется при изготовлении теста для хлеба, в виноделии и пивоваренном деле, а также для выдержки сыра. О том, что размятые фрукты, если их выдержать в теплом месте (благодаря чему начинается процесс брожения), выделяют одурманивающие вещества, было известно, вероятно, еще шесть тысяч лет назад.

 2 Аппарат для ферментации.

Вариант 2:

1 Понятие процесса брожения

2 Описать процесс на рисунке.

Ответы:

1. Броже́ние ( сбра́живание,  фермента́ция, квашение) — метаболический процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода. Брожение — это анаэробный (происходящий без участия кислорода) метаболический распад молекул питательных веществ, например глюкозы. По выражению Луи Пастера, «брожение — это жизнь без кислорода». Большинство типов брожения осуществляют микроорганизмы — облигатные или факультативные анаэробы.

Брожение не высвобождает всю имеющуюся в молекуле энергию, поэтому промежуточные продукты брожения могут использоваться в ходе клеточного дыхания.

• Термин «брожение» также используется в более широком смысле, для обозначения бурного роста микроорганизмов в соответствующей среде. При использовании в этом смысле не делается различия между аэробным и анаэробным метаболизмом.

Брожение часто используется для приготовления или сохранения пищи. Говоря о брожении, обычно имеют в виду брожение сахара (превращение его в спирт) с использованием дрожжей, но, к примеру, при производстве йогурта используются другие виды брожения.

Использование брожения человеком обычно предполагает применение определенных видов и штаммов микроорганизмов. Вина иногда улучшают с использованием процесса

2 .На рисунке - процесс брожения пива. Спиртовое брожение (осуществляется дрожжами и некоторыми видами бактерий), в ходе него пируват расщепляется на этанол и диоксид углерода. Из одной молекулы глюкозы в результате получается две молекулы спирта (этанола) и две молекулы углекислого газа. Этот вид брожения очень важен в производстве хлеба, пивоварении, виноделии и винокурении.

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 7:                          «Электрофизические методы обработки пищевых продуктов».

Вариант 1:

1.Сушка в поле высокой частоты.

2. Принцип работы сушилки с ИК-лучами.

Ответы:

1 Сушка токами высокой частоты (ТВЧ) основана на нагреве диэлектриков и полупроводников в быстроизменяющемся электрическом поле. Такое поле, воздействуя на диэлектрик, вызывает вращательное и колебательное движение его молекул.

Возникающее при этом молекулярное трение преобразуется в теплоту, количество которой пропорционально частоте тока. При сушке в электрическом поле высокой частоты нагрев материала происходит изнутри. Вследствие этого температурный градиент, градиент давления и влажности направлены из внутренних слоев материала к его поверхности. Механизм процесса сушки зависит от интенсивности нагревания. При температуре материала ниже 60 °С перемещение тепла в нем происходит под действием градиента температуры, усиленного теплом внутреннего фазового превращения. При более интенсивном нагреве скорость фазового превращения внутри материала превышает скорость переноса массы пара, поэтому в материале возникает градиент давления. Величина избыточного давления зависит от температуры материала, его структуры, мощности нагревателя и других факторов. Повышенное значение величины избыточного давления обусловливает в основном высокую интенсивность сушки

2  Схема устройства сушилки

 Инфракрасные лучи - невидимые лучи с длиной волны от 0,76 до 400 ммк. Они примыкают к красному участку видимой части спектра и заполняют область между ним и самыми короткими радиоволнами. Инфракрасное теплоизлучение способствует более интенсивному удалению влаги и в этом отношении имеет некоторые преимущества перед обычной воздушной сушкой. К тому же инфракрасные радиационные сушилки более компактны. Инфракрасная сушка нашла применение при сушке гранулята.

Вариант 2:

1 Понятие инфракрасного облучения.

2 Принцип работы установки для сушки в поле токов высокой частоты.

Ответы:

1 Инфракрасное излучение - это спектр электромагнитных колебаний с длиной волны от 400 мкм до 760 нм. Открыто оно было в 1800 г. английским физиком Уильямом Гершелем. В физиотерапии используют ближнюю часть инфракрасного излучения с диапазоном волны от 2 мкм до 760 нм, эти лучи поглощаются на глубине до 1 см. Фракрасные лучи с большей длиной волны проникают на глубину 2-3 см.

Механизм действия инфракрасного облучения

Энергия инфракрасных лучей относительно невелика, поэтому в тканях при их поглощении наблюдается в основном усиление колебательных и вращательных движений молекул и атомов, броуновского движения, электролитической диссоциации и движений ионов, а также ускоренное движение электронов по орбитам. Все это в первую очередь приводит к образованию тепла, поэтому инфракрасные лучи еще называют калорическими или тепловыми

2 Установка для сушки в поле токов высокой частоты.

Критерии выставления оценок по проверке знаний студентов :

Задача 1:

Определить толщину слоя изоляции аппарата, если внутри его температура  

  =150 град С,   изоляционный слой – совелит. Температура наружной поверхности слоя изоляции не более 40 град С, температура окружающего воздуха     =20 град С.  

Задача 2.

Определить температуры внутренней     и наружной      поверхностей стенки теплообменника, а также температуру наружной поверхности изоляции. Температура жидкости в теплообменнике     =80 град С, температура воздуха     =15 град С. Теплообменник из стали      =5 мм, изоляция      =50 мм. Коэффициент теплоотдачи      =240 Вт/м.К(жидкости). Коэффициент теплопроводности изоляции     =0,12 ,стали         =46,5Вт/м.К ,         =12Вт/м.К (стали).

Задача 3.

Определить общее тепловое сопротивление, плотность теплового потока и коэффициент теплопередачи печи, имеющей трехслойную стенку: 1 слой кирпич       =100 мм, 2 слой – изоляционный кирпич      =60 мм, 3 слой – стальной кожух       8 мм. теплопроводность слоев       =0,81 Вт/мК,         =0.23Вт/мК,        =45Вт/мК. Температура печи       =78град С, окружающего воздуха       =20град С. Коэффициенты теплоотдачи: внутренней стороны         =70Вт/мК, наружной        =12Вт/мК.

Задача 4.

Определить количество труб в теплообменнике и количество переданной теплоты в теплообменнике, если расход спирта составляет 9 т/ч, скорость движения 0,5м/с, диаметр труб 25*2,5мм, плотность спирта 980 кг/м, начальная и конечная температура нагрева спирта 20град С и 45град С.

Задача 5.

Определить массовый расход волы в конденсаторе, мощность компрессора при выработке 500кг/ч льда, температура кипения аммиака – 7град С, температура конденсации воды 21град С, вода нагревается от 12 до 16град С.

Задача 6.

Определить расход теплоты на нагревание раствора NaOH в спиральном теплообменнике в количестве 5 т/ч от температуры 20град С до 80град С с начальной температурой конденсата 104град С, оббьем конденсата 4 т/ч.

Задача 7.

Определить производительность молотковой дробилки и грохота, если поступает        =20 т/ч исходного материала, требуемый  размер кусков       =10мм в исходном материале 25% кусков менее 10 мм, после однократного прохождения через дробилку продукт содержит 65% кусков более 10 мм.

Задача 8.

Рассчитать объем, производительность и мощность шаровой мельницы с размером барабана D*L=1500*3000 мм, если 80% исходного материала имеет диаметр      =20мм, а 85% измельченного продукта имеет размер менее 200 мкм, плотность шаров     4100 кг/м.

Задача 9.

Определить теоретическую мощность затрачиваемую холодильной установкой, отводящей 18500 Дж/с при температуре кипения – 18град С, температура конденсации 14град С.

Задача 10.

Определить скорость отстаивания частиц в воде, диаметр частиц 1мм, плотность 2500кг/м, температура воды 20град С, критерий Рейнольдса 145, вязкость жидкости м=1*10Па*С.

Задача 11

Определить сопротивление фильтровальной перегородки высотой 0,2 м ,если диаметр ее каналов 0 ,6 мм , через перегородку протекает суспензия при температуре 25 град С со скоростью 0,3 м / с

Задача 12

Определить производительность отстойника и эффективность разделения водной суспензии, если его производительность 60 т / ч , начальная концентрация суспензии Хс=10 мас% ,концентрация в осветленной суспензии Хп =4 мас% ,концентрация частиц в осадке Хо =80 мас% .

Задача 13

Определить часовую производительность центрифуги , если наименьший размер частиц 7 мкм ,плотность частиц 2500 кг/м ,длина барабана 500 мм , диаметр борта 670 мм ,частота вращения барабана 1300 мм ,цикл работы центрифуги 24 минуты , в т. ч.подача суспензии 18 минут ,вязкость жидкости 1*10(-3) Па*с ,КПД 0,5

Задача 14

Определить сопротивление осадка и фильтрующей перегородки ,если при прохождении через фильтр 2 м фильтрата на перегородке отложилось 0,004м осадка, Константы фильтрования С = 1,6 *10(-3)м ,К = 6,68 *10(-7) м , при давлении р =0,4 МПа.

