Личная книжка студента III курса дневного отделения (стр. 9 )

Часть 1. Гидромеханические процессы и аппараты

Лекция 1. Предмет, задачи и методологические основы курса. Его роль в системе подготовки инженера химика-технолога, структура. Краткие исторические сведения перспективы развития. Классификация основных процессов химической технологии. [1,с. 9-15; 4, с. 5 – 8].

Лекция 2. Основные задачи и принципы анализа, расчета, моделирования и оптимизации процессов и аппаратов. Непрерывные и периодические, стационарные и нестационарные процессы; их основные характеристики.

Гидромеханические процессы и аппараты. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидромеханики в химической аппаратуре

Капельные и упругие жидкости, их основные свойства и параметры. Модели реальной и идеальной жидкостей. [1, с. 15 - 24, 438 – 440].

Лекция 3. Гидростатика. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера. Основное уравнение гидростатики. [1, с. 29 – 33].

Лекция 4. Практические приложения основного уравнения гидростатики (постановка задачи с рассмотрением конкретных примеров на семинарах) Гидродинамика, ее значение в химической технологии. Внутренняя, внешняя и смешанная (сопряженная) задачи гидродинамики. [1, с. 33 – 37].

Лекция 5. Основные характеристики течения жидкостей. Закон внутреннего трения Ньютона; динамическая и кинематическая вязкость. Понятие о неньютоновских жидкостях. Режимы течения жидкостей: представление о ламинарности и турбулентности. [1, с.25-29,37, 38, 40-42].

Лекция 6. Ламинарное течение. Распределение скоростей по поперечному сечению (закон Стокса) и расход жидкости (уравнение Пуазейля) при установившемся ламинарном потоке в круглой трубе. [1, с. 42 – 44].

Лекция 7. Турбулентное течение. Механизм и основные характеристики турбулентности. Пограничный слой и ядро потока, вязкий подслой. [1, с.44- 47].

Лекции 8-10. Основные уравнения гидродинамики. Дифференциальное уравнение неразрывности (сплошности) потока. Уравнение постоянства расхода. Дифференциальные уравнения течения Эйлера для идеальной жидкости. [1, с. 48 - 52.]

Лекции 11 - 12. Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкостей. Практические приложения уравнения Бернулли: принципы измерения скоростей и расходов, истечения жидкостей и др. (Постановка задачи с подробным рассмотрением на семинарах и в лаборатории). Дифференциальные уравнения течения реальной жидкости (Навье - Стокса). [1, с. 54 - 64, 52 – 54].

Лекции 13 - 14. Гидравлическое сопротивление трубопроводов и аппаратов: расчет потерь напора (давления) на трение и местные сопротивления. [1, с.84-91].

Лекции 15 -18. Основы теории обобщенных переменных: принципы подобия. Принципы физического и математического моделирования: аналогия.

Гидродинамическое подобие: подобные преобразования уравнений Навье-Стокса; критерии гидродинамического подобия. Уравнение гидродинамики в обобщенных переменных. Метод анализа размерностей и его применение в гидродинамике (постановка задачи с подробным рассмотрением конкретных примеров на семинарах). Принципы оптимизации при расчете диаметров трубопроводов и аппаратов. [1, с. 64 – 84].

Лекции 19 -21. Перемещение жидкостей через трубопроводы и аппараты. Насосы.

Основные параметры и характеристики насосов: производительность, напор, мощность, коэффициент полезного действия; высота всасывания. Классификация, принципы устройства и действия, сопоставление, работа на сеть и выбор основных типов насосов: центробежных, поршневых (плунжерных), осевых (пропеллерных), струйных и др. Области их практического применения. [1, с. 127 - 151; 4, с. 40 –49].

Лекции 22-26. Процессы и аппараты для разделения гетерогенных смесей. Теория и основы процессов разделения

Материальный баланс разделения. Движение тел в жидкостях. Основы теории осаждения. Осаждение в полях силы тяжести и центробежной силы. Расчет скоростей свободного и стесненного осаждения шарообразных частиц и частиц неправильной формы. Расчет отстойной аппаратуры. [1, с.176-182,95-101,212-214].

Лекции 27 - 28. Гидродинамика зернистых слоев: расчет гидравлического сопротивления неподвижного и псевдоожиженного слоев, скоростей псевдоожижения и свободного витания (уноса); пневмотранспорт. Особенности псевдоожижения газами и капельными жидкостями монодисперсных и полидисперсных слоев.[1, с. 106- 111].

Лекция 29 - 30. Теория и основы расчета процессов фильтрования. Расчет фильтров периодического и непрерывного действия. [1, с. 186- 197, 210-212].

Лекции 31 - 34. Аппаратура для разделения гетерогенных смесей

Классификация аппаратуры для разделения жидких и газовых гетерогенных смесей. Основные конструкции аппаратов для осаждения в полях силы тяжести (отстойники для суспензий, эмульсий и пылей), центробежной силы (циклоны, гидроциклоны, отстойные центрифуги) и в электростатическом поле (электрофильтры); для фильтрования в полях сил тяжести, давления (фильтры) и центробежной силы ( фильтрующие центрифуги); для мокрой очистки газов. Сопоставление и рациональные области применения различных способов разделения гетерогенных смесей и соответствующих аппаратов. [1, с. 182 - 185, 197 - 210, 217 - 224, 226, 227, 228 - 245; 4, с. 9 – 30].

