Методические рекомендации к решению задач контрольной работы

Прежде чем приступить к решению задач контрольной работы, рекомендуется освоить теоретический материал соответствующей темы, обратив особое внимание на связь физико-химических основ изучаемого процесса с его аппаратурным оформлением и технологическими параметрами процесса.

Для этого следует начинать рассмотрение изучаемого производства с его химической схемы, переходя затем к подробному разбору отдельных стадий, включая их теоретическое обоснование и аппаратурное оформление (задание 1). Отдельные этапы работы над общей схемой будут сопровождаться решением задач контрольной работы, иллюстрирующих соответствующую стадию производства, что позволит студентам установить логическую связь между теорией и конкретным технологическим материалом.

Решение некоторых задач требует применения справочного материала в виде таблиц. Работая со справочным материалом, необходимо обращать внимание на правильное использование исходных данных, особенно на размерность величин.

Решение технологических задач требует определенной методической культуры в выполнении расчетов и оформлении результатов. Это включает:

грамотную запись условий задачи, выбор кратчайшего пути ее решения, правильное применение расчетных формул, использование принятых в технологических расчетах обозначений и размерностей величин.

В промышленной практике довольно часто приходится иметь дело с вычислениями количественных соотношений между компонентами начальных и конечных продуктов производства, в основе которого лежат физические процессы (задание 3). При этих процессах не образуются новые компоненты, а только происходят изменения состава продуктов, которые подвергаются обработке или хранению при определенных условиях.

Особое значение имеют расходные коэффициенты по сырью, поскольку для большинства химических производств 60-70 % себестоимости приходится на эту статью.

Для расчета расходных коэффициентов необходимо знать все стадии технологического процесса, в результате осуществления которых происходит превращение исходного сырья в готовый продукт (задание 2, 4).

Расходные коэффициенты для одного и того же продукта зависят от состава исходных материалов и могут значительно отличаться друг от друга. Поэтому в тех случаях, когда производство и сырье отдалены друг от друга, необходима предварительная оценка по расходным коэффициентам при выборе того или иного типа сырья с целью определения экономической целесообразности его использования.

В основе технологических расчетов электрохимических процессов лежат законы Фарадея и электродвижущих сил, а основой расчетов электротермических процессов служит закон Джоуля об эквивалентности тепловой и электрической энергии (задание 5).

Материальные расчеты наряду с тепловыми являются основой технологических расчетов.

Теоретический материальный баланс рассчитывается на основе стехиометрического уравнения реакции. Для его составления достаточно знать уравнение реакции и молекулярные массы компонентов (задание 6).

Практический материальный баланс учитывает состав исходного сырья и готовой продукции, избыток одного из компонентов сырья, степень превращения, потери сырья и готового продукта и т. д.

Из данных материального баланса можно найти расход сырья и вспомогательных материалов на заданную мощность аппарата, цеха, предприятия, себестоимость продукции, выходы продуктов, объем реакционной зоны, число реакторов, производственные потери (непроизводительный расход сырья, материалов, утечку, унос). Все данные записывают в виде таблицы (таблица 1).

На основе материального баланса составляется тепловой баланс (задание 7). Статьями прихода и расхода в тепловом балансе являются тепловые эффекты реакций АН, теплоты фазовых переходов (Qi), теплосодержание веществ, участвующих в процессе (Q2), теплота, подводимая в аппарат извне и выводимая из аппарата (Q3), тепловые потери (Q4) в данной технологической операции:

АН + Qi + Q2+ Q3 = AH' + Qi’+Qi1 + Q3’ + Q41 (101)

где индекс (1) относится к статьям расхода.

Тепловые вклады в баланс рассчитывают по известным формулам: Q = cmT (102)

где Q - это количество теплоты, с - удельная теплоемкость, m - масса вещества, Т - температуры процесса.

Тепловой эффект химической реакции (АН°Х.Р.) равен разности сумм теплот образования (ДН°Обр) продуктов реакции и исходных веществ, умноженных на стехиометрические коэффициенты (v):

АН°Х.Р. = ZvAH°o6p. прод. - EvAH°o6p. исх. (103)

Все данные записывают в виде таблицы (таблица 2).

При выполнении каждой контрольной работы студенту необходимо дать правильные и полные ответы на один теоретический вопрос и решить шесть задач.

Контрольная работа оформляется в тетрадях общего формата разборчивым удобочитаемым почерком или с помощью компьютерных средств. Распечатывается на листах формата А4.

В целях успешного выполнения контрольной работы в настоящем методическом пособии рассматриваются примеры решения типовых задач.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >