Otázky PT3 „Stroje a zařízení chemického průmyslu“ 1. Doprava tuhých látek Skluzy, sypný úhel Mechanické dopravníky – pásové (tvar pásů, vzduchový polštář, uzavřené, otevřené, trubkový), válečkové, článkové, šnekové (vodorovné, svislé, ohebné), korečkové (plnění, výsyp), hrnoucí (redlery), vibrační (pohyb částic) Pneumatická doprava – tok zředěný, hutný; doprava tlačná, sací a kombinovaná; dopravní směr, vzdálenost, kapacita Plnící zařízení – turniket, šnekové, ejektor, násypka Fluidní stav, chování fluidní vrstvy, fluidní dopravník Hydraulická doprava – beztlaková, nízko- a vysokotlaká, dopravní vzdálenost
2. Doprava kapalin Sací, výtlačná, dopravní výška Objemová čerpadla – charakteristika, čerpadla pístová (jedno-, dvojčinné, radiální, tlakové rázy, vzdušník), ruční pumpy, plunžrová, s pružným rotorem, s rotujícími písty, membránová, vlnovcová, zubová, lamelová, šroubová, hadicová Odstředivá čerpadla – princip funkce (Bernoulliho princip), charakteristika čerpadla, konstrukce Jiná čerpadla – vřetenová, mamutky, monžíky, injektory, sifon
3. Doprava plynů Chování plynů – tlak plynu (vliv teploty, objemu), adiabatická komprese plynu, práce na stlačení plynu Ventilátory – axiální, radiální (rovnotlaké, přetlakové) Dmychadla – Rootsovo Práce ke stlačení plynu, adiabatický děj Kompresory – pístové (jedno a dvojčinné), rotační (křídlové, zubové, vodokružné, šroubové), spirálové, membránové (jedno a dvojčinné) Turbokompresory – axiální (princip funkce), radiální (jedno- a vícestupňové), tryskový motor (pulsační, turbo) Vývěvy – vodokružné, proudové (Bernoulliho princip), olejové, vodní, difuzní, turbomolekulární
1
4. Skladování plynů Objem plynu při skladování (norm. tlak, stlačený, kapalný) Plynojem – s vodním uzávěrem, pístový, membránový Tlakové lahve, zásobníky – tlaky, kapacita Cisterny
4. Skladování kapalin Odkalovací rybníky, otevřené nádrže, jímky, kontejnery Nádrže – s plovoucím uzávěrem, pevný vrch, umístění
4. Skladování tuhých látek Sklady extenzivní, intenzivní Sklady extenzivní – otevřené, zastřešené, halové Sklady intenzivní – kruhové, silo kruhové, parabolické, věžové Zásobníky – plnění zásobníku; vlastnosti určující tok materiálu; tok hmotový, trychtýřový, expandovaný, fluidní; poruchy toku, důvod trychtýřového toku, způsoby nápravy Vyprazdňování zásobníku – kategorie materiálů z hlediska vyprazdňování, správné vyprazdňování Podavač - šnekový, rotační (turniket), talířový, pásový, vibrační
5. Rozpojování Rozdíl mezi drcením a mletím Mokré a suché mletí Vlastnosti tuhých materiálů důležité pro drcení a mletí (tvrdost, abrazivnost, houževnatost) Namáhání mezi povrchy – čelisťový, kuželový, válcový drtič Namáhání nárazem – odrazový (horizontálmí, vertikální), kladivový drtič; kolíkový mlýn Namáhání mezi povrchy a tření – kulový (jedno- a vícekomorový), tyčový, lopatkový, vibrační, kolový mlýn Namáhán při srážce částic – horizontální a vertikální tryskový mlýn Namáhání prostředím – perlový, koloidní, vibrační mlýn
6. Granulace Sypná hmotnost Mechanizmus vazby částic (sintrování, krystalové a kapalné můstky, tvarové, van der Waalsovy síly, v matrici) Aglomerace v kapalině – vznik elektrické dvojvrstvy, zéta potenciál, flokulace Vlhká granulace - růstem – mechanizmus pojivo kapalina, tavenina), granulátor míchaný, 2
bubnový, talířový