Задача 15

Рассчитать площадь отстаивания пылеосадительной камеры , если расход воздуха 3000кг/ч ,плотность газа 0 ,9 кг/м ,вязкость газа  0,06*10(-3)Па*с , плотность частиц  0,7т/ч ,критерий Рейнольдса 2,85 , диаметр частиц 300 мкм.

Задача 11

Определить сопротивление фильтровальной перегородки высотой 0,2 м ,если диаметр ее каналов 0 ,6 мм , через перегородку протекает суспензия при температуре 25 град С со скоростью 0,3 м / с

Задача 12

Определить производительность отстойника и эффективность разделения водной суспензии, если его производительность 60 т / ч , начальная концентрация суспензии Хс=10 мас% ,концентрация в осветленной суспензии Хп =4 мас% ,концентрация частиц в осадке Хо =80 мас% .

Задача 13

Определить часовую производительность центрифуги , если наименьший размер частиц 7 мкм ,плотность частиц 2500 кг/м ,длина барабана 500 мм , диаметр борта 670 мм ,частота вращения барабана 1300 мм ,цикл работы центрифуги 24 минуты , в т. ч.подача суспензии 18 минут ,вязкость жидкости 1*10(-3) Па*с ,КПД 0,5

Задача 14

Определить сопротивление осадка и фильтрующей перегородки ,если при прохождении через фильтр 2 м фильтрата на перегородке отложилось 0,004м осадка, Константы фильтрования С = 1,6 *10(-3)м ,К = 6,68 *10(-7) м , при давлении р =0,4 МПа.

Задача 15

Рассчитать площадь отстаивания пылеосадительной камеры , если расход воздуха 3000кг/ч ,плотность газа 0 ,9 кг/м ,вязкость газа  0,06*10(-3)Па*с , плотность частиц  0,7т/ч ,критерий Рейнольдса 2,85 , диаметр частиц 300 мкм.

Задача 16

Определить количество испаренной влаги в сушилке , расход сухого воздуха сушилки , если расход материала 500 кг /ч , начальная влажность материала 50% ,конечная влажность 15 % ,влагосодержание на входе 0,058 кг , на выходе из аппарата 0,0089 кг .

Задача 17

Определить режим течения жидкости в межтрубном пространстве аппарата « Труба в трубе » , если диаметр внутренней трубы 35*2,5 мм , наружной 61*2,5 мм ,массовый расход воды 5000 кг ,плотность 1000 кг/м ,вязкость воды 1*10(-3) Па*с.

Задача 18

                                                                                                                                         Определить время опорожнения бака диаметром 1,6 м ,высотой 2,8 м ,истечение проходит через отверстие 0,06 м.

Задача 19

Требуется перекачать за 1 час 30тонн воды из бока с атмосферным давлением , в котором поддерживается избыточное давление 0,02 МПа , диаметр трубопровода 79*4 мм ,плотность воды 1000 кг/м . Определить объемный расход воды , режим течения жидкости в трубопроводе .

Задача 20

Определить режим течения жидкости в трубопроводе , если скорость течения 3,6 м/с ,диаметр трубы 35*2,5 мм ,плотность жидкости 1000 кг/м ,вязкость 1*10(-3) Па*с .

Уровень 2

Вариант 1.

1. Движение жидкости относится  к процессам..

А)Механическим

Б) Гидромеханическим

В) Тепловым

2 Экстракция относится к процессам…

А)Диффузионным

Б)Тепловым

В)Механическим

3  Переход жидкости из парообразного в жидкое состояние…

А) Испарение

Б) Конденсация

В)Адсорбция

4. Измерение температуры с помощью давления проводится термометром…

А)Манометрическим

Б)Жидкостным

В)Барометром

5. Прибор для определения влажности…

А)Термометр

Б)Манометр

В)Психрометр

6. Сортирование зернистых материалов называется…

А)Измельчение

Б)Классификация

В)Абсорбция

7.  Единица термодинамической температуры – Это градус…

А)Кельвина

Б)Цельсия

В)Фаренгейта

8.  Одна техническая атмосфера - это давление в..

А) 1 кг на см

Б)1 т на 1 метр

В)10 кг на см

9..  Для измерения малых давлений применяют…

А)Психрометры

Б)Микроманометры

В) Термометры

10.  Размер твердых частиц пылей…

А)0,1-0,5 мкм

Б)0,5-2 мкм

В)5-10 мкм

11.Движение жидкости с критерием Re 1200…

А)Турбулентное

Б)Ламинарное

В)Переходное

12.  Дисперсионная фаза – это  …

А )Внешняя среда

Б) Внутренняя среда

В) Смесь двух фаз

13. В пыли твердые  частицы -это

А) Дисперсная фаза

Б) Дисперсионная фаза

В) Смесь двух фаз

14  Смесь двух несмешивающихся жидкостей называется…

А) Суспензия

Б) Эмульсия

В)Пена

15.  Осаждение твердых частиц под действием сил тяжести…

А) Отстаивание

Б) Фильтрование

В) Диффузия

16. Разделение в поле центробежных сил – это…

А) Центрифугирование

Б) Гравитация

В) Осаждение

17  При определении критерия Рейнольдса в расчете используют…

А) Коэффициент вязкости

Б) Силу тяжести

В) Силу трения

18. Что не  относится к измельчению…

А) Сортирование

Б) Истирание

В) Удар

19 Скруббер применяют для..

А) Очистки газов

Б) Очистки жидкости

В) Измельчения материалов

20  Выделение твердой части из расплавов веществ называется…

А)Диффузия

Б)Кристаллизация

В)Обеспыливание

21  Какого вида подобия не существует…

А)Физическое

Б)Динамическое

В)Геометрическое

22. Формование относится к …

А)Прессованию

Б) Сортированию

В) Измельчению

23 Измельчение относится к

А) Диффузионным процессам

Б)Механическим процессам

В) Техническим процессам

24  Внутренняя среда в смеси двух фаз называется…

А)Дисперсная Б)Дисперсионная В)Средняя

25.  При расчете Re не  используют показатель…

А) Скорости жидкости

Б)Силы тяжести

В)Диаметра трубопровода

26.  Перемешивание не  бывает…

А)Механическое

Б)Воздушное

В)Циркуляционное

27  Нагревание относят к процессам…

А)Тепловым

Б)Механическим

В)Массообменным

28.Поглощение твердым поглотителем относится к …

А)Абсорбции

Б)Адсорбции

В)Десорбции

29 Жидкая фаза в пенах…

А)Дисперсная

Б)Дисперсионная

В)Диффузная

30. Неоднородная система называется…

А)Гомогенной

Б)Гетерогенной

В) Дисперсной

Вариант 2

1.  При расчете Re не  используют показатель…

А) Скорости жидкости

Б)Силы тяжести

В)Диаметра трубопровода

2.  Перемешивание не  бывает…

А)Механическое

Б)Воздушное

В)Циркуляционное

3.  Нагревание относят к процессам…

А)Тепловым

Б)Механическим

В)Массообменным

4.   Поглощение твердым поглотителем относится к …

А)Абсорбции

Б)Адсорбции

В)Десорбции

5.  Жидкая фаза в пенах…

А)Дисперсная

Б)Дисперсионная

В)Диффузная

6.   Неоднородная система называется…

А)Гомогенной

Б)Гетерогенной

В) Дисперсной

7. Движение жидкости относится  к процессам..

А)Механическим

Б) Гидромеханическим

В) Тепловым

8 . Экстракция относится к процессам…

А)Диффузионным

Б)Тепловым

В)Механическим

9..  Переход жидкости из парообразного в жидкое состояние…

А) Испарение

Б) Конденсация

В)Адсорбция

10. Измерение температуры с помощью давления проводится термометром…

А)Манометрическим

Б)Жидкостным

В)Барометром

11.  Прибор для определения влажности…

А)Термометр

Б)Манометр

В)Психрометр

12.   Сортирование зернистых материалов называется…

А)Измельчение

Б)Классификация

В)Абсорбция

13  Единица термодинамической температуры – это градус…

А)Кельвина

Б)Цельсия

В)Фаренгейта

14. Одна техническая атмосфера - это давление в..

А) 1 кг на см

Б)1 т на 1 метр

В)10 кг на см

15. Для измерения малых давлений применяют…

А)Психрометры

Б)Микроманометры

В) Термометры

16 Размер твердых частиц пылей…

А)0,1-0,5 мкм

Б)0,5-2 мкм

В)5-10 мкм

17.Движение жидкости с критерием Re 1200…

А)Турбулентное

Б)Ламинарное

В)Переходное

18. Дисперсионная фаза – это  …

А)Внешняя среда

Б)Внутренняя среда

В)Смесь двух фаз

19 В пыли твердые частицы- это

А)Дисперсная фаза

Б) Дисперсионная фаза

В) Смесь двух фаз

20 Смесь двух несмешивающихся жидкостей называется…

А) Суспензия

Б)Эмульсия

В)Пена

21  Осаждение твердых частиц под действием сил тяжести…

А)Отстаивание

Б) Фильтрование

В)Диффузия

22. Разделение в поле центробежных сил – это…

А)Центрифугирование

Б)Гравитация

В)Осаждение

23.  При определении критерия Рейнольдса в расчете используют…

А)Коэффициент вязкости

Б)Силу тяжести

В)Силу трения

24. Что не  относится к измельчению…

А)Сортирование

Б)Истирание

В) Удар

25.  Скруббер применяют для..

А)Очистки газов

Б)Очистки жидкости

В) Измельчения материалов

26. Выделение твердой части из расплавов веществ называется…

А)Диффузия

Б)Кристаллизация

В)Обеспыливание

27.  Какого вида подобия не существует…

А)Физическое

Б)Динамическое

В)Геометрическое

28.Формование относится к …

А)Прессованию

Б) Сортированию

В) Измельчению

29.  Измельчение относится к

А) Диффузионным процессам

Б)Механическим процессам

В) Техническим процессам

30.  Внутренняя среда в смеси двух фаз называется…

А)Дисперсная

Б)Дисперсионная

В)Средняя

Ответы на тесты

Ввариант 1:

1-б   2-а   3-б   4-а  5-б   6-б   7-а   8-а   9-б   10-а   11-б    12-а    13-а   14-б  15-а   16-а   17-а   18-а  19-а   20б   21-б   22-а   23-б    24-а    25-б    26-б    27-а    28-б     29-б    30-б

Вариант 2:

1-б   2-б   3-а   4-б   5-в   6-б    7-а   8-а   9-б    10-а    11-б    12-а    13-а    14-б    15-а   16-а   17-а  18-а   19-а   20-б   21-б   22-а   23-б    24-а    25-б    26-б   27-а   28-б   29-б   30-б

   Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики

среднего профессионального образования

«Вурнарский сельскохозяйственный техникум»

Министерства образования и молодежной политики Чувашской Республики

ФОНД

ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

                                ____ОП.15_ПРОЦЕССЫ  И АППАРАТЫ______

                                                                                       (наименование дисциплины)

            19.02.08 Технология мяса и мясных продуктов

__________________________________________

(код и наименование профессии)

__________технический профиль_____________

(наименование профиля подготовки)

2016

Паспорт

фонда оценочных средств

Специальность 19.02.08 Технология мяса и мясных продуктов  

Дисциплина: Процессы и аппараты

Промежуточный контроль знаний по теме « Основные положения».

Вариант 1

При выполнении заданий дайте правильный ответ:

1. Опишите и дайте определение закону сохранения массы.
2. Раскройте понятия: машина, технологический аппарат
3. Дайте определение гидромеханическим процессам.

Вариант 2

При выполнении заданий дайте правильный ответ:

1. Опишите и дайте определение закону сохранения энергии.
2. Раскройте понятия : производственный процесс, технология.
3. Дайте определение механическим и теплообменным процессам.

Ответы :

Вариант 1:

1.Закон сохранения энергии в механических процессах

Потенциальная энергия характеризует взаимодействующие тела, а кинетическая энергия – движущиеся тела. И потенциальная, и кинетическая энергия изменяются только в результате такого взаимодействия тел, при котором действующие на тела силы совершают работу, отличную от нуля. Рассмотрим вопрос об изменениях энергии при взаимодействиях тел, образующих замкнутую систему.

Замкнутая система – это система, на которую не действуют внешние силы или действие этих сил скомпенсировано. Если несколько тел взаимодействуют между собой только силами тяготения и силами упругости и никакие внешние силы на них не действуют, то при любых взаимодействиях тел работа сил упругости или сил тяготения равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

. (17)

По теореме о кинетической энергии, работа тех же сил равна изменению кинетической энергии:

Из сравнения равенств (17) и (18) видно, что изменение кинетической энергии тел в замкнутой системе равно по абсолютному значению изменению потенциальной энергии системы тел и противоположно ему по знаку:

или

2.Технологический процесс — это совокупность физико-химических или физико-механических превращений веществ, изменение значений параметров тел и материальных сред, целенаправленно проводимых на технологическом оборудовании или в аппарате (системе взаимосвязанных аппаратов, машине и т. д.).

3. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.

химической технологии, подразделяют на процессы, протекающие с образованием неоднородных систем ( диспергирование, перемешивание, псевдоожижение, пенообразование), с разделением этих систем ( классификация гидравлическая, осаждение, фильтрование, центрифугирование и др.), с перемещением потоков в трубопроводах или аппаратах (см. Компрессорные машины, Насосы). 

Вариант 2: 

1 Закон сохранения массы гласит: Масса веществ, вступающих в реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Впервые закон сохранения массы сформулировал русский ученый Ломоносов, в 1748 году, а экспериментально подтвердил его на примере обжигания металлов в запаянных сосудах в 1756 году.

Позднее в 1789 году закон сохранения массы был установлен независимо от Ломоносова, французским химиком Лавуазье, который показал, что при химических реакциях сохраняется не только общая масса веществ, но и масса каждого из элементов, входящих в состав взаимодействующих веществ.

При химических реакциях всегда выделяется или поглощается энергия. Поэтому при учете массы веществ необходимо принимать во внимание прирост или уыбль, отвечающие поглощению или выделению энергии при данной реакции. Энергиям которые выделяются или поглощаются при химических реакциях соответствуют очень малые массы, лежащие вне пределов возможности измерений. Поэтому при химических реакциях принято не принимать во внимание ту массу, которая приносится или уносится с энергией.

2 Производственный процесс — это совокупность действий работников и орудий труда, в результате которых сырьё, материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия, поступающие на предприятие, превращаются в готовую продукцию или услугу в заданном количестве, качестве и ассортименте в определённые сроки. Производственный процесс состоит из основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.

• Основные процессы — это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции.
• Вспомогательные процессы — это процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов (изготовление и ремонт инструментов и оснастки; ремонт оборудования; обеспечение всеми видами энергий (электроэнергией, теплом, паром, водой, сжатым воздухом и т. д.)).
• Обслуживающие процессы — это процессы, связанные с обслуживанием как основных, так и вспомогательных процессов и не создающие продукцию (хранение, транспортировка, технический контроль и т. д.).

3  К механической относят процессы, основу которых составляет механическое воздействие на продукт: сортирование, измельчение, перемешивание, взбивание, прессование, дозирование и формование.К гидромеханической относят процессы, основой которых является гидромеханическое воздействие на обрабатываемый продукт: промывание, замачивание, осаждение, фильтрование.К термической относят процессы, движущей силой которых является разность температур взаимодействующих сред: нагревание, охлаждение (в естественных условиях и с применением искусственного холода), выпаривание, конденсация.

Промежуточный контроль знаний по теме Механические процессы.

Вариант 1

При выполнении заданий А1-А10 выберите и подчеркните правильный ответ:

А1 Устройство, в котором протекает технологический процесс- …

А. Аппарат

Б. Агрегат

В.Машина

А2 Процесс увеличения поверхности тела путем раздавливания –это…

А.Классификация

Б.Сортирование

В.Измельчение

А3. Дробилка с эксцентриком называется..

А.Молотковая

Б.Гирационная

В.Щековая

А4. Рассев сыпучих материалов на ситах и решетах относят к сортированию..

А.Гидравлическому

Б.механическому

В.Воздушному

А5.Формование относится к …

А.Прессованию

Б.Сортированию

В.Конденсации

А6. Пресс, действующий на основании давления воздуха -…

А.Гидравлический

Б.Формовочный

В.Пневматический

А7. Степень заполнения шарами мельницы составляет…

А.40%

Б.50%

В.70%

А8. Таблетирование- это разновидность…

А.Прессования

Б.Обезвоживания

В.Брикетирования

А9.   Что не  относится к измельчению…

А)Сортирование

Б)Истирание

В) Удар

А10.   Измельчение относится к

А) Диффузионным процессам

Б)Механическим процессам

В) Техническим процессам

Вариант 2 При выполнении заданий Б1-Б10 выберите и подчеркните правильный ответ:

Б1. Пресс, действующий на основании давления воздуха -…

А.Гидравлический

Б.Формовочный

В.Пневматический

Б2. Степень заполнения шарами мельницы составляет…

А.40%

Б.50%

В.70%

Б3. Таблетирование- это разновидность…

А.Прессования

Б.Обезвоживания

В.Брикетирования

Б4.   Что не  относится к измельчению…

А)Сортирование

Б)Истирание

В) Удар

Б5.   Измельчение относится к

А) Диффузионным процессам

Б)Механическим процессам

В) Техническим процессам

Б6. Устройство, в котором протекает технологический процесс- …

А. Аппарат

Б. Агрегат

В.Машина

Б7. Процесс увеличения поверхности тела путем раздавливания –это…

А.Классификация

Б.Сортирование

В.Измельчение

Б8. Дробилка с эксцентриком называется..

А.Молотковая

Б.Гирационная

В.Щековая

Б9. Рассев сыпучих материалов на ситах и решетах относят к сортированию..

А.Гидравлическому

Б.механическому

В.Воздушному

Б10.Формование относится к …

А.Прессованию

Б.Сортированию

В.Конденсации

Эталоны  ответов:

Вариант 1:А1-а   А2-в   А3-б   А4-б   А5-а   А6-в   А7-а   А8-а   А9-а   А10-б

Вариант 2:Б1-в  Б2-а   Б3-а   Б4-а   Б5-б   Б6-а   Б7-в   Б8-б  Б9-б   Б10-а

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 3 « Гидромеханические процессы» , темы 3.1.-3.3.

