Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Область применения рабочей программыСтр 1 из 5Следующая ⇒
ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ Методические указания и задания для выполнения контрольных работ для студентов, обучающихся по заочной форме специальности 240134 Переработка нефти и газа
2012г.
Автор: Тимергазина Т.М., преподаватель ГБПОУ Салаватский индустриальный колледж
Рецензент:
Агибалова Н.Н., преподаватель ГБПОУ Салаватский индустриальный колледж
СОДЕРЖАНИЕ
Введение Методические указания составлены на основе рабочей программы учебной дисциплины «Процессы и аппараты», которая является частью основной профессиональной программы базовой подготовки в соответствии с ФГОС СПО по специальности Переработка нефти и газа. Целью методических указаний является реализация Федеральных государственных образовательных стандартов по специальности 240134 Переработка нефти и газа (базовый уровень подготовки) при заочной форме обучения. Рабочая программа учебной дисциплины «Процессы и аппараты» предусматривает изучение студентами теоретических основ технологических процессов нефтегазопереработки, устройства и работы основных аппаратов и оборудования, методов их расчета. Современные процессы переработки нефти отличаются большим многообразием технологических приемов и аппаратурного оформления, а также ассортимента выпускаемой продукции. Еще в большей степени это относится к нефтехимии. Однако разнообразные технологические приемы, применяющиеся в различных процессах переработки, основываются на использовании ряда однотипных процессов, подчиняющихся некоторым общим закономерностям, и соответствующих аппаратов. Так, в самых разнообразных производствах применяются такие общие процессы, как нагревание и охлаждение, перегонка и ректификация, абсорбция, перемешивание, отстаивание, фильтрация и т.д. Аппараты, применяемые для каждого из этих процессов, также являются однотипными, хотя их конструкция может существенно отличаться в зависимости от специфических особенностей различных производств. Для правильного аппаратурного оформления и выбора режимов работы различных производств необходимо глубокое знание общих закономерностей работы аппаратов и процессов, протекающих в них.
В результате освоения учебной дисциплины студент должен
уметь: - читать, выбирать, изображать и описывать технологические схемы; - выполнять материальные и энергетические расчеты процессов и аппаратов; - выполнять расчеты характеристик и параметров конкретного вида оборудования; - обосновывать выбор конструкции оборудования для конкретного производства; - обосновывать целесообразность выбранных технологических схем; - осуществлять подбор стандартного оборудования по каталогам и ГОСТам.
знать: - классификацию и физико-химические основы процессов химической технологии; - характеристики основных процессов химической технологии: гидромеханических, механических, тепловых, массообменных; - методику расчетов материального и теплового балансов процессов и аппаратов; - методы расчета и принципы выбора основного и вспомогательного технологического оборудования; - типичные технологические системы химических производств и их аппаратурное оформление; - основные типы, устройство и принцип действия основных машин и аппаратов химических производств; - принципы выбора аппаратов с различными конструктивными особенностями. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Паспорт РАБОЧЕй ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Процессы и аппараты Область применения рабочей программы Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы углубленной подготовки в соответствии с ФГОС по специальности СПО 240134 Переработка нефти и газа (базовый уровень). Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании (в программах повышения квалификации и переподготовки) и профессиональной подготовке по рабочим профессиям: аппаратчик хемосорбции; аппаратчик перегревания; аппаратчик осушки газов; аппаратчик димеризации; оператор технологических установок
1.1.2 Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: дисциплина входит в профессиональный цикл и относится к числу общепрофессиональных дисциплин. 1.1.3 Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины. В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь: - читать, выбирать, изображать и описывать технологические схемы; - выполнять материальные и энергетические расчеты процессов и аппаратов; - выполнять расчеты характеристик и параметров конкретного вида оборудования; - обосновывать выбор конструкции оборудования для конкретного производства; - обосновывать целесообразность выбранных технологических схем; - осуществлять подбор стандартного оборудования по каталогам и ГОСТам.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать: - классификацию и физико-химические основы процессов химической технологии; - характеристики основных процессов химической технологии: гидромеханических, механических, тепловых, массообменных; - методику расчетов материального и теплового балансов процессов и аппаратов; - методы расчета и принципы выбора основного и вспомогательного технологического оборудования; - типичные технологические системы химических производств и их аппаратурное оформление; - основные типы, устройство и принцип действия основных машин и аппаратов химических производств; - принципы выбора аппаратов с различными конструктивными особенностями.
