AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA WYDZIAŁ ENERGETYKI I PALIW III r. EiP (Technologia Chemiczna) INŻYNIERIA CHEMICZNA I PROCESOWA (przenoszenie pędu) Prof. dr hab. Leszek CZEPIRSKI Kontakt: A4, p. 424 Tel. 12 617 46 36 email: czepir@agh.edu.pl Konsultacje: Wtorek: 9.45 11.15 Czwartek: 10.30 12.00
III r. EiP (Technologia Chemiczna) INŻYNIERIA CHEMICZNA I PROCESOWA (przenoszenie pędu) Wykład 28h (egzamin) prof. dr hab. Leszek Czepirski Ćwiczenia 28h (zaliczenie) - dr inż. Katarzyna Czerw WARUNKI ZALICZENIA Uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń rachunkowych i egzaminu końcowego EGZAMIN: pisemny (teoria z elementami obliczeń) Ocena końcowa = 0.4*ocena ćwiczeń + 0.6*ocena egzaminu
ZAKRES MATERIAŁU Przepływ płynów. Podstawowe pojęcia dotyczące przepływu płynów (ilościowe określanie przepływu, przepływ ustalony i nieustalony). Bilans masowy przepływu płynów doskonałych i rzeczywistych (równanie ciągłości strumienia). Bilans energetyczny strumienia (równanie Bernoulli ego dla płynów doskonałych i rzeczywistych). Graficzna interpretacja równania Bernoulli ego. Zastosowania równania Bernoulli ego (ustalony i nieustalony wypływ cieczy ze zbiorników, czas opróżniania zbiorników o różnym kształcie, uogólnione równanie Bernoulli ego). Rodzaje przepływów (ruch laminarny i burzliwy, liczba Reynoldsa jako kryterium ruchu płynu, rozkłady prędkości płynu w rurociągu). Opory przepływu płynu. Równanie Darcy-Weisbacha. Współczynnik oporu dla ruchu uwarstwionego i burzliwego. Przepływ w gładkich przewodach cylindrycznych. Promień hydrauliczny i zastępcza średnica rurociągu. Opory lokalne w czasie ruchu płynów w przewodach. Przepływ przez rury szorstkie, przewężenia, kolana i zawory. Przepływ przez wężownice. Długość zastępcza rurociągu. Całkowity opór przetłaczania. Obliczanie przepustowości rurociągu (wzór Pohlego). Obliczanie rurociągu dla płynów ściśliwych - przepływ izotermiczny i adiabatyczny. Optymalna średnica rurociągu. Wpływ efektów cieplnych na opory przepływu.
ZAKRES MATERIAŁU Procesy dwufazowe ciało stałe - płyn. Ruch cząstek stałych w polu sił masowych i odśrodkowych. Opór ośrodka. Opadanie grawitacyjne. Wzory Stokesa, Allena i Newtona na prędkość opadania. Graniczne średnice opadających cząstek dla trzech zakresów opadania. Uproszczona metoda obliczania prędkości opadania i średnicy opadającej cząstki. Opadanie zakłócone. Zastosowanie praw opadania w procesach rozdziału układów ciało stałe płyn (klasyfikacja hydrauliczna, odpylanie gazów, sedymentacja naturalna i wymuszona). Przepływ płynu przez warstwę usypanego materiału stałego. Powierzchnia właściwa ziarna, porowatość złoża, średnica zastępcza i kształt ziarna. Opory przepływu płynu przez złoże ziarnistego materiału. Fluidyzacja. Minimalna i maksymalna prędkość fluidyzacji, ekspansja złoża, transport pneumatyczny i hydrauliczny. Filtracja (opór filtracji, równanie Rutha, filtracja przy stałej i zmiennej grubości warstwy osadu). Przepływ dwufazowy gaz - ciecz przez nieruchome wypełnienie. Charakterystyka wypełnień. Zastępcze liczby Reynoldsa. Dozwolona prędkość przepływu fazy gazowej. Spadek ciśnienia fazy gazowej na wypełnieniu zraszanym cieczą. Przepływ gazu przez warstwę cieczy (barbotaż). Ruch pęcherzyków gazu w cieczy. Barbotaż swobodny i łańcuchowy. Wyznaczanie prędkości i średnicy pęcherzyka w barbotażu łańcuchowym. Powierzchnia kontaktu faz i straty ciśnienia przy barbotażu. Pienienie i zachłystywanie przy barbotażu.
ZALECANE PODRĘCZNIKI 1. Z.Kembłowski, S.Michałowski, C.Strumiłło, R.Zarzycki, Podstawy teoretyczne inżynierii chemicznej i procesowej, WNT W-wa 1985. 2. Zbiór zadań z podstaw teoretycznych inżynierii chemicznej i procesowej, (praca zbiorowa pod redakcją T.Kudry), WNT W-wa 1985. 3. S.Wroński, R.Pohorecki, Termodynamika i kinetyka procesów inżynierii chemicznej, WNT W-wa 1979. 4. S.Wroński, R.Pohorecki, J.Siwiński, Przykłady obliczeń z termodynamiki i kinetyki procesów inżynierii chemicznej, WNT, W-wa 1979. 5. K.F.Pawłow, P.G.Romankow, A.A.Noskow. Przykłady i zadania z zakresu aparatury i inżynierii chemicznej, WNT W-wa 1988. 6. W.Ciesielczyk. K.Kupiec, A. Wiechowski, Przykłady i zadania z zakresu inżynierii chemicznej i procesowej, cz. I, II, skrypt Politechniki Krakowskiej. 1989. 7. Zadania rachunkowe z inżynierii chemicznej, (pr. zbiorowa pod red. R.Zarzyckiego), PWN W-wa 1980. 8. M.Serwiński, Zasady inżynierii chemicznej i procesowej, WNT W-wa 1982. 9. Podstawowe procesy inżynierii chemicznej. Przenoszenie pędu, ciepła i masy, (pr. zbiorowa pod red. Z.Ziółkowskiego), PWN W-wa 1982. 10. J.Ciborowski, Inżynieria chemiczna. Inżynieria procesowa, WNT W-wa 1973. 11. J.Ciborowski, Podstawy inżynierii chemicznej, WNT W-wa 1965. 12. C.O.Bennet, J.E.Myers, Przenoszenie pędu, ciepła i masy, WNT W-wa 1967. 13. R.Koch, A,Noworyta, Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej, WNT W-wa, 1995. 14. A.Selecki, M.Gradoń, Podstawowe procesy przemysłu chemicznego, WNT W-wa 1985. 15. A.Kozioł, Kinetyka procesów, mechanicznych, cieplnych i dyfuzyjnych, (skrypt Politechniki Wrocławskiej), 1979. 16. J.Pikoń, Aparatura chemiczna, PWN W-wa 1983.