Процеси і апарати хімічних виробництв 1

Мета вивчення дисципліни: забезпечити розвиток загальних та спеціальних компетентностей здобувачів, розуміння теоретичних основ у галузі процесів та апаратів хімічної технологій, освоєння методів розрахунку та проектування типових апаратів, придбання практичних навичок у рішенні інженерних задач у виробничих умовах.
Практичне значення та використання отриманих знань: пояснювання основних законів гідростатики, гідродинаміки, тепломасообміну; знання базових принципів організації та функціонування апаратних засобів сучасних хіміко-технологічних систем із застосуванням їх в різних умовах; формування навичок вибору гідромеханічних та тепломасообмінних процесів, розробки математично обґрунтованих засобів поліпшення їх функціонування; формування навичок розрахунків з використанням рівнянь гідравліки, тепло- і масоперенесення, а також проведення окремих досліджень процесів у моделях апаратів з обробкою результатів за допомогою теорії подоби; формування навичок виконання технологічних, гідравлічних, конструктивних, механічних та техніко-економічних розрахунків апаратів для проведення хімічних процесів; вміння читати технічні креслення.
Тематика та види навчальних занять
Лекційні заняття
Лекція 1. Класифікація процесів хімічної технології. Гіпотеза сплошності. Закони збереження субстанції. Механізми перенесення субстанцій.
Лекція 2. Основи теорії перенесення. Умова прояву і напряму процесів перенесення. Загальні принципи розрахунку хімічної апаратури.
Лекція 3. Моделювання і оптимізація процесів і апаратів. Правила моделювання. Основи теорії подоби процесів і апаратів. Види подоби. Теореми подібності. Критерії подоби. Методи узагальнення даних експерименту.
Лекція 4. Гідравліка. Основні поняття. Загальні питання гідростатики. Диференційне рівняння рівноваги Ейлера. Закон Паскаля.
Лекція 5. Основне рівняння гідростатики та його практичне застосування.
Лекція 6. Гідродинаміка. Теоретичні основи.
Лекція 7. Основні закони гідродинаміки. Рівняння нерозривності (суцільності) потоку рідини. Диференціальне рівняння Ейлера для рухомої рідини. Диференціальне рівняння Нав'є – Стокса
Лекція 8. Рівняння Бернуллі для елементарної цівки ідеальної та реальної рідини.
Лекція 9. Практичне використання рівняння Бернуллі.
Лекція 10. Загальний опис трубопроводів. Гідравлічний розрахунок трубопроводів. Визначення гідравлічних опорів у прямих трубах.
Лекція 11. Визначення коефіцієнту гідравлічного опору по довжині. Місцеві гідравлічні опори. Втрати енергії на подолання місцевих опорів. Розрахунок простих трубопроводів. Методи відвертання негативних явищ гідравлічного удару і його використання.
Лекція 12. Рух середовищ через шари зернистих матеріалів і насадки, їх гідравлічний опір.
Лекція 13. Псевдозріджені шари, основні поняття, число псевдозрідження.
Лекція 14. Переміщення рідин. Класифікація насосів, основні параметри та робочі характеристики.
Лекція 15. Компресорні машини: призначення та класифікація. Основні типи. Технічні показники та характеристики вентиляторів.

Практичні заняття
Практичне заняття №1. "Загальні відомості. Системи одиниць виміру".
Мета заняття: надбати навички розрахунків у різноманітних системах одиниць виміру.
Практичне заняття №2. "Основні фізичні властивості рідин та газів".
Мета заняття: надбати навички розрахунків фізико-хімічних властивостей рідин та газів за робочих умов.
Практичне заняття №3. "Гідростатика".
Мета заняття: закріпити теоретичні положення теми; надбати навички використання основного рівняння гідростатики для нерухомих рідин та газів.
Практичне заняття №4. "Гідродинаміка".
Мета заняття: закріпити теоретичні положення теми; надбати навички використання основних понять та законів гідродинаміки для вирішення задач.
Практичне заняття №5. "Практичне використання рівняння Бернуллі".
Мета заняття: закріпити теоретичні положення теми; надбати навички використання рівняння Бернуллі під час розв’язання задач.
Практичне заняття №6. "Гідравлічні опори".
Мета заняття: закріпити теоретичні положення теми; надбати навички розрахунку гідравлічного опору трубопроводів та апаратів.
Практичне заняття №7. "Гідравлічні машини".
Мета заняття: закріпити теоретичні положення теми; надбати навички розрахунків напору, продуктивності, потужності насосів, вентиляторів, компресорів та інших характеристик.

