05.17.08 (Программы вступительных экзаменов в аспирантуру по направленностям)

ФЕЛЕРОЛЬНСЕ ГССУЛОДСТОЕЯЯОЕ О®ЛЯЕЕТИОЕ ОйрйЗООйТЕЛЬИОЕ ~ЧРЕжЛЕНЯЕ оь~с~ое1о йброзоййвйя оЬ1оекооекий технологический уииоереи ген У "1 ВЕРЖДА10 Программа вступительного экзамена Уровень высшего образования Полготопка калрои пыспзей каалнфнкапин Направление подготовки 13.06.01 «Химическая технологии» Направленность (на~ чная специальность) 05.17.08 ийропеееы и аппараты химической технологии» Форма ООучения — Очнйя, Заочная 1. Гидравлика Основные законы переноса субстанции в процессах химической технологии. Основное балансовое соотношение. Уравнения неразрывности потока и расхода. Объемный и массовый расход жидкости.

Дифференциальное уравнение движения несжимаемой жидкости !уравнение Нс!Бье -- С !(жса). Гидростатика. Идеальная жидкость. Уравнение Эйлера и основное уравнение гидростатики. Уравнение поверхности уровня. Давление и поверхности уровня в покоящемся сосуде и вертикальном цилиндрическом сосуд, вра!цакэщеыся вокруг своей оси, Силы давления на дно и боковые стенки сосуда. Центр давления, Гидродинамика. Основные понятия. Задачи !идродинамики. Уравнения Бернулли для идеальной жидкости. Геометрическая и энергетическая интерпретации уравнения Бернулли. Потерянный напор при течении реальных жидкостей. Уравнение равномерного движения !Дарси — Вейсбаха). Коэффициент гидравлического сопротивления. Геометрическое и физическое подобие.

Масштабные преобразования. Основы теории физического и математического моделирования процессов химической технологии. Критерии подобия в гидродинамике, Ламинарный режим. Скорость и расход. Турбулентный режим. Общая картина течения. Профиль скорости, Расчет трубопроводов, Местные сопротивления. Трубопроводы простые и сложные. Задачи эксплуатации и проектирования при расчете трубопроводов.

Расчет простого трубопровода. Алгоритмы реп!ения задач эксплуатации и проектирования, Расчет сложного !разветвленного) трубопровода. Расчет газопровода при изотермическом течении газа. Течение жидкостных и.:!енок и истечение жидкостей из отверстий. Гравитационное течение жидкостных пленок по вертикальной поверхности, Профиль скорости и расход. Средняя скорость. Истечение при постоянном ~~~~р~. С~~р~~~~ ~~~~~~~~~ и р~~~~д ~~р~~ ~~~~рс~~~, Истечение при переменном напоре. Время опорожнения сосудов различной формы !обц!ий случай и конкретный пример). Неньютоновские жидкости.

Характеристики неньютоновских жидкостей. Диаграммы сдвига. Зависимости кажущейся вязкости от напряжения сдвига, Бингамовские жидкости. Профиль скорости и подход к определению расхода, Псевдопластичные (и дилатантные) жидкости. Скорость и расход таких жидкостей в круглых трубах. !'пдравлика дисперсных систем Общая характеристика дисперсных систем с твердой фазой.

Порозность слоя и средний диаметр частиц. Сопротивление неподвижного слоя ~форму'!а Эргана). Псевдосгкиженный слой. Кривые псевдоожижения. Сопротивление псевдоожиженного слоя. Вывод формулы Тодеса для скорости начала псевдоожижения. Скорость ~итания одиночной частицы. Вывод формулы Тодеса для скорости ~и~виня. В~~~~~ и порозность псевдоожиженного слоя, З~~~~~~о~~~ порозности слоя от скорости газа.

Обобщенная формула Тодеса, Перемещение жидкостей. Классификации насосов. Основные характеристики насоснои ус1яновки. Ирои.1води1ельносгь, напор, мОщнОсть. Порп1невьге насосы. Принцип действия и классификация. Производительность. Закон движения поршня. Диаграмма подачи.

Неравномерность подачи. Работа и расчет воздушных колпаков. Предельная высота всасывания поршневыми насосами 1'с воздушным колпаком и без него). Регулирование производительности. Центробежные насосы. Устройство и принцип работы. Основное уравнение центробежного насоса. Напор и производителыюсть цептробе1кных насосов, Частные и универсальные характеристики центробежных насосов. Последовательная и параллельная работа двух насосов. Предельная высота всасывания. 2. Гидромехаиические процессы Осаждение. Характеристики разделяемой системы. Производительность. Конструкции и расчет отстойников: вертикальных и горизонтальных, периодических и непрерывного действия, Центробежное осаждение Принцип работы и конструкции центрифуг.

Расчет времени Осаждения частиц Б поле центрооежных сил. ПроизВодительность центрифуг. Циклоны. Мультициклоны. Мощность, затрачиваемая при работе центрифуг. Фильтрование. Устройство и работа фильтров. Основное уравнение фильтрования. Фильтрование при постоянной движущей силе и при постоянной скорости фильтрования. Определение параметров процесса фильтрования. Фильтрование в поле центробежных сил. Перемеши вани е. Цели процесса перемешивания, Способы перемешивания.

