Geum.ru

Рабочая программа по дисциплине опд ф. 6 гидравлика и Теплотехника для специальности

Вид материалаРабочая программа
4. Содержание лекционного курса
Общие положения.
Гидромеханические процессы и аппараты.
Теплообмен. Теплообменные процессы и аппараты.
Массообмен. Массообменные процессы и аппараты.
5. Перечень практических занятий
Подобный материал:
1   2   3   4


4. Содержание лекционного курса


№

темы
Всего часов
№

лекции
Тема лекции.

Вопросы, отрабатываемые на лекции.

1
2
3
4

1






Общие положения.

1.1
1
1
Процессы переноса импульса, теплоты и массы. Классификация технологических процессов и аппаратов по определяющему виду переноса.

Кинетические закономерности переноса импульса, теплоты и массы, аналогия между процессами переноса. Общее кинетическое уравнение переноса. Понятия движущей силы процесса, коэффициента скорости и сопротивления. Разделение технологических процессов и аппаратов по определяющему виду переноса на гидромеханические, теплообменные и массообменные.

1.2
3
1, 2
Общие принципы анализа и расчёта технологических процессов и аппаратов.

Общий порядок расчёта процессов и аппаратов. Материальный и тепловой балансы. Определение коэффициента скорости процесса с использованием теории подобия. Основы теории подобия процессов переноса. Физическое и математическое моделирование. Понятие о средней движущей силе процесса, основные типы аппаратов.

2






Гидравлика

2.1
4
3, 4
Гидростатика.

Общие положения. Основное уравнение гидростатики. Приборы для измерения давления. Применение закономерностей гидростатики к анализу технических систем (сообщающиеся сосуды, гидравлический пресс и др.).

2.2
2
5
Гидродинамика, общие положения. Основные уравнения движения идеальной жидкости.

Факторы и характеристики движения жидкости. Понятие идеальной жидкости. Уравнение неразрывности потока для несжимаемой и сжимаемой жидкости. Дифференциальные уравнения движения Л. Эйлера, уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Понятие гидродинамического напора и его составляющих.

2.3
2
6
Основные уравнения движения реальной жидкости.

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости, потеря напора (давления) на внутреннее трение. Уравнение Дарси- Вейсбаха. Уравнения Навье- Стокса.

2.4
1
7
Критерии и критериальные уравнения движения вязкой жидкости.

Основные критерии подобия гидродинамики – методы получения, физический смысл. Основные виды критериальных уравнений и определяемые критерии в различных задачах анализа гидромеханических процессов.

2.5
3
7, 8
Режимы движения жидкости. Структура потока. Законы сопротивления.

Ламинарный, турбулентный и переходный режимы движения жидкостей- характеристика, структура потока, профили скорости. Законы гидравлического сопротивления для различных режимов и условий течения.

2.6
2
9
Потери напора на местных сопротивлениях. Расчёт трубопроводов.

Понятие местного сопротивления. Уравнение потерь напора (давления) на местном сопротивлении (уравнение Вейсбаха). Уравнение полных потерь напора (давления) в трубопроводе. Простые и сложные трубопроводы. Методы расчёта сложных трубопроводов.

2.7
2
10
Перемещение жидкостей, сжатие и перемещение газов.

Общие положения. Классификация нагнетателей по принципу действия: Поршневые, центробежные, осевые. Конструктивные схемы соответствующих нагнетателей. Насосные, вентиляторные и компрессорные установки - газо-гидродинамический анализ.

2.8
1
11
Объёмные нагнетатели.

Объёмные нагнетатели- типы, анализ работы, область применения, принципы выбора.

2.9
3
11, 12
Динамические нагнетатели.

Центробежные и осевые нагнетатели- анализ работы, область применения, принципы выбора. Работа нагнетателя на сеть. Совместная работа нагнетателей.

3






Гидромеханические процессы и аппараты.

3.1
1
13
Разделение неоднородных систем- общие положения.

Классификация неоднородных систем. Методы разделения. Материальный баланс процессов разделения.

3.2
3
13, 14
Осаждение.

