Химико-технологические процессы, Комиссаров Ю.А., Глебов М.Б., Гордеев Л.С., Вент Д.П., 2024

Химико-технологические процессы, Комиссаров Ю.А., Глебов М.Б., Гордеев Л.С., Вент Д.П., 2024.
     
   Учебник посвящен использованию методов экспериментального исследования и математического моделирования гидродинамики и кинетики массо- и теплопередачи. В нем рассмотрены процессы ректификации, абсорбции, экстракции, кристаллизации, сушки, теплообмена, а также кинетика химических реакций, представлены лабораторные работы по определению параметров математических моделей.
Соответствует актуальным требованиям федерального государственного образовательного стандарта высшего образования.
Для студентов высших учебных заведений, а также всех интересующихся химико-технологическими процессами.




Этапы разработки математической модели потока жидкости и определение ее параметров.
Влияние структуры потока жидкости на эффективность массопередачи отмечено в ряде теоретических и экспериментальных зарубежных работ, а в дальнейшем эти исследования продолжены российскими учеными. Огромный вклад с методологической точки зрения здесь внесли работы В. В. Шестопалова и его учеников.

Несмотря на большое число исследований тарельчатых аппаратов, многообразие методик и целей, вряд ли можно считать их расчет и моделирование завершенными окончательно. В ранних работах во многих случаях исследования проводились, как правило, на прямоугольных лотках либо в аппаратах небольших диаметров (100—150 мм), а полученные параметры модели переносились на тарелки промышленного размера, что искажало истинную картину явлений, происходящих в структуре потока жидкости на тарелке, и вело к серьезным погрешностям в проектировании. При этом исследование структуры потока ограничивалось лишь определением зависимостей параметров выбранных моделей от гидродинамики и конструкции исследуемой тарелки.