Вариант 1:

1Опишите основное уравнение гидромеханики.

2 Решите задачу. Определить режим течения жидкости в межтрубном пространстве аппарата « Труба в трубе » , если диаметр внутренней трубы 35*2,5 мм , наружной 61*2,5 мм ,массовый расход воды 5000 кг ,плотность 1000 кг/м ,вязкость воды 1*10(-3) Па*с.

Ответы:

1 Бернулли уравнение, основное уравнение гидродинамики, связывающее (для установившегося течения) скорость текущей жидкости v, давление в ней р и высоту h расположения малого объёма жидкости над плоскостью отсчёта. Б. у. было выведено Д. Бернулли в 1738 для струйки идеальной несжимаемой жидкости постоянной плотности r, находящейся под действием только сил тяжести. В этом случае Б. у. имеет вид:

v2/2 + plr + gh = const,

где g — ускорение силы тяжести. Если это уравнение умножить на r, то 1-й член будет представлять собой кинетическую энергию единицы объёма жидкости, а др. 2 члена — его потенциальную энергию, часть которой обусловлена силой тяжести (последний член уравнения), а др. часть — давлением p. Б. у. в такой форме выражает закон сохранения энергии. Если вдоль струйки жидкости энергия одного вида, например кинетическая, увеличивается, то потенциальная энергия на столько же уменьшается. Поэтому, например, при сужении потока, текущего по трубопроводу, когда скорость потока увеличивается (т.к. через меньшее сечение за то же время проходит такое же количество жидкости, как и через большее сечение), давление соответственно в нём уменьшается (на этом основан принцип работы расходомера Вентури).

Из Б. у. вытекает ряд важных следствий. Например, при истечении жидкости из открытого сосуда под действием силы тяжести (рис. 1) из Б. у. следует:

v2/2g = h или

т. е. скорость жидкости в выходном отверстии такова же, как при свободном падении частиц жидкости с высоты h.

Вариант 2:

1 Назовите тип аппарата и принцип его действия.

2 Понятие перемешивания и псевдоожижения.

Ответы:

1 Экспериментальная установка Рейнольдса состояла (рис.) из прозрачного резервуара 1, заполняемого рабочей жидкостью (уровень ее в ходе опыта поддерживался постоянным с помощью подпитки 7 и сливного устройства 4), прозрачной горизонтальной трубы 2 с плавным входом, регулировочного вентиля 3 и сосуда с жидкой темной краской 6. Из сосуда 6 краска по капиллярной трубке могла подводиться в какую-либо точку входного сечения трубы 2 (поток краски регулировали краном 5). В ходе опытов варьировали диаметр труб 2, скорости жидкости (их рассчитывали по расходу) и ее свойства (плотность, вязкость). Индикатором характера течения служила краска Опыты с гладкими трубами показали, что в трубах малого диаметра при небольших скоростях жидкости подаваемая во входное сечение струйка краски проходила по всей длине трубы не размываясь. Такое параллельно-струйчатое (слоистое) течение было названо ламинарным (по латыни lamina — полоска, пластинка). В трубах большого диаметра и при высоких скоростях частицы жидкости (а с нею и краски) перемещались хаотически по различным траекториям — с визуально наблюдаемыми завихрениями; в результате поток интенсивно перемешивался и на некотором расстоянии от входа в трубу равномерно окрашивался. Такое бурное течение с нестационарным возникновением и разрушением жидкостных образований было названо турбулентным (turbulentus означает бурный, беспорядочный). Рейнольдc установил, что склонность жидкости к ламинарному течению возрастает при увеличении ее вязкости и понижении плотности р, к турбулентному течению — с ростом р и снижением µ. Позднее было найдено, что характер течения определяется значением безразмерного комплекса.

2 ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ, превращение слоя зернистого материала под влиянием восходящего газового или жидкостного потока либо иных физ.-мех. воздействий в систему, твердые частицы которой находятся во взвешенном состоянии, и напоминающую по свойствам жидкость,-псевдоожижен-ный слой. Из-за внеш. сходства с кипящей жидкостью псевдоожиженный слой часто наз.кипящим слоем. В англоязычной литературе принят термин :fluid bed: (ожиженный слой), а операция П. носит назв. :fluidiration:.Простейшую псевдоожиженную систему создают в заполненном слоем зернистого материала вертикальном аппарате, через днище к-рого равномерно по сечению вводят инертный ожижающий агент (газ или жидкость). При его небольшой скорости W зернистый слой неподвижен; с ее увеличением высота слоя начинает возрастать (слой расширяется). Когда W достигает критич. значения, при к-ром сила гидравлич. сопротивления слоя восходящему потоку ожижающего агента становится равной весу твердых частиц,слой приобретает текучесть и переходит в псевдоожиженное состояние Разновидность псевдоожиженного слоя-фонтанирующий слой. В данном случае газ (жидкость) вводят в ниж. часть зернистого слоя в виде струи. Твердые частицы подхватываются ею и выносятся в верх. часть слоя. На периферии струи (обычно у стенок аппарата) сверху вниз движется плотный слой частиц, т.е. они непрерывно циркулируют. В фонтанирующем слое во взвешенном состоянии находится лишь часть твердых частиц. Поэтому иногда используемый термин"взвешенный слой" менее универсален, чем термин "псевдоожиженный слой".

В ряде случаев обеспечивают пульсац. подачу ожижаю-щего агента или вводят его попеременно в разл. участки ниж. сечения слоя. Напр., вращают газораспределит. решетку, перфорированную лишь в нек-рых секторах. Данный прием позволяет привести зернистый слой в псевдоожижен-ное состояние при меньших расходах сжижающего агента по сравнению с обычным кипящим слоем. Широкое распространение получил также трехфазный слой: твердые частицы взвешиваются жидкостью, к-рая в свою очередь перемешивается пузырьками барботирующего газа

2 ПЕРЕМЕШИВАНИЕ, способ получения однородных смесей и(или) интенсификации тепло- и массообмена в хим.аппаратуре. В соответствии с агрегатным состоянием B-B или материалов различают П. жидких сред, к-рому посвящена данная статья, и П. твердых сыпучих материалов(см. Смешение). П. производится преим. в емкостных аппаратах с перемешивающими устройствами (обычно мешалками). Процесс заключается в распределении растворенных в-в, взвешенных частиц и теплоты, а также в диспергировании капель и пузырьков в жидкости путем приведения ее в вынужденное движение. При этом возникает циркуляц.течение жидкости по окружности и(или) в меридиональном направлении, сопровождающееся появлением напряжений сдвига. Характер и интенсивность П. зависят от конструкций аппаратов и мешалок.

Вариант 3:

1. Указать тип аппарата и принцип работы.

2 Решите задачу. Требуется перекачать за 1 час 30тонн воды из бока с атмосферным давлением , в котором поддерживается избыточное давление 0,02 МПа , диаметр трубопровода 79*4 мм ,плотность воды 1000 кг/м . Определить объемный расход воды , режим течения жидкости в трубопроводе

Ответы:

1 Смеситель конусный (вертикально - шнековый) применяется в пищевой, фармацевтической, химической, косметической и многих других отраслях промышленности.

Назначение.

Конусный смеситель используется для перемешивания твердых сыпучих или порошкообразных компонентов, имеющих большую разницу в удельном весе и пропорциях смешивания. При этом смешивание компонентов происходит мягко без разрушающего воздействия. Применение вертикального конусного смесителя позволяет значительно сократить время перемешивания компонентов.

Принцип действия.

Принцип действия вертикально-шнекового смесителя основан на использования шнековой мешалки специальной формы. Шнековая мешалка состоит из разнонаправленных малого внутреннего шнека и большого наружного шнека, имеющего вид конуса.

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 4 « Тепловые процессы» .

Вариант 1

1Понятие теплообмена и теплопередачи.

2 Назовите тип аппарата и его принцип действия.

Ответы:

1 Теплообмен, самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве, обусловленный неоднородным полем температуры. В общем случае перенос теплоты может также вызываться неоднородностью полей других физически величин, например разностью концентраций (диффузионный термоэффект). Различают 3 вида Т.: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен (на практике Т. обычно осуществляется всеми 3 видами сразу). Т. определяет или сопровождает многие процессы в природе (например, ход эволюции звёзд и планет, метеорологические процессы на поверхности Земли и т. д.). в технике и в быту. Во многих случаях, например при исследовании процессов сушки, испарительного охлаждения, диффузии, Т. рассматривается совместно с массообменом. Т. между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними называется теплопередачей.

2 Теплообменник "труба в трубе" включают несколько расположенных друг над другом элементов, причем каждый элемент состоит из двух труб: наружной трубы большего диаметра и концентрически расположенной, внутри нее трубы меньшего диаметра. Внутренне трубы элементов соединены друг с другом последовательно; так же связаны между собой наружные трубы. Для возможности очистки внутренне трубы соединяются при помощи съемных калачей.

Вариант 2:

1Описать различные типы теплообменников.