Лекции 35 - 37. Перемешивание в жидких средах

Способы перемешивания, их назначение и сопоставление. Понятия об эффективности и интенсивности перемешивания. Расчет мощности, потребной для механического перемешивания. Конструкции основных типов механических мешалок, их сопоставление и рациональные области применения. [1, с. 246 - 258; 4, с. 35 – 39].

Лекции 37 - 40. Элементы гидродинамики двухфазных потоков с подвижной границей раздела фаз

Пленочное течение жидкостей: режимы течения пленок в условиях воздействия на них потока газовой фазы и без такого воздействия; распределение скоростей по сечению, средняя скорость и толщина пленки, стекающей ламинарно по твердой поверхности (вывод системы уравнений Навье-Стокса и неразрывности); понятия о захлебывании и брызгоуносе. Основные представления о барботаже. [1,с.111- 117].

СЕМИНАРЫ

Семинар 1. Единицы измерения и размерности величин. Физические свойства и параметры жидкостей и газов. Гидростатика. [3, с. 9 - 13, примеры 1.1 - 1.5]

Семинар 2. Гидростатика: основное уравнение гидростатики и его приложения. [3, с . 10, примеры 1.6 - 1.8]

Семинар 3. Гидродинамика: уравнение расхода, режимы течения жидкости, критерий Рейнольдса. [3, с. 13 - 15, примеры 1.16 - 1.18]

Семинар 4. Распределение скоростей по поперечному сечению канала. Уравнение Пуазейля. [1, с. 42-44]

Семинары 5 - 6. Уравнение Бернулли и его приложения: принципы измерения скоростей и расходов потоков, расчет времени истечения и др. (с выводами расчетных зависимостей). [3, с. 15, примеры 1.19 - 1.23]

Семинар 7. Гидравлическое сопротивление трубопроводов и аппаратов. [3, с. 18 - 26, примеры 1.24 - 1.26, 1.28]

Семинар 8. Насосы: определение производительности, напора, мощности, максимальной высоты всасывания. [3, с. 64 - 67, примеры 2.1 - 2.4]

Семинар 9. Характеристики насосов, их работы на сеть и выбор. [3, с.67, примеры 2.5, 2.6]

Семинар 10. Расчетная (контрольная) работа по основам гидравлики и насосам.

Семинар 11. Материальный баланс процессов разделения. Отстаивание. Расчет отстойной аппаратуры. [3, с. 89 - 93, примеры 3.1, 3.2, 3.6, 3.8]

Семинар 12. Гидродинамика неподвижного слоя зернистых материалов. [1, с.101 – 106]

Семинар 13. Гидродинамика псевдоожиженного слоя зернистых материалов. Фильтрование. [3, с. 101 - 104, 94 - 97, примеры 3.26 - 3.28, 3.11 - 3.13]

Семинар 14. Фильтрование: расчет фильтров. [3, с. 94- 97, примеры 3.14 - 3.20]

Семинар 15. Расчетная (контрольная) работа по гидромеханическим процессам.

Семинар 16. Элементы расчета механических мешалок для жидкостей. Подведение итогов семестра. [3, с. 104, 106, примеры 3.30 - 3.31]

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Физико-химические методы анализа

Краткие методические указания

Учебные занятия по курсу физико-химических методов анализа состоят из лекций и лабораторного практикума, который студенты выполняют по маршрутной схеме. На лекциях излагается основной теоретический материал курса. Студентам рекомендуется систематически прорабатывать теорию методов по учебникам и конспектам лекций ( 2 ч. в неделю). Практикум включает лаборатории оптических, электрохимических и хроматографических методов анализа. В каждой лаборатории выполняется по четыре лабораторных работы. Допуск студента к практической части лабораторной работы предполагает знание её теоретических основ, аппаратуры, правил работы с ней и методики анализа. При домашней подготовке к ней необходимо оформить эти разделы письменно в лабораторном журнале, а также решить задачи. После прохождения каждой лаборатории проводится коллоквиум, а после окончания лабораторного практикума — письменная итоговая контрольная работа и дифференцированный зачёт.

Библиографический список

Основной

I. Практикум по физико-химическим методам анализа /Под ред. . М.: Химия, 1987. 248 с.

2 . Основы аналитической химии. В 2 кн / Под ред. . М.: Высшая школа, 1996

3 . Васильев химия, Ч.2 . Физико-химические методы анализа. М. : Высшая школа, 1989 , 384 с.

4 . Крешков аналитической химии. Кн.3. М.: Химия,1970 . 472 с.

5 . Ляликов -химические методы анализа. М.: Химия. 1974.536 с.

6 . Сборник вопросов и задач по физико-химическим методам анализа. Под ред. ( 1. Оптические методы. 2. Электрохимические методы.. 3. Хроматографические методы ), МХТИ им. , М., 1983. 85с.

7. Лопатин основы электрохимических методов анализа. М.: Высшая школа, 1975. 295 с.