Влияние неравномерности структуры потока на эффективность тарелки в большинстве работ не учитывалось, что обусловило некорректность расчетов проектируемых массообменных аппаратов. Не исследовалось также изменение параметров модели потоков с ростом диаметра аппарата до промышленных размеров.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Об авторах.
Предисловие.
Глава 1. Математическая модель гидродинамики в двухфазной системе пар (газ) — жидкость.
1.1. Этапы разработки математической модели потока жидкости и определение ее параметров.
1.2. Физико-химические свойства, влияющие на структуру паро(газо)жидкостных потоков.
1.3. Математическая модель гидродинамики.
1.3.1. Комплексный метод исследования.
1.3.2. Метод моментов функции распределения.
1.4. Математическая модель массопередачи паро(газо)жидкостного потока.
1.4.1. Система уравнений математической модели.
1.4.2. Параметрическая чувствительность комбинированной модели паро(газо)жидкостного потока.
1.4.3. Расчет эффективности тарелки по диффузионной модели.
1.5. Математическая модель продольного перемешивания в ограниченном канале с несколькими зонами смешения.
1.6. Лабораторная работа по исследованию гидродинамики на ситчатой тарелке.
1.7. Лабораторная работа по исследованию гидродинамики в аэротенке при пневматической аэрации.
1.8. Лабораторная работа по исследованию гидродинамики в насадочной ректификационной колонне.
Глава 2. Кинетика массопередачи и равновесие в многокомпонентных смесях в процессе ректификации.
2.1. Общая характеристика и математическое описание процесса ректификации.
2.2. Термодинамика азеотропных и химически взаимодействующих смесей.
2.2.1. Термодинамико-топологический анализ разделения многокомпонентных азеотропных и химически взаимодействующих смесей.
2.2.2. Определение коэффициентов активности в многокомпонентных смесях.
2.2.3. Расчет равновесия в системе жидкость — жидкость — пар.
2.2.4. Многофазное равновесие с химическими реакциями.
2.3. Массопередача в многокомпонентных смесях.
2.4. Лабораторная работа по изучению кинетики ректификации бинарных смесей в насадочной колонне.
2.5. Лабораторная работа по определению коэффициентов массопередачи в тройной смеси.
2.6. Лабораторная работа по экспериментальному исследованию фазового равновесия в системе пар — жидкость.
2.7. Лабораторная работа по расчету на ЭВМ равновесия в тройной смеси по модели Вильсона.
Глава 3. Исследование и расчет параметров процесса абсорбции.
3.1. Общая характеристика и основные уравнения процесса абсорбции.
3.2. Математическое описание адсорбции в статике.
3.2.1. Модель идеального вытеснения по жидкости и газу.
3.3. Математическое описание абсорбции в динамике.
3.3.1. Модель идеального вытеснения фаз.
3.3.2. Ячеечная модель по жидкости и газу.
3.4. Приближенные передаточные функции насадочного абсорбера.
3.5. Эмпирические зависимости параметров математических моделей.
3.6. Лабораторная работа по исследованию гидродинамических режимов в насадочном абсорбере.
3.7. Лабораторная работа по определению статических и динамических характеристик насадочного абсорбера по каналам массопередачи.
3.8. Лабораторная работа по определению степени продольного перемешивания.
Глава 4. Исследование гидродинамики и моделирование процесса экстракции в пульсационном аппарате.
4.1. Математическое моделирование гидродинамики экстракции.
4.2. Методы экспериментального определения и расчета параметров ячеечной модели с обратными потоками.
4.3. Математическое описание равновесия в системах жидкость — жидкость.
4.4. Математическое описание кинетики массопередачи в пульсационных экстракторах.
4.5. Алгоритм расчета колонных экстракторов.
4.6. Решение системы уравнений, моделирующих процесс экстракции.
4.7. Лабораторная работа по исследованию гидродинамики в экстракторе.
Глава 5. Исследование кинетики и расчет параметров массовой кристаллизации.
5.1. Теоретические основы кристаллизации из растворов.
5.1.1. Равновесие между твердой и жидкой фазами.
5.1.2. Кинетика процесса кристаллизации.
5.1.3. Математическая модель периодического кристаллизатора смешения.
5.2. Определение параметров скорости роста кристаллов.
5.3. Определение параметров скорости зародышеобразования.
5.4. Лабораторная работа по определению параметров роста кристаллов и зародышеобразования.
Глава 6. Исследование и расчет параметров процесса сушки.
6.1. Математическая модель сушки.
6.1.1. Равновесие при сушке.
6.1.2. Материальный и тепловой балансы.
6.1.3. Кинетика процесса сушки.
6.2. Математическое моделирование реальных процессов сушки.
6.2.1. Процесс сушки в псевдоожиженном слое.
6.2.2. Процесс сушки по модели полного перемешивания.
6.3. Лабораторная работа по изучению кинетики сушки в аппарате фонтанирующего слоя.
Глава 7. Исследование и расчет теплообменных аппаратов.
7.1. Общая характеристика теплопередачи.
7.2. Математическое описание статики.
7.3. Расчет теплообменных аппаратов.
7.4. Оптимизация теплообменных аппаратов.
7.4.1. Критерии оптимизации.
7.4.2. Диалоговая система оптимизации теплообменника типа «труба в трубе».
7.5. Математическое описание динамики.
7.5.1. Линеаризация зависимости изменения температуры по длине аппарата.
7.5.2. Общие уравнения теплообмена.
7.5.3. Методы решения уравнений динамики.
7.6. Пример составления передаточной функции теплообменника.
Глава 8. Исследование и расчет кинетики химической реакции и гидродинамики реакторов.
8.1. Классификация реакторов с мешалкой и общая характеристика реакционных процессов в них.
8.2. Математическое описание статики проточного политропического реактора полного перемешивания.
8.3. Математическое описание динамики проточного политропического реактора полного перемешивания.
8.3.1. Система уравнений динамики.
8.3.2. Общая схема получения передаточных функций реактора.
8.3.3. Передаточные функции и структурная схема динамики реактора с теплоотводом.
8.4. Примеры расчета реактора и каскада реакторов полного перемешивания.
8.5. Определение параметров математической модели гидродинамики реакторов с мешалкой.
8.6. Лабораторная работа по исследованию гидродинамики реактора и каскада реакторов с мешалками.
8.7. Лабораторная работа по установлению адекватности математической модели эксперименту с химической реакцией.
8.8. Определение параметров математических моделей противоточных барботажных реакторов с мешалкой.
8.9. Лабораторная работа по определению параметров модели полого барботажного реактора по С- или Г-кривой.
8.10. Лабораторная работа по определению параметров модели барботажного секционированного реактора методом установившегося состояния.
8.11. Общая характеристика гетерогенных газофазных каталитических процессов и реакторов.
8.11.1. Математические модели реакторов с неподвижным слоем катализатора.
8.11.2. Примеры расчета реакторов с неподвижным слоем катализатора.
8.12. Определение параметров гетерогенно-каталитических процессов на лабораторных установках.
8.12.1. Определение лимитирующей стадии процесса.
8.12.2. Методы исследования кинетики каталитических реакций.
8.12.3. Определение кинетических констант.
8.13. Определение параметров математической модели адиабатического реактора со стационарным слоем катализатора.
8.14. Лабораторная работа по определению кинетических констант адиабатического реактора.
Приложение.
Рекомендуемая литература.
Новые издания по дисциплине «Химическая технология» и смежным дисциплинам.

Купить .





Теги: учебник по химии :: химия :: Комиссаров :: Глебов :: Гордеев :: Вент