2 Решите задачу. Определить количество труб в теплообменнике и количество переданной теплоты в теплообменнике, если расход спирта составляет 9 т/ч, скорость движения 0,5м/с, диаметр труб 25*2,5мм, плотность спирта 980 кг/м, начальная и конечная температура нагрева спирта 20град С и 45град С.

Ответы:

1 КОЖУХОТРУБНЫЕ теплообменники широко применяются в промышленном холоде, кондиционировании, а также в химической, нефтехимической, пищевой отраслях, для работы тепловых насосов в системах очистки сточных вод. В теплообменниках применяются медные трубки, которые имеют оребрение внешней и внутренней поверхностей, благодаря чему повышается уровень и эффективность теплопередачи. Кроме того, кожухотрубные теплообменники компактные, легкие, просты в обслуживании. Кожухотрубные теплообменники это емкости, находящиеся под давлением. Поэтому в их отношении применяются специальные требования по надежности и безопасности. Вся техническая документация составляется в соответствии со специальными нормами.

ДВУХТРУБНЫЕ теплообменники состоят из ряда последовательно соединенных звеньев. Каждое звено представляет собой две соосные трубы. Для удобства чистки и замены внутренние трубы обычно соединяют между собой «калачами» или коленами. Двухтрубные теплообменники, имеющие значительную поверхность нагрева, состоят из ряда секций, параллельно соединенных коллекторами. Подбором диаметров внутренней и наружной труб можно обеспечить обеим рабочим средам, участвующим в теплообмене, необходимую скорость для достижения высокой интенсивности теплообмена. Преимущества двухтрубного теплообменника: высокий коэффициент теплоотдачи, пригодность для нагрева или охлаждения сред при высоком давлении, простота изготовления, монтажа и обслуживания.

ЗМЕЕВИКОВЫЕ теплообменники. Они отличаются простотой. Теплообменный аппарат змеевик, который представляет собой трубу согнутую каким-либо образом. Змеевик, по которому движется жидкость, пар или газ погружен в жидкость которую нужно нагреть или охладить. Скорость жидкости в корпусе незначительная. Тепло передается практическим путем свободной конвекции. Аппараты имеют большое гидравлическое сопротивление. Они работают при низких тепловых нагрузках, применяются широко т.к. дешевые и доступные для ремонта и очистки. Трудность заключается в очистке змеевиков.

СПИРАЛЬНЫЕ. Поверхность теплообмена аппарата образуется двумя согнутыми в виде спиралей металлическими листами. Между листами образованы каналы прямоугольного сечения, по которым движутся теплоносители. Достоинства этих аппаратов: возможность работы при больших скоростях теплоносителей и не большое гидравлическое сопротивление. Недостаток: сложность изготовления и невозможность работать при высоких давлениях.

ОРОСИТЕЛЬНЫЕ теплообменники состоят из ряда расположенных одна над другой труб, соединенных коленами. Снаружи трубы орошаются водой. По трубам протекает охлаждаемый теплоноситель. Орошаемая вода подается на верхнюю трубу, с которой стекает на нижние трубы. Достоинства аппарата: малый расход воды, простота конструкции, легкость очистки наружной поверхности труб, что является их отличительной чертой. Недостатки: аппараты громоздки, неравномерность смачивания наружной поверхности труб, коррозия труб кислородом воздуха. Теплообменники устанавливаются на открытом воздухе, ограждаются деревянными перегородками.

ПЛАСТИНЧАТЫЕ теплообменники. Поверхность теплообмена образуется гофрированными параллельными пластинами, с помощью которых создается система узких каналов шириной 3-6 мм с волнистыми стенками. Жидкости между которыми происходит теплообмен движутся в каналах между смежными пластинами, омывая противоположные боковые стороны каждой пластины. Вследствие высокой скорости с которой движутся жидкости достигаются высокие коэффициенты теплопередачи. Такие теплообменники очень легко разбираются и очищаются от загрязнений. Недостатки: невозможность работать при высоком давлении, трудность выбора эластичных химически стойких материалов для прокладок.

Вариант 3:

1 Сущность процесса конденсации.

2 Описать схему работы простейшей холодильной машины.

Ответы: 1. Конденсация – это переход вещества из газообразного в жидкое состояние.
Молекулы жидкости, покинувшие ее в процессе испарения, находятся в воздухе в состоянии непрерывного теплового движения. Так как движение молекул хаотичное, то какая-то часть молекул вновь попадает в жидкость.Число таких молекул тем больше, чем больше давление пара над жидкостью. Пар конденсируется.

Процесс превращения пара в жидкость идет с выделением некоторого количества тепла.

2 Схема холодильной машины.

 Вариант 4:

1 Основные холодильные агенты и их применение.

2 Решите задачу. Определить общее тепловое сопротивление, плотность теплового потока и коэффициент теплопередачи печи, имеющей трехслойную стенку: 1 слой кирпич       =100 мм, 2 слой – изоляционный кирпич      =60 мм, 3 слой – стальной кожух       8 мм. теплопроводность слоев       =0,81 Вт/мК,         =0.23Вт/мК,        =45Вт/мК. Температура печи       =78град С, окружающего воздуха       =20град С. Коэффициенты теплоотдачи: внутренней стороны         =70Вт/мК, наружной        =12Вт/мК.

Ответы:

1 Холодильный агент (рабочее тело) - вещество, без которого невозможен какой-либо термодинамический цикл или процесс. Основными холодильными агентами являются аммиак, вода, хладоны и воздух.

При нормативном атмосферном давлении 0,1 МПа холодильный агент должен иметь достаточно низкую температуру кипения, чтобы при работе холодильной машины не было разрежения в испарителе. Например, для аммиака NH3 температура кипения при давлении 0,1 МПа составляет 33,4 °С.

Вода применяется чаще всего в установках кондиционирования воздуха, где обычно температура теплоносителя больше нуля. В качестве холодильного агента воду используют в установках абсорбционного и эжекторного типов.

Аммиак имеет малый удельный объем при температуре кипения -70 °С, большую теплоту парообразования, слабую растворимость в масле и другие преимущества. Его применяют в поршневых компрессионных и абсорбционных установках. К недостаткам аммиака следует отнести ядовитость, горючесть, взрывоопасность при концентрациях в воздухе 16-26,8%.

Хладоны (фреоны) химически инертны, мало- или невзрывоопасны. Хладоны - галоидопроизводные предельных углеводородов, получаемые путем замены атомов водорода в насыщенном углеводороде СnН2n+2 атомами фтора, хлора, брома (СnHx, Clz, Fy, Вru). Число молекул отдельных составляющих, входящих в химические соединения хладонов, связаны зависимостью х + у + z + u = 2n + 2. Любой холодильный агент обозначается символами RN, где R - символ, указывающий на вид холодильного агента, N - номер хладона или присвоенный номер для других холодильных агентов. В качестве рабочих тел могут использоваться азеотропные смеси, составляемые из двух холодильных агентов.

В обозначениях смесей холодильных агентов указывают названия составляющих и их массовые доли. Хладон R502 можно обозначить R22/R115 (48,8/51,2). Цифрами, начиная с 500, условно обозначают азеотропные смеси, процентный состав которых в процессе кипения и конденсации практически не изменяется.

Вариант 5:

1 Сущность процесса выпаривания.

2 Определить тип аппарата и принцип действия.

Ответы:

1 Выпаривание — это метод химико-технологической обработки для выделения растворителя из раствора, концентрирования раствора, кристаллизации растворенных веществ. Иногда выпаривание проводят до получения насыщенных растворов, с целью дальнейшей кристаллизации из них твердого вещества. Выпаривание широко применяется в химической промышленности. Производство многих продуктов производится в жидкой фазе, в виде суспензий и эмульсий, а для получения целевого продукта жидкую фазу следует удалить. Наиболее простым и производительным способом является тепло- и массообмен. Выпаривание принципиально отличается от испарения тем, что при выпаривании обычно осуществляется частичное удаление растворителя из всего объема раствора при его температуре кипения, а испарение происходит с поверхности раствора при любых температурах ниже температуры кипения. Выпаривание чаще всего производится при повышенной температуре, иногда при кипении, и/или под вакуумом. На испарение растворителя расходуется тепловая энергия, которую следует подводить извне. Выпаривание - процесс, требующий затрат очень большого количества энергии.

• Выпарные аппараты с паровым обогревом
• Вакуум-выпарные аппараты с тепловым насосом тепловой насос

• вертикальные и горизонтальные цилиндрические выпарные аппараты с обогревом змеевиками или нагревательными рубашками
• аппараты с внутренними и выносными нагревательными камерами
• плёночные аппараты
• аппараты с принудительной циркуляцией

Обогрев производится через стенку аппарата, с помощью змеевиков, в агрессивных средах — барботажем пузырьков газа сквозь раствор, распылением раствора в струе газа.