1.1.4 Количество часов на освоение рабочей программы учебной дисциплины: максимальная учебная нагрузка обучающегося 359 часов, в том числе: обязательная аудиторная учебная нагрузка обучающегося 246 часа; лабораторно-практические занятия 58 часов; курсовой проект 40 часов самостоятельная работа обучающегося 54 часа.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 1.2.1 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
1.2.2 Тематический план и содержание учебной дисциплины Процессы и аппараты
1.3 условия реализации УЧЕБНОЙ дисциплины Требования к минимальному материально-техническому обеспечению Реализация учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета; лаборатории процессов и аппаратов. Оборудование учебного кабинета: посадочные места по количеству обучающихся, рабочее место преподавателя; комплект моделей оборудования для гидравлических, тепловых и массообменных процессов. Технические средства обучения: мультимедиа-проектор, ноутбук, колонки, набор ЦОР по дисциплине (презентации к лекциям, анимационные схемы и модели работы аппаратов и установок, модели процессов) Оборудование лаборатории и рабочих мест лаборатории: установка для исследования тепловых процессов; установка для исследования гидравлических процессов; установка для исследования массообменных процессов (ректификация); установка для исследования псевдоожиженного слоя; компрессор; установка для исследования гидравлических сопротивлений; насосная установка. Приборы: термометры спиртовые, вискозиметр, секундомер. Мини-лаборатории «Капелька»: «Режимы движения жидкости», «Свойства нефтепродуктов», «Иллюстрация уравнения Бернулли», «Потери напора на трение», «Потери напора в местных сопротивлениях». Ноутбуки; комплект виртуальных лабораторий. Контроль и оценка результатов освоения УЧЕБНОЙ Дисциплины Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий.
Введение Студент должен: знать: - сущность и задачи дисциплины «Процессы и аппараты»; - основные единицы величин Международной системы единиц (СИ); - основные направления в развитии нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств; - классификацию основных процессов и аппаратов; - общие принципы расчета нефтеперерабатывающиего и нефтехимического оборудования: материальный и тепловой балансы, кинетику и статику процессов.
уметь: - применять основные законы физики при составлении материальных и тепловых балансов; - переводить единицы измерения СИ в единицы других систем и наоборот.
При изучении данной темы следует обратить внимание на изучение сущности и задач дисциплины, основные единицы величин Международной системы единиц (СИ). Необходимо уметь применять основные законы физики при составлении материальных и тепловых балансов, переводить единицы измерения СИ в единицы других систем и наоборот. Практика показывает, что большая часть ошибок при решении задач по курсу связана именно с размерностями физических величин, поэтому размерностям физических величин нужно уделить большое внимание.
Вопросы для самоконтроля 1. Значение нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности в экономике Российской Федерации. 2. В чем заключается сущность и задачи дисциплины. 3. Приведите классификацию основных процессов и аппаратов. 4. Каковы достижения в области нефтяного аппаратостроения в России и за рубежом? 5. Какие основные физические законы применяются при изучении дисциплины? 6. Что является основой материального баланса, как его составляют? 7. Что является основой теплового баланса, как его составляют? 8. В чем заключается расчет аппарата? 9. Каково значение Международной системы единиц (СИ)? 10. Какие основные и дополнительные единицы входят в систему СИ?
Литература: [1], с. 6-18; [2], с. 3-8, с. 22-33; [3] с. 3-22.
Тема 1.1. Основы гидравлики
Студент должен: знать: - основные свойства жидкостей (плотность, вязкость, поверхностное натяжение) зависимость этих свойств от температуры и давления; - свойства нефтепродуктов, зависимость этих свойств от температуры и давление; - определение гидростатического давления, абсолютного, избыточного и вакуумметрического давления; - уравнение расхода и материальный баланс потока; - физическую сущность уравнения Бернулли для идеальной и реальной жидкостей; - принципы измерения скоростей и расходов; - критерии подобия гидравлических процессов; - потери напора и давления при движении жидкости; - особенности истечения жидкостей из отверстия и через водосливы; - порядок расчета трубопроводов. уметь: - определять свойства жидкостей в зависимости от температуры и давления - находить свойства нефтепродуктов по справочникам и рассчитывать по формулам; - определять давление в назначенных точках системы; - определять массовый и объемный расход, линейную и массовую скорость и производить их взаимный перерасчет; - применять уравнение Бернулли при решении задач; - определять режим движения жидкости; - определять критические скорости потоков; - определять потери напора и давления по формулам; - определять коэффициенты трения и местного сопротивления по формулам, графикам, таблицам; - определять основные расходные характеристики, диаметры трубопровода.