Пневматическое перемешивание. Циркуляционное перемешивание. Перемешивание лопастными мешалками. Расчет мощности на пьремсшивание для .1опясзеи рйзличнои ьонфи1~ рации. Структура по~оков. Общие понятия. Модели идеального Вытеснения 1ИВ1 и идеального перемешивания ~ИП1. Причины продольного перемешивания. Сравнение аппаратов ИВ и ИП. Модель ИВ. Время пребывания. Кривые отклика. Результирующий эффект процесса. Модель ИП: время пребывания.

кривые отклика, результирующий1 эффект. Параметры кривых отклика моделей ИВ и ИП. Структура потоков в реальных аппаратах, Ячеечная модель. Сущность модели, Расчетные соо1.ношения. Диффузионная модель потока с продольным перемешиванием. Сущность модели, Расчетные соотношения, Кривые отклика. СопостаВление и Оценка моделей различных уроВней. Экспериментальное изучение продольного перемешивания. Общие положения. С~~зь кри~~~ ~~~л~к~ с функциями р~с~р~дел~~и~. Выбор модели и определение ее параметров методом моментов.

3. Тепловые процессы и яппарвть1 Назначение, классифи1сация и с~емы теплообменных аппаратов. Промышленные спосОбы подвода и Отвода тепла к химической аппаратуре. Конструктивный и поверочный расчеты теплообменных аппаратов, Основы теории теплопередачи. Коэффициент теплопередачн. Теплопередача через одно- и многослойные плоские и цилиндрические стенки и сферические поверхности, когда рабочие вещества не изменяют агрегатное состояние. Теплопередача от конденснрующегося пара к потоку теплоносителя не изменяющего свое агрегатное состояние.

Теплопередача от конденсирующего пара к кипящей жидкости, Движушая сила стацнонарного процесса и температурные профили теплоносителей в рекуперативных аппаратах при прямо-, противо- и смешанном токе. Распределение температур в катализаторной зоне круглой трубы. Критическая и целесообразная толщина ТЕПЛОВой ИЗОЛЯЦИИ.

Выпаривание. Физико — химические основы процесса выпаривания. Типовая схема однокорпусной выпарной установки с барометрическим конденсатором смешения и принцип расчета основных технологических и конструктивных параметров аппарата. Многокорпусная выпарная установка, принципиальная схема и расчет основных технологических н конструктивных параметров аппаратов. Выпарные аппараты с тепловым насосом. Повышение эффективности выпарных установок за счет утилизации теплоты. 4.

Основы теории массопередачп и методы расчета массообменной аппаратуры Основы массопередачи. Классификация массообменных процессов:, Конструкции массообменных аппаратов: тарельчатые и насадочные, Концентрации: массовые н мольные; абсо~потные и относительные. Концентрационный треугольник. Его свойства. Правило сложения смесей, Правило рычага 1 и 2 рода.

Вычитание смесей. Следствия из правил. Фазовое равновесие в диаграмме у — х и в треугольной диаграмме. Направление и движущая сила массообменного процесса. Основное уравнение массопередачн, Расчет потока вещества по известным потокам фаз и концентрациям. Общая схема процесса массопереноса в ашьарате и влияние отдельных стадий на результат для простейшего случая ~идеальное перемешивание в каждой из фаз).

Поверхностная ~кинетическая) и балансовая задачи. Уравнение рабочих линий при прямоточном и противоточном движении фаз в режиме идеального вытеснения. Г рафический способ определения числа теоретических ступеней. Аналитический расчет числа теоретических ступеней при прямой линии равновесия. Конструкции тарелок: колпачковая, ситчатая, клапанная. Расчет вы~о~ы тарельчатых колонн. Р~~~е~ насадочных массообменных аппаратов. Двухпленочная теория массопередачи.

Определение коэффициентов массопередачи при известных коэффициентах массоотдачи в фазах. Расчет средней движущей силы процесса массопередачи в общем случае ~кривая линия равновесия) и при прямой линии равновесия. Расчет поперечного сечения массообменного аппарата. Расчет высоты насадочного аппарата с помощью ВЕП и ВЭТС Абсорбция. Требования к абсорбенту.

Равновесие при абсорбции. Влияние температуры и давления. Схема абсорбционно — десорбционной установки, Неизотермическая абсорбция. Построение политермы. Абсорбция с рециркуляцией абсорбента Процессы перегонки (дистилляция и ректификация). Фазовое равновесие жидкость — пар для бинарных смесей. Идеальные смеси с полной взаимной растворимостью компонентов. Влияние давления на фазовое равновесие. Относительная летучесть.

Аналитическая зависимость у от х. Фазовое равновесие реальных жидких бинарных смесей. Фазовое равновесие для жидкостей с полной и частичной взаимной нерастворимостью. Дистнлляция, Простая постепенная дистилляция. Материальный расчет прос|ой дистилляции. Тепловой расчет процесса простой постепе~~оЙ дистилляции, Непрерывная дистилляция (однократное испарение). Материальный расчет. Многократная непрерывная дистилляция. Ректификация.