2 Аппарат- прямоточный конденсатор смешения. В смешивающем конденсаторе тепло- и массообменный процесс происходит путем прямого смешения сред. Охлаждающая вода разбрызгивается в пространстве смешивающего конденсатора. Пар конденсируется на поверхности капель воды и стекает вместе с ней в поддоны, откуда откачивается конденсатными насосами. Взаимное расположение потоков пара и воды может быть параллельным, противоточным или поперечноточным. При противотоке теплообмен более эффективен. Наиболее распространены пароводяные струйные аппараты, использующие струйные инжекторы. Поскольку в конденсат попадает охлаждающая вода с растворённым в ней воздухом и другими примесями, такая смесь не может быть использована для современных паровых котлов, которые предъявляют высокие требования к подготовке питательной воды. Поэтому смешивающие конденсаторы применяются либо в малых паровых машинах, либо в системах охлаждения с т. н. «сухими градирнями», где роль охладителей выполняют закрытые радиаторы. Поэтому охлаждающая вода, проходя через радиаторы, мало загрязняется и может быть присоединена к потоку конденсата

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 5:                          « Массообменные  процессы».

Вариант 1:

1 Понятие массопередачи.

2 Назовите тип аппарата и его принцип работы.

.

Ответы:

1 Процессы массообмена - процессы, в которых основную роль играет перенос вещества из одной фазы в другую. Движущая сила этих процессов - разность химических потенциалов. Как и в любых других процессах, движущая сила массообмена характеризует степень отклонения системы от состояния динамического равновесия. В пределах данной фазы вещество переносится от точки с большей к точке с меньшей концентрацией. Поэтому обычно в инженерных расчетах приближенно движущую силу выражают через разность концентраций, что значительно упрощает расчеты массообменных процессов.

Массообменные процессы широко используются в промышленности:

-для разделения жидких и газовых гомогенных смесей,

- для их концентрирования,

-для защиты окружающей природной среды (прежде всего для очистки сточных вод и отходящих газов).

Классификация и общая характеристика

Наибольшее распространение получили следующие массообменные процессы:

1. Абсорбция

2. Перегонка и ректификация

3. Экстракция (жидкостная)

4. Адсорбция

5. Ионный обмен

6. Сушка

7. Растворение и экстрагирование из твердых тел

8. Кристаллизация

9. Мембранные процессы

Во всех перечисленных выше процессах общим является переход вещества (или веществ) из одной фазы в другую.

Процесс перехода вещества (или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия называют массопередачей.

Перенос вещества внутри фазы - из фазы к границе раздела фаз или наоборот - от границы раздела в фазу - называют массоотдачей (по аналогии с процессом переноса теплоты внутри фазы - теплоотдачей).

Процессы массопередачи обычно обратимы. Причем направление перехода вещества определяется концентрациями вещества в фазах и условиями равновесия.

Вариант 2:

1 Понятие кристаллизации.

2 Назвать тип аппарата и принцип работы.

Ответы:

1 Кристаллиза́ция — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов. Фазой называется однородная часть термодинамической системы отделённая от других частей системы(других фаз) поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав, структура и свойства вещества изменяются скачками.

Кристаллизация — это процесс выделения твёрдой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов, в химической промышленности процесс кристаллизации используется для получения веществ в чистом виде.

Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершённых атомных слоев (ступени) при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм роста и структуры кристаллов (многогранные, пластинчатые, игольчатые, скелетные, дендритные и другие формы, карандашные структуры и т. д.). В процессе кристаллизации неизбежно возникают различные дефекты.

На число центров кристаллизации и скорость роста значительно влияет степень переохлаждения.

Степень переохлаждения — уровень охлаждения жидкого металла ниже температуры перехода его в кристаллическую (твердую) модификацию. С.п. необходима для компенсации энергии скрытой теплоты кристаллизации. Первичной кристаллизацией называется образование кристаллов в металлах (сплавах и жидкостях) при переходе из жидкого состояния в твердое.

2Аппарат- распыливающий абсорбер.Полый распыливающий абсорбер представляет собой колонну, в верхней части корпуса 1 которой имеются форсунки 2 для распыливания жидкости (главным образом механические). В распыливающих абсорберах объемные коэффициенты массопередачи быстро снижаются по мере удаления от форсунок вследствие коалесцениции капель и уменьшения поверхности фазового контакта. Поэтому оросители (форсунки) в этих аппаратах обычно устанавливают на нескольких уровнях.

К достоинствам полых распыливающих абсорберов относятся: простота устройства, низкое гидравлическое сопротивление, возможность работы с загрязненными газами, легкость осмотра, очистки и ремонта. Недостатки этих аппаратов: невысокая эффективность, значительный расход энергии на распыление жидкости, трудность работы с загрязненными жидкостями, необходимость подачи больших количеств абсорбента для увеличения количества капель и соответственно -- поверхности контакта фаз, низкие допустимые скорости газа, значения которых ограничены уносом капель жидкости.

Распыливающие абсорберы применяются главным образом для поглощения хорошо растворимых газов, т.к. вследствие высокой относительной скорости фаз и турбулизации газового потока коэффициенты массоотдачи в газовой фазе (г) в этих аппаратах достаточно высоки.

Вариант 3:

1 Абсорбция и адсорбция: сущность процессов.

2 Определить тип аппарата и его устройство.

Ответы:

1 Для разделения однородных и неоднородных систем используют сорбционные процессы, основанные на явлении сорбции. Сорбция – любой процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим (сорбентом). В зависимости от механизма поглощения различают абсорбцию, десорбцию, адсорбцию.

Абсорбция – процесс поглощения одного вещества другим во всем объеме сорбента. Примером может служить растворение газов в жидкостях. Поглощаемое вещество в этом процессе называют абсорбатом, а поглощающее абсорбентом.

Обратный процесс – выделение сорбата из сорбента называется десорбцией. Если между веществами происходит химическое взаимодействие, то процесс называется хемосорбцией.
Процессы абсорбции широко распространены в пищевой и химической промышленности. Так, при получении важных химических продуктов (соляной, серной кислоты и др.) процесс абсорбции является основной технологической стадией производства.

В пищевой промышленности углекислым газом насыщают безалкогольные напитки, пиво и некоторые сорта вин. В спиртовом и винодельческом производствах из газов, выделяемых при брожении, улавливают спиртовые пары путем поглощения их водой

Адсорбция  - это свойство поверхности вещества, поглощение поверхностным слоем твёрдого или жидкого тела. При этом чем больше поверхность, тем больше и поглотительная способность вещества, - вот почему особенно хорошей поглотительной способностью отличаются пористые тела (например древесный уголь) и порошки (глина).

2 На рисунке приведена схема коридорной (туннельной) сушильной установки с вагонетками, предназначенными для перемещения материала.

Коридорная сушилка представляет собой камеру с одним или несколькими параллельно расположенными закрытыми каналами 1, вдоль которых в вагонетках 2 медленно перемещается высушиваемый материал. Влажная продукция укладывается на специальные стеллажи, установленные на вагонетках. А чтобы материал лучше омывался горячим теплоносителем, полки делают ситчатыми.

Через определенные промежутки времени вагонетки с высушенным продуктом выводятся с одного конца канала, а с противоположной стороны туннеля поступает эквивалентное количество вагонеток со свежим влажным материалом. При помощи вентиляторов 3 вдоль канала непрерывно просасывается сушильный агент. Для его подогрева применяются калориферы 4.

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 6:                          «Процессы пищевой биотехнологии».

Вариант 1:

1 Понятие ферментации.

2 Описать устройство аппарата для осуществления процесса ферментации.

Ответы:

1 ФЕРМЕНТАЦИЯ, метаболический процесс, протекающий с выделением энергии, в результате которого молекулы сахара и крахмала без поступления воздуха разлагаются на углекислый газ и этанол (как при АНАЭРОБНОМ дыхании). Этот процесс катализируется при помощи энзимов. Обычно он протекает в микроорганизмах (прежде всего в дрожжах). Ферментация (иначе называемая брожением) применяется при изготовлении теста для хлеба, в виноделии и пивоваренном деле, а также для выдержки сыра. О том, что размятые фрукты, если их выдержать в теплом месте (благодаря чему начинается процесс брожения), выделяют одурманивающие вещества, было известно, вероятно, еще шесть тысяч лет назад.

 2 Аппарат для ферментации.

Вариант 2:

1 Понятие процесса брожения

2 Описать процесс на рисунке.

Ответы:

1. Броже́ние ( сбра́живание,  фермента́ция, квашение) — метаболический процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода. Брожение — это анаэробный (происходящий без участия кислорода) метаболический распад молекул питательных веществ, например глюкозы. По выражению Луи Пастера, «брожение — это жизнь без кислорода». Большинство типов брожения осуществляют микроорганизмы — облигатные или факультативные анаэробы.

Брожение не высвобождает всю имеющуюся в молекуле энергию, поэтому промежуточные продукты брожения могут использоваться в ходе клеточного дыхания.

• Термин «брожение» также используется в более широком смысле, для обозначения бурного роста микроорганизмов в соответствующей среде. При использовании в этом смысле не делается различия между аэробным и анаэробным метаболизмом.

Брожение часто используется для приготовления или сохранения пищи. Говоря о брожении, обычно имеют в виду брожение сахара (превращение его в спирт) с использованием дрожжей, но, к примеру, при производстве йогурта используются другие виды брожения.

