Методические указания по выполнению контрольной работы. 1. Выполнению контрольной работы должно предшествовать самостоятельное изучение студентов рекомендованной литературы и других источников информации

1. Выполнению контрольной работы должно предшествовать самостоятельное изучение студентов рекомендованной литературы и других источников информации, обозначенных в списке. По ходу их изучения делаются выписки цитат, составляются иллюстрации, схемы и таблицы.

2. Ответы на вопросы должны отражать необходимую и достаточную компетенцию студента, содержать краткие и четкие формулировки, убедительную аргументацию, доказательность и обоснованность выводов, быть логически выстроены.

3. Контрольная работа должна быть представлена в деканат факультета не позднее, чем за 20 дней до начала экзаменационной сессии.

4. Контрольная работа, выполненная без соблюдения требований, или не полностью, не засчитывается и возвращается студенту на доработку.

5. В случае выполнения работы не по своему варианту, она не засчитывается преподавателем и возвращается студенту для ее выполнения в соответствии с вариантом, указанным в таблице.

6. До начала сессии студент может подойти к преподавателю и ознакомиться с замечаниями и рекомендациями, указанными в контрольной работе.

7. Оценка «зачтено» является допуском к экзамену. Работа с оценкой «незачтено» должна быть доработана и представлена на повторное рецензирование.

Контрольная работа состоит из 3 заданий — двух теоретических и одной задачи.

Выбор варианта задания 1, 2 производится в соответствии с таблицами 1, 2 по первой букве фамилии студента.

Данные для решения задачи (задание 3) определяются в соответствии с последней цифры шифра зачетной книжки студента (таблицы 3,4).

Задание 1: Дать определение и привести примеры применения процессу:

Таблица 1

Первая буква фамилии	Процесс
А	Абсорбция
Б	Адсорбция
В	Барботирование
Г	Выпаривание
Д	Выщелачивание
Е	Гомогенизация
Ж	Десорбция
З	Диализ
И	Диффузия
К	Испарение
Л	Конвекция
М	Конденсация
Н	Кристаллизация
О	Осмос
П	Пастеризация
Р	Перегонка
С	Ректификация
Т	Стерилизация
У	Сублимация
Ф	Сушка
Х	Фильтрование
Ц, Ч	Флотация
Ш, Щ	Экстракция
Э, Ю	Осаждение
Я	Экстрагирование

Задание 2: Привести схему, дать классификацию, описать назначение, устройство и принцип действия аппаратов:

Таблица 2

Первая буква фамилии	Процесс
А	Дробилки
Б	Вальцовые станки
В	Экструдеры
Г	Прессы
Д	Сепараторы воздушно — решетные
Е	Смесители сыпучих продуктов
Ж	Фильтры
З	Отстойники
И	Центрифуги
К	Сепараторы
Л	Циклоны
М	Кожухотрубные теплообменники
Н	Пластинчатые теплообменники
О	Выпарные аппараты
П	Варочные котлы
Р	Пекарные печи
С	Автоклавы
Т	Конденсаторы смешения
У	Холодильные машины
Ф	Перегонные аппараты
Х	Экстракторы
Ц, Ч	Сушилки
Ш, Щ	Пастеризаторы
Э, Ю	Бланширователи
Я	Морозильники

 

Задание 3: Решить задачу (варианты А — О)

Определить температуру внутренней — t_ст.1. и наружной — t_ст.1-2. поверхностей стенки стенки теплообменника, а также температуру наружной поверхности изоляции теплообменника — t_ст.2.

Температура жидкости в теплообменнике — t₁, температура наружного воздуха — t₂. Теплообменник изготовлен из стали: толщина стенки — δ_ст, толщина изоляции — δ_из. Коэффициент теплоотдачи от жидкости к стенке — α₁, коеффициен теплопроводности изоляции — λ_из, стали λ_ст = 46,5 Дж/м*с*град, коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху — α₂

Таблица 3

Послед няя цифра номера зачетеки	t1, ºC	t2, ºC	δст, мм	δиз, мм	α1, Вт/м*град	λиз Дж/м*с*град	α2, Вт/м*град
						0,12
						0,11
						0,15
						0,14
						0,13
						0,16
						0,12
						0,15
						0,14
						0,11

Пример решения задачи:

Дано:

t₁=90°C

t₂=20°C

δ_{ст.стали}=4мм

δ_из=4,5мм

α₁=220

α₂=20

λ_из=0,12

λ_ст=46,5

 

1. Найти коэффициент теплоотдачи

К = 1/[(1/α₁) + (δ_{ст.стали}/λ_ст) + (δ_из/λ_из) + (1/α₂)] =

1/[0,0045 + 0,000086 + 0,375 + 0,05] = 2,33

2. Найти удельный тепловой поток

q = К(t₁ - t₂) = 2,33(90-20) = 163,1 Вт/м²

3. Найти t_ст1 t_ст1-2 t_ст2

q = α₁(t₁ –t_ст1) = [(λ_ст/δ_{ст.стали})*(t_ст1 – t_ст1-2)] = α₂(t_ст2 – t₂);

 

t_ст1 = t₁ – (q/α₁) = 89,26°C,

t_ст1-2 = t_ст1 – q*(δ_{ст.стали}/λ_ст) = 89,25°C,

t_ст2 = t₂ + (q/α₂) = 20,74°C

Задание 3: Решить задачу (варианты П — Я)

Манометр на нагнетательном трубопроводе насоса, перекачивающего V воды в 1 минуту, показывает давление P₁. Вакуумметр на всасывающем трубопроводе показывает вакуум 21 см. рт. ст. Расстояние по вертикали между местом присоединения манометра и местом присоединения вакуумметра H₀. Диаметр всасвающего трубопровода d₁, нагнетательного — d_{2 .}Определить напор, развиваемый насосом — Н.

Таблица 4

Последняя цифра номера зачетки	V,м3	P1, кгс/см2	H0,мм	d1, мм	d2, мм
	8,4	3,8
	9,4	4,8
	5,4	2,5
	6,4	3,5
	8,4	3,8
	9,4	4,8
	5,4	2,5
	6,4	3,5

Пример решения задачи:

Дано:

V=8,4м³

Р₁=3,8 кгс/см²

H₀=410мм

d₁=350мм

d₂=300мм

τ=1 мин = 60 сек

Р_вак =21 см.рт.ст.=210 мм.рт.ст.

Найти: напор, развиваемый насосом — Н.

Н =(Р_н-Р_вс)/ρq + Н₀ + (w²_н + w²_вс)/ 2q (м.водн.ст.)

Р_н – давление жидкости на нагнетательном трубопроводе – на выходе (Па);

Р_вс – давление жидкости во всасывающем трубопроводе – на входе (Па)

ρ – плотность жидкости (кг/м³);

q –ускорение свободного падения (9,81м/с²);

Н₀ – вертикальное расстояние между точками (м);

w_н – скорость жидкости в нагнетательном трубопроводе (м/с);

w_вс –скорость жидкости во всасывающем трубопроводе (м/с).

1. w_вс = V/[τ*d₁²*(π/4)] = 8,4/[60*0,35²*0,785]=1,45м/с;

2. w_н = V/[τ*d₂²*(π/4)] = 8,4/[60*0,3²*0,785]=1,98м/с;

 

3. Р_н = Р₁ + Р_атм = (3,8+1,03)*9,81*10⁴ =474000 Па,

Р_атм = 760 мм. рт.ст = 1,03 кгс/см²

1кгс/см² =9,81*10⁴ Па

4. Р_вс = Р_атм - Р_вак = (0,76-0,21)*133,3*1000 =73300 Па

1 мм. рт.ст= 133,3Па

5. Н=(Р_н-Р_вс)/ρq + Н₀ + (w²_н + w²_вс)/ 2q

Н =(474000-73300)/9,81*1000 + 0,41 + (1,98² + 1,45²)/ 29,81=41,3 м.водн.ст.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ

1. Законы сохранения энергии и массы как фундаментальная основа учения о процессах.

2. Учение о кинетике. Общий закон кинетики.

3. Понятие о движущей силе. Примеры движущей силы для различных процессов.

4. Методы расчетов, применяемых при исследовании процессов.

5. Методы моделирования. Основные положения теории подобия, критерии подобия.

6. Измельчение. Применение измельчения в пищевой промышленности. Назначение и виды измельчения.

7. Объемная и поверхностная теория определения затрат энергии при измельчении.

8. Классификация оборудования для измельчения.

9. Устройство и принцип действия дробилки, мельницы.

10. Просеивание. Условие просеивания на ситах.

11. Назначение, устройство, принцип действия ситовых сепараторов.

12. Обработка материалов давлением. Оборудование, применяемое для прессования, экструдирования, брикетирования.

13. Режимы движения жидкости, Критерий Рейнольдса.

14. Классификация неоднородных систем.

15. Классификация процессов разделения неоднородных систем.

16. Теоретические закономерности процесса осаждения.

17. Методы расчета скорости осаждения.

18. Скорость осаждения в поле центробежных сил. Фактор разделения (критерий Фруда).

19. Устройство и принцип действия отстойников.

20. Устройство и принцип действия центрифуг, сепараторов.

21. Фильтрование. Способы создания движущей силы фильтрования.

22. Фильтрующие перегородки. Классификация, устройство, принцип действия фильтров.

23. Разделение газовых неоднородных систем. Оборудование, применяемое при разделении газовых систем.

24. Псевдоожижение. Применение процесса псевдоожижения в пищевых технологиях.

25. Флотация, применение для разделения жидких неоднородных систем.

26. Назначение, устройство и принцип действия циклонов.

27. Мембранные технологии. Устройство мембранных аппаратов.

28. Способы переноса теплоты в различных средах.

29. Основное уравнение теплопередачи.

30. Коэффициент теплопередачи, его физический смысл.

31. Закон теплоотдачи Ньютона. Коэффициент теплоотдачи.

32. Закон теплопроводности Фурье. Коэффициент теплопроводности.

33. Способы определения средней движущей силы в теплообменных аппаратах.

34. Тепловой баланс теплообменных аппаратов.

35. Стадии передачи теплоты через стенку.

36. Методика определения расхода теплоносителя в теплообменнике.

37. Основные теплоносители, применяемые в пищевых технологиях.

38. Процесс выпаривания. Конструкции выпарных аппаратов.

39. Устройство и принцип действия пластинчатых подогревателей.

40. Устройство и принцип действия кожухотрубных подогревателей.

41. Конденсация. Использование процесса конденсации в пищевых технологиях.

42. Использование критериев теплового подобия в расчетах теплообменных аппаратов.

43. Способы охлаждения сырья и пищевых продуктов.

44. Получение искусственного холода.

45. Устройство и принцип действия компрессорного холодильника.

46. Основное уравнение массопередачи. Коэффициент массопередачи.

47. Закон молекулярной диффузии Фика.

48. Материальный баланс массообмена на границе раздела фаз.

49. Уравнение рабочей линии процесса массообмена.

50. Закон массоотдачи Щукарева.

51. Абсорбция. Применение процесса абсорбции в пищевых технологиях.

52. Правило фаз. Закон Генри.

53. Адсорбция. Материальный баланс при адсорбции.

54. Особенности экстрагирования из твердых тел.

55. Устройство и принцип действия абсорберов.

56. Устройство и принцип действия экстракторов.

57. Кристаллизация, применение в пищевых технологиях.

58. Перегонка и ректификация. Принципы разделения однородных жидких смесей.

59. Устройство и принцип действия перегонных установок.

60. Виды связи влаги с материалом.

61. Свойства влажного воздуха. Диаграмма Рамзина.

62. Уравнение материального баланса при сушке.

63. Уравнение теплового баланса конвективной сушилки.

64. Классификация сушилок.

65. Устройство и принцип действия шахтной сушилки.

66. Устройство и принцип действия конвейерной сушилки.