Общие положения. Кинетика осаждения. Отстаивание под действием гравитационного поля. Осаждение под действием центробежной силы. Основные виды оборудования.

3.3
2
15
Фильтрование.

Общие положения. Фильтрование под действием разности давлений. Фильтрование под действием центробежной силы. Кинетика фильтрования. Основные виды оборудования.

3.4
2
16
Разделение газовых неоднородных систем.

Общие положения. Гравитационная очистка газов. Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил. Филтрование газов. Мокрая очистка газов. Осаждение под действием электрического поля. Основные виды оборудования.

3.5
2
17
Перемешивание в жидких средах.

Классификация способов перемешивания. Механическое перемешивание. Типы мешалок. Расчёт перемешивающих устройств.

4






Теплообмен. Теплообменные процессы и аппараты.

4.1
1
18
Теплоносители- общие положения.

Классификация теплоносителей. Основные виды теплоносителей- общая характеристика, область использования.

4.2
1
18
Теплофизические свойства газов.

Основные параметры состояния газов. Уравнения состояния идеальных газов. Смеси идеальных газов. Теплоёмкость.

4.3
1
19
Теплофизические свойства жидкостей и паров.

Фазовые состояния жидкости - общие положения, характеристики, свойства. Энтальпия.

4.4
1
19
Теплофизические свойства влажного воздуха.

Общие положения. Характеристики влажного воздуха. i,d- диаграмма влажного воздуха. Отображение процессов сушки в i,d- диаграмме.

4.5
1
20
Теплообмен - основные понятия и определения.

Понятие теплообмена. Элементарные способы переноса теплоты - теплопроводность, конвекция и тепловое излучение- краткая характеристика. Понятия комбинированного и сложного теплообмена. Специальные случаи теплообмена - теплоотдача и теплопередача.

4.6
1
20, 21
Теплопроводность.

Температурное поле. Температурный градиент. Тепловой поток. Закон Фурье для теплопроводности. Расчётные формулы стационарной теплопроводности: теплопроводность однородной и многослойной плоских стенок; теплопроводность однородной и многослойной цилиндрических стенок.

4.7
2
22
Теплопередача.

Теплопередача однородной и многослойной плоских стенок. Теплопередача однородной и многослойной цилиндрических стенок.

4.8
2
23
Конвективный теплообмен.

Факторы влияющие на процесс теплоотдачи. Уравнение Ньютона- Рихмана. Основные числа подобия, общий вид уравнений подобия конвективного теплообмена. Теплоотдача при свободной и вынужденной конвекции. Критериальные уравнения для частных случаев теплоотдачи - течение в трубах, внешние обтекание пластин, труб и трубных пучков.

4.9
2
24
Теплоотдача при изменении агрегатного состояния.

Теплоотдача при кипении – режимы, расчётные формулы для пузырькового кипения жидкости в большом объёме. Теплоотдача при конденсации- режимы, расчётные формулы для плёночной конденсации неподвижного пара.

4.10
2
25
Лучистый теплообмен.

Основные понятия и определения. Виды лучистых тепловых потоков, радиационные свойства физических тел. Тела с предельными радиационными свойствами. Основные законы теплового излучения. Лучистый теплообмен между телами. Понятие угловых коэффициентов.

4.11
2
26
Теплообменные аппараты (ТА).

Классификация ТА по принципу действия и схеме движения теплоносителей. Температурные графики рекуперативных ТА при прямотоке и противотоке. Определение среднего температурного напора в рекуперативных ТА. Методика расчёта рекуперативных ТА. Основные конструкции ТА, назначение, область применения, достоинства и недостатки.

4.12
2
27
Выпаривание.

Основные понятия. Технологические схемы. Особенности расчёта, конструкции выпарных аппаратов.

5






Массообмен. Массообменные процессы и аппараты.

5.1
3
28, 29
Массообмен- теоретические положения.