Использование брожения человеком обычно предполагает применение определенных видов и штаммов микроорганизмов. Вина иногда улучшают с использованием процесса

2 .На рисунке - процесс брожения пива. Спиртовое брожение (осуществляется дрожжами и некоторыми видами бактерий), в ходе него пируват расщепляется на этанол и диоксид углерода. Из одной молекулы глюкозы в результате получается две молекулы спирта (этанола) и две молекулы углекислого газа. Этот вид брожения очень важен в производстве хлеба, пивоварении, виноделии и винокурении.

Вопросы и задания для проведения промежуточного контроля по разделу 7:                          «Электрофизические методы обработки пищевых продуктов».

Вариант 1:

1.Сушка в поле высокой частоты.

2. Принцип работы сушилки с ИК-лучами.

Ответы:

1 Сушка токами высокой частоты (ТВЧ) основана на нагреве диэлектриков и полупроводников в быстроизменяющемся электрическом поле. Такое поле, воздействуя на диэлектрик, вызывает вращательное и колебательное движение его молекул.

Возникающее при этом молекулярное трение преобразуется в теплоту, количество которой пропорционально частоте тока. При сушке в электрическом поле высокой частоты нагрев материала происходит изнутри. Вследствие этого температурный градиент, градиент давления и влажности направлены из внутренних слоев материала к его поверхности. Механизм процесса сушки зависит от интенсивности нагревания. При температуре материала ниже 60 °С перемещение тепла в нем происходит под действием градиента температуры, усиленного теплом внутреннего фазового превращения. При более интенсивном нагреве скорость фазового превращения внутри материала превышает скорость переноса массы пара, поэтому в материале возникает градиент давления. Величина избыточного давления зависит от температуры материала, его структуры, мощности нагревателя и других факторов. Повышенное значение величины избыточного давления обусловливает в основном высокую интенсивность сушки

2  Схема устройства сушилки

 Инфракрасные лучи - невидимые лучи с длиной волны от 0,76 до 400 ммк. Они примыкают к красному участку видимой части спектра и заполняют область между ним и самыми короткими радиоволнами. Инфракрасное теплоизлучение способствует более интенсивному удалению влаги и в этом отношении имеет некоторые преимущества перед обычной воздушной сушкой. К тому же инфракрасные радиационные сушилки более компактны. Инфракрасная сушка нашла применение при сушке гранулята.

Вариант 2:

1 Понятие инфракрасного облучения.

2 Принцип работы установки для сушки в поле токов высокой частоты.

Ответы:

1 Инфракрасное излучение - это спектр электромагнитных колебаний с длиной волны от 400 мкм до 760 нм. Открыто оно было в 1800 г. английским физиком Уильямом Гершелем. В физиотерапии используют ближнюю часть инфракрасного излучения с диапазоном волны от 2 мкм до 760 нм, эти лучи поглощаются на глубине до 1 см. Фракрасные лучи с большей длиной волны проникают на глубину 2-3 см.

Механизм действия инфракрасного облучения

Энергия инфракрасных лучей относительно невелика, поэтому в тканях при их поглощении наблюдается в основном усиление колебательных и вращательных движений молекул и атомов, броуновского движения, электролитической диссоциации и движений ионов, а также ускоренное движение электронов по орбитам. Все это в первую очередь приводит к образованию тепла, поэтому инфракрасные лучи еще называют калорическими или тепловыми

2 Установка для сушки в поле токов высокой частоты.

Критерии выставления оценок по проверке знаний студентов :

Задача 1:

Определить толщину слоя изоляции аппарата, если внутри его температура  

  =150 град С,   изоляционный слой – совелит. Температура наружной поверхности слоя изоляции не более 40 град С, температура окружающего воздуха     =20 град С.  

Задача 2.

Определить температуры внутренней     и наружной      поверхностей стенки теплообменника, а также температуру наружной поверхности изоляции. Температура жидкости в теплообменнике     =80 град С, температура воздуха     =15 град С. Теплообменник из стали      =5 мм, изоляция      =50 мм. Коэффициент теплоотдачи      =240 Вт/м.К(жидкости). Коэффициент теплопроводности изоляции     =0,12 ,стали         =46,5Вт/м.К ,         =12Вт/м.К (стали).

Задача 3.

Определить общее тепловое сопротивление, плотность теплового потока и коэффициент теплопередачи печи, имеющей трехслойную стенку: 1 слой кирпич       =100 мм, 2 слой – изоляционный кирпич      =60 мм, 3 слой – стальной кожух       8 мм. теплопроводность слоев       =0,81 Вт/мК,         =0.23Вт/мК,        =45Вт/мК. Температура печи       =78град С, окружающего воздуха       =20град С. Коэффициенты теплоотдачи: внутренней стороны         =70Вт/мК, наружной        =12Вт/мК.

Задача 4.

Определить количество труб в теплообменнике и количество переданной теплоты в теплообменнике, если расход спирта составляет 9 т/ч, скорость движения 0,5м/с, диаметр труб 25*2,5мм, плотность спирта 980 кг/м, начальная и конечная температура нагрева спирта 20град С и 45град С.

Задача 5.

Определить массовый расход волы в конденсаторе, мощность компрессора при выработке 500кг/ч льда, температура кипения аммиака – 7град С, температура конденсации воды 21град С, вода нагревается от 12 до 16град С.

Задача 6.

Определить расход теплоты на нагревание раствора NaOH в спиральном теплообменнике в количестве 5 т/ч от температуры 20град С до 80град С с начальной температурой конденсата 104град С, оббьем конденсата 4 т/ч.

Задача 7.

Определить производительность молотковой дробилки и грохота, если поступает        =20 т/ч исходного материала, требуемый  размер кусков       =10мм в исходном материале 25% кусков менее 10 мм, после однократного прохождения через дробилку продукт содержит 65% кусков более 10 мм.

Задача 8.

Рассчитать объем, производительность и мощность шаровой мельницы с размером барабана D*L=1500*3000 мм, если 80% исходного материала имеет диаметр      =20мм, а 85% измельченного продукта имеет размер менее 200 мкм, плотность шаров     4100 кг/м.

Задача 9.

Определить теоретическую мощность затрачиваемую холодильной установкой, отводящей 18500 Дж/с при температуре кипения – 18град С, температура конденсации 14град С.

Задача 10.

Определить скорость отстаивания частиц в воде, диаметр частиц 1мм, плотность 2500кг/м, температура воды 20град С, критерий Рейнольдса 145, вязкость жидкости м=1*10Па*С.

Задача 11

Определить сопротивление фильтровальной перегородки высотой 0,2 м ,если диаметр ее каналов 0 ,6 мм , через перегородку протекает суспензия при температуре 25 град С со скоростью 0,3 м / с

Задача 12

Определить производительность отстойника и эффективность разделения водной суспензии, если его производительность 60 т / ч , начальная концентрация суспензии Хс=10 мас% ,концентрация в осветленной суспензии Хп =4 мас% ,концентрация частиц в осадке Хо =80 мас% .

Задача 13

Определить часовую производительность центрифуги , если наименьший размер частиц 7 мкм ,плотность частиц 2500 кг/м ,длина барабана 500 мм , диаметр борта 670 мм ,частота вращения барабана 1300 мм ,цикл работы центрифуги 24 минуты , в т. ч.подача суспензии 18 минут ,вязкость жидкости 1*10(-3) Па*с ,КПД 0,5

Задача 14

Определить сопротивление осадка и фильтрующей перегородки ,если при прохождении через фильтр 2 м фильтрата на перегородке отложилось 0,004м осадка, Константы фильтрования С = 1,6 *10(-3)м ,К = 6,68 *10(-7) м , при давлении р =0,4 МПа.

Задача 15

Рассчитать площадь отстаивания пылеосадительной камеры , если расход воздуха 3000кг/ч ,плотность газа 0 ,9 кг/м ,вязкость газа  0,06*10(-3)Па*с , плотность частиц  0,7т/ч ,критерий Рейнольдса 2,85 , диаметр частиц 300 мкм.

Задача 11

Определить сопротивление фильтровальной перегородки высотой 0,2 м ,если диаметр ее каналов 0 ,6 мм , через перегородку протекает суспензия при температуре 25 град С со скоростью 0,3 м / с

Задача 12

Определить производительность отстойника и эффективность разделения водной суспензии, если его производительность 60 т / ч , начальная концентрация суспензии Хс=10 мас% ,концентрация в осветленной суспензии Хп =4 мас% ,концентрация частиц в осадке Хо =80 мас% .

Задача 13

Определить часовую производительность центрифуги , если наименьший размер частиц 7 мкм ,плотность частиц 2500 кг/м ,длина барабана 500 мм , диаметр борта 670 мм ,частота вращения барабана 1300 мм ,цикл работы центрифуги 24 минуты , в т. ч.подача суспензии 18 минут ,вязкость жидкости 1*10(-3) Па*с ,КПД 0,5

Задача 14

Определить сопротивление осадка и фильтрующей перегородки ,если при прохождении через фильтр 2 м фильтрата на перегородке отложилось 0,004м осадка, Константы фильтрования С = 1,6 *10(-3)м ,К = 6,68 *10(-7) м , при давлении р =0,4 МПа.