При изучении материала данной темы следует обратить внимание на размерность величин основных свойств жидкостей (капельных и упругих). Для нефтепродуктов часто встречается понятие относительной плотности. Относительной плотностью r называется отношение плотности вещества при 20 0С к плотности дистиллированной воды при температуре Известно, что плотность жидкости с повышением температуры уменьшается. Плотность газов зависит от температуры и давления: с увеличением температуры плотность газов понижается, а с увеличением давления -плотность увеличивается. Плотность газов при любых температурах и давлении определяется по уравнению
,
где М - молекулярная масса газа, кг/моль; Т - абсолютная температура системы. К; Р - давление системы, МПа. С изменением температуры изменяется и вязкость жидких веществ с увеличением температуры уменьшается, газообразных – увеличивается, что объясняется различными причинами ее возникновения. При изучении гидростатики необходимо понять, что гидростатическое давление - это давление внутри жидкости, размерность его в системе СИ- . Свойства гидростатического давления являются очень важными для изучения дальнейшего материала. Обратите внимание на то, что: - гидростатическое давление внутри жидкости распространяется во все стороны с одинаковой силой; - гидростатическое давление всегда действует по нормали к поверхности, воспринимающей это давление. Важным понятием, часто встречающимся в практике, является расход. Расходом называется количество жидкости, проходящее через поперечное сечение потока в единицу времени. Объемный расход
,
где Q - объемный расход, м3/с; w - площадь живого сечения потока, м2; u - средняя скорость потока, м/с. Массовый расход, связан с объемным расходом соотношением
,
где G – массовый расход, кг/с; r - плотность жидкости, кг/м3. Очень важным является изучение уравнения неразрывности потока и уравнения Бернулли. Этот материал является основным при изучении теоретических основ гидромашин. Уравнение неразрывности потока (при установившемся движении жидкости) позволяет определить расход жидкости и выразить скорость движения жидкости в одном сечении через скорость движения жидкости в другом сечении
.
Уравнение Бернулли (энергетический баланс потока) справедливо только для установившегося движения жидкости. Согласно уравнению Бернулли, при движении идеальной жидкости, сумма геометрического, пьезометрического и скоростного напоров во всех сечениях потока является постоянной величиной, т.е.
,
где z – геометрический напор, м; - пьезометрический напор, м; - скоростной напор, м. Для реальной жидкости уравнение Бернулли имеет вид
,
где hпот – потерянный напор, м. Таким образом, при установившемся движении реальной жидкости сумма геометрического, пьезометрического, скоростного и потерянного напоров в любом сечении потока является величиной постоянной. Студентам необходимо знать режимы движения жидкости, критерий Re, которые характеризует режим движения жидкости. Вопрос определения потерь напора на трение по длине потока и в местных сопротивлениях практически очень важен, поэтому должен быть изучен с большим вниманием. Необходимо обратить внимание, что при определении потерь напора имеют дело с коэффициентом трения l. При ламинарном движении значение lзависит только от величины критерия Re и определяется по уравнению Стокса . При турбулентном режиме движения жидкости lзависит от критерия Re и шероховатости стенок трубопровода. Существует очень много формул, с помощью которых можно определить l. Обратите внимание на то, что каждая формула имеет свои границы применения. Коэффициенты местного сопротивления x, обычно определяются опытным путем. При расчетах значения коэффициентов местных сопротивлений можно брать из таблиц учебников. Для расчета трубопроводов используются ранее изученные закономерности гидродинамики. Правильность расчета проверяется по величине потери давления в трубопроводе, потери должны быть умеренными: примерно 5-15% от давления нагнетания.
Вопросы для самоконтроля 1. В чем состоит различие между капельными и упругими жидкостями? 2. Дайте определение основных свойств жидкостей. 3. Как изменяется плотность с изменением температуры? 4. Как изменяется вяз Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-03; Просмотров: 1417; Нарушение авторского права страницы