Основные понятия и определения. Способы задания концентрации. Аналогия процессов тепло- и массопереноса, основные виды массопереноса: массопроводность, молекулярная и конвективная диффузия. Законы Фика и Ньютона-Щукарёва. Диффузионные критерии и уравнения подобия. Массопередача. Понятие равновесия концентраций. Уравнения и коэффициенты массопередачи в системах «жидкость-жидкость» и «жидкость-твёрдое тело». Модифицированное уравнение массорередачи.

5.2
3
29, 30
Методы расчёта массообменных аппаратов.

Средняя движущая сила процесса массопередачи. Линия равновесия, рабочая линия процесса в y,x- фазовой диаграмме. Понятия числа единиц переноса и теоретической ступени изменения концентрации. Метод расчёта высоты аппарата с использованием понятия высоты единицы переноса. Графо- аналитический метод расчета числа ступеней изменения концентрации (числа тарелок) с использованием y,x- фазовой диаграммы.

5.3
2
31
Абсорбция и ректификация. Массообменные аппараты колонного типа.

Основные понятия и определения. Схемы установок. Особенности расчёта. Конструкции и принцип работы аппаратов колонного типа: насадочные и тарельчатые колонны.

5.4
2
32
Экстракция, экстрагирование.

Основные понятия и определения. Схемы установок. Особенности расчёта. Конструкции и принцип работы аппаратов.

5.5
2
32
Адсорбция, ионный обмен.

Основные понятия и определения. Схемы установок. Особенности расчёта. Конструкции и принцип работы аппаратов.

5.6
2
33
Сушка.

Основные понятия и определения. Схемы сушильных процессов. Особенности расчёта. Конструкции сушилок.

5.7
1
34
Кристаллизация и растворение.

Основные понятия и определения. Схемы установок. Особенности расчёта. Конструкции и принцип работы аппаратов.

5.8
1
34
Мембранные процессы.

Основные понятия и определения. Схемы установок. Особенности расчёта. Конструкции и принцип работы аппаратов.


5. Перечень практических занятий


№ темы
Всего часов
№ занятия
Тема практического занятия.

Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии.

1
2
3
4

2.1
2
1
Гидростатика.

Решение задач на применение основного уравнения гидростатики к различным техничским системам.

2.3-

2.5
2
2,3
Гидродинамика.

Решение задач на применение уравнения Бернулли, уравнений для потери напора (давлния) на линейном и местном гидравлических сопротивлениях (уравнение Дарси-Вейсбаха и уравнение Вейсбаха), выражений для коэффициентов сопротивления для анализа различных технических систем.

2.6
4
4
Трубопроводы.

Гидравлические расчёты сложных трубопроводов при различных постановках задач.

3.2
4
5, 6
Осаждение.

Расчёты процессов и аппаратов гравитационного отстаивания и центробежного осаждения в жидких и газообразных средах.

3.3
2
7
Фильтрование.

Расчёты процессов и аппаратов для фильтрования под действием разности давлений и центробежной силы в жидких и газообразных средах.

3.5
2
8
Перемешивание.

Расчёты механических перемешивающих устройств. Определение мощности, расходуемой на перемешивание.




4.6
2
9
Теплопроводность.

Решение задач стационарной теплопроводности плоских и цилиндрических стенок (однородных и многослойных)

4.7
2
10
Теплопередача.

Решение задач на теплопередачу через плоские и цилиндрические стенки (однородные и многослойные), определение критического диаметра цилиндрической стенки и определение коэффициента теплопроводности тепловой изоляции.

4.8
2
11
Конвективный теплообмен.

Решение задач на конвективную теплоотдачу при различных вариантах внутреннего и внешнего течения.

4.10
2
12
Лучистый теплообмен.

Решение задач лучистого теплообмена между телами.

4.11
2
13
Теплообменные аппараты (ТА).

Решение задач теплового расчёта и выбора ТА.

5.2, 5.3
6
14-16
Методы расчёта массообменных аппаратов.

Расчёты рабочей высоты массообменных аппаратов колонного типа (абсорберов и др.) с использованием различных методов.

5.6
2
17
Сушка.

Анализ и расчёт процессов сушки с использованием i,d-диаграммы влажного воздуха.