Задача 15

Рассчитать площадь отстаивания пылеосадительной камеры , если расход воздуха 3000кг/ч ,плотность газа 0 ,9 кг/м ,вязкость газа  0,06*10(-3)Па*с , плотность частиц  0,7т/ч ,критерий Рейнольдса 2,85 , диаметр частиц 300 мкм.

Задача 16

Определить количество испаренной влаги в сушилке , расход сухого воздуха сушилки , если расход материала 500 кг /ч , начальная влажность материала 50% ,конечная влажность 15 % ,влагосодержание на входе 0,058 кг , на выходе из аппарата 0,0089 кг .

Задача 17

Определить режим течения жидкости в межтрубном пространстве аппарата « Труба в трубе » , если диаметр внутренней трубы 35*2,5 мм , наружной 61*2,5 мм ,массовый расход воды 5000 кг ,плотность 1000 кг/м ,вязкость воды 1*10(-3) Па*с.

Задача 18

                                                                                                                                         Определить время опорожнения бака диаметром 1,6 м ,высотой 2,8 м ,истечение проходит через отверстие 0,06 м.

Задача 19

Требуется перекачать за 1 час 30тонн воды из бока с атмосферным давлением , в котором поддерживается избыточное давление 0,02 МПа , диаметр трубопровода 79*4 мм ,плотность воды 1000 кг/м . Определить объемный расход воды , режим течения жидкости в трубопроводе .

Задача 20

Определить режим течения жидкости в трубопроводе , если скорость течения 3,6 м/с ,диаметр трубы 35*2,5 мм ,плотность жидкости 1000 кг/м ,вязкость 1*10(-3) Па*с .

Уровень 2

Вариант 1.

1. Движение жидкости относится  к процессам..

А)Механическим

Б) Гидромеханическим

В) Тепловым

2 Экстракция относится к процессам…

А)Диффузионным

Б)Тепловым

В)Механическим

3  Переход жидкости из парообразного в жидкое состояние…

А) Испарение

Б) Конденсация

В)Адсорбция

4. Измерение температуры с помощью давления проводится термометром…

А)Манометрическим

Б)Жидкостным

В)Барометром

5. Прибор для определения влажности…

А)Термометр

Б)Манометр

В)Психрометр

6. Сортирование зернистых материалов называется…

А)Измельчение

Б)Классификация

В)Абсорбция

7.  Единица термодинамической температуры – Это градус…

А)Кельвина

Б)Цельсия

В)Фаренгейта

8.  Одна техническая атмосфера - это давление в..

А) 1 кг на см

Б)1 т на 1 метр

В)10 кг на см

9..  Для измерения малых давлений применяют…

А)Психрометры

Б)Микроманометры

В) Термометры

10.  Размер твердых частиц пылей…

А)0,1-0,5 мкм

Б)0,5-2 мкм

В)5-10 мкм

11.Движение жидкости с критерием Re 1200…

А)Турбулентное

Б)Ламинарное

В)Переходное

12.  Дисперсионная фаза – это  …

А )Внешняя среда

Б) Внутренняя среда

В) Смесь двух фаз

13. В пыли твердые  частицы -это

А) Дисперсная фаза

Б) Дисперсионная фаза

В) Смесь двух фаз

14  Смесь двух несмешивающихся жидкостей называется…

А) Суспензия

Б) Эмульсия

В)Пена

15.  Осаждение твердых частиц под действием сил тяжести…

А) Отстаивание

Б) Фильтрование

В) Диффузия

16. Разделение в поле центробежных сил – это…

А) Центрифугирование

Б) Гравитация

В) Осаждение

17  При определении критерия Рейнольдса в расчете используют…

А) Коэффициент вязкости

Б) Силу тяжести

В) Силу трения

18. Что не  относится к измельчению…

А) Сортирование

Б) Истирание

В) Удар

19 Скруббер применяют для..

А) Очистки газов

Б) Очистки жидкости

В) Измельчения материалов

20  Выделение твердой части из расплавов веществ называется…

А)Диффузия

Б)Кристаллизация

В)Обеспыливание

21  Какого вида подобия не существует…

А)Физическое

Б)Динамическое

В)Геометрическое

22. Формование относится к …

А)Прессованию

Б) Сортированию

В) Измельчению

23 Измельчение относится к

А) Диффузионным процессам

Б)Механическим процессам

В) Техническим процессам

24  Внутренняя среда в смеси двух фаз называется…

А)Дисперсная Б)Дисперсионная В)Средняя

25.  При расчете Re не  используют показатель…

А) Скорости жидкости

Б)Силы тяжести

В)Диаметра трубопровода

26.  Перемешивание не  бывает…

А)Механическое

Б)Воздушное

В)Циркуляционное

27  Нагревание относят к процессам…

А)Тепловым

Б)Механическим

В)Массообменным

28.Поглощение твердым поглотителем относится к …

А)Абсорбции

Б)Адсорбции

В)Десорбции

29 Жидкая фаза в пенах…

А)Дисперсная

Б)Дисперсионная

В)Диффузная

30. Неоднородная система называется…

А)Гомогенной

Б)Гетерогенной

В) Дисперсной

Вариант 2

1.  При расчете Re не  используют показатель…

А) Скорости жидкости

Б)Силы тяжести

В)Диаметра трубопровода

2.  Перемешивание не  бывает…

А)Механическое

Б)Воздушное

В)Циркуляционное

3.  Нагревание относят к процессам…

А)Тепловым

Б)Механическим

В)Массообменным

4.   Поглощение твердым поглотителем относится к …

А)Абсорбции

Б)Адсорбции

В)Десорбции

5.  Жидкая фаза в пенах…

А)Дисперсная

Б)Дисперсионная

В)Диффузная

6.   Неоднородная система называется…

А)Гомогенной

Б)Гетерогенной

В) Дисперсной

7. Движение жидкости относится  к процессам..

А)Механическим

Б) Гидромеханическим

В) Тепловым

8 . Экстракция относится к процессам…

А)Диффузионным

Б)Тепловым

В)Механическим

9..  Переход жидкости из парообразного в жидкое состояние…

А) Испарение

Б) Конденсация

В)Адсорбция

10. Измерение температуры с помощью давления проводится термометром…

А)Манометрическим

Б)Жидкостным

В)Барометром

11.  Прибор для определения влажности…

А)Термометр

Б)Манометр

В)Психрометр

12.   Сортирование зернистых материалов называется…

А)Измельчение

Б)Классификация

В)Абсорбция

13  Единица термодинамической температуры – это градус…

А)Кельвина

Б)Цельсия

В)Фаренгейта

14. Одна техническая атмосфера - это давление в..

А) 1 кг на см

Б)1 т на 1 метр

В)10 кг на см

15. Для измерения малых давлений применяют…

А)Психрометры

Б)Микроманометры

В) Термометры

16 Размер твердых частиц пылей…

А)0,1-0,5 мкм

Б)0,5-2 мкм

В)5-10 мкм

17.Движение жидкости с критерием Re 1200…

А)Турбулентное

Б)Ламинарное

В)Переходное

18. Дисперсионная фаза – это  …

А)Внешняя среда

Б)Внутренняя среда

В)Смесь двух фаз

19 В пыли твердые частицы- это

А)Дисперсная фаза

Б) Дисперсионная фаза

В) Смесь двух фаз

20 Смесь двух несмешивающихся жидкостей называется…

А) Суспензия

Б)Эмульсия

В)Пена

21  Осаждение твердых частиц под действием сил тяжести…

А)Отстаивание

Б) Фильтрование

В)Диффузия

22. Разделение в поле центробежных сил – это…

А)Центрифугирование

Б)Гравитация

В)Осаждение

23.  При определении критерия Рейнольдса в расчете используют…

А)Коэффициент вязкости

Б)Силу тяжести

В)Силу трения

24. Что не  относится к измельчению…

А)Сортирование

Б)Истирание

В) Удар

25.  Скруббер применяют для..

А)Очистки газов

Б)Очистки жидкости

В) Измельчения материалов

26. Выделение твердой части из расплавов веществ называется…

А)Диффузия

Б)Кристаллизация

В)Обеспыливание

27.  Какого вида подобия не существует…

А)Физическое

Б)Динамическое

В)Геометрическое

28.Формование относится к …

А)Прессованию

Б) Сортированию

В) Измельчению

29.  Измельчение относится к

А) Диффузионным процессам

Б)Механическим процессам

В) Техническим процессам

30.  Внутренняя среда в смеси двух фаз называется…

А)Дисперсная

Б)Дисперсионная

В)Средняя

Ответы на тесты

Ввариант 1:

1-б   2-а   3-б   4-а  5-б   6-б   7-а   8-а   9-б   10-а   11-б    12-а    13-а   14-б  15-а   16-а   17-а   18-а  19-а   20б   21-б   22-а   23-б    24-а    25-б    26-б    27-а    28-б     29-б    30-б

Вариант 2:

1-б   2-б   3-а   4-б   5-в   6-б    7-а   8-а   9-б    10-а    11-б    12-а    13-а    14-б    15-а   16-а   17-а  18-а   19-а   20-б   21-б   22-а   23-б    24-а    25-б    26-б   27-а   28-б   29-б   30-б