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. "Правила роботи в хімічній лабораторії".
Мета заняття: проведення інструктажу з техніки безпеки; підготовлення до роботи в лабораторії; засвоєння правил безпечного проведення експериментів; знайомство з обладнанням та приладами наявними у лабораторії.
Лабораторне заняття №2. "Визначення гідравлічного опору змійовиків".
Мета заняття: надбати навички експериментального визначення гідравлічного опору змієвикових теплообмінників; надбати навичок проведення дослідів на лабораторному устаткуванні.
Лабораторне заняття №3. "Експериментальне визначення коефіцієнтів місцевих опорів".
Мета заняття: надбати навички експериментального визначення коефіцієнтів місцевих опорів та оволодіти методами розрахунку коефіцієнтів місцевих опорів для трубопроводів; надбати навичок проведення дослідів на лабораторному устаткуванні.
Лабораторне заняття №4. "Дослідження гідравлічного опору тарільчастих колон".
Мета заняття: надбати навичок з експериментального визначення опору тарільчастих колон та дослідження впливу деяких факторів на гідравлічний опір тарілкових колон; надбати навичок проведення дослідів на лабораторному устаткуванні.
Лабораторне заняття №5. "Дослідження гідравлічного опору насадочних скруберів ".
Мета заняття: надбати навички визначення впливу факторів на гідравлічний опір апаратів з насадками (скруберів); надбати навичок проведення дослідів на лабораторному устаткуванні.
Лабораторне заняття №6. "Дослідження гідравлічного опору завислого прошарку твердих часток".
Мета заняття: надбати навички визначення гідравлічного опору зваженого прошарку твердих часток; надбати навичок проведення дослідів на лабораторному устаткуванні.
Лабораторне заняття №7. "Дослідження роботи відцентрового насоса".
Мета заняття: надбати навичок з розрахунку та одержання характеристики відцентрового насоса під час роботи на мережу; надбати навичок проведення дослідів на лабораторному устаткуванні.
Лабораторне заняття №8. "Дослідження роботи відцентрового вентилятора".
Мета заняття: надбати навичок з побудови характеристики відцентрового вентилятора в умовах постійної частоті обертання колеса; встановити залежність характеристик вентилятора від частоти обертання робочого колеса; надбати навичок проведення дослідів на лабораторному устаткуванні. Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота
Індивідуальну роботу не передбачено Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 3-х індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань практичних занять. Бездоганне виконання кожного індивідуального поточного завдання оцінюється у 5 балів.
2) 7-ми лабораторних робіт. Оцінка за лабораторну роботу включає дві складові: допуск до роботи (оцінювання теоретичної і практичної підготовленості до виконання лабораторної роботи) і захист роботи (оцінювання набутих умінь і навичок, які отримав здобувач в результаті виконання лабораторної роботи). Допуск до лабораторної роботи проводиться в усній формі у вигляді відповідей на контрольні запитання, які наведено у методичних вказівках і оцінюється в 2 бали. Захист роботи проводиться в усній формі за умови представлення звіту (протоколу лабораторної роботи). Захист роботи максимально оцінюється в 3 бали. Бездоганне виконання кожної лабораторної роботи становить 5 балів.
3) 2-х модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та виконуються у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 25 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє здобувачу отримати доступ до екзамену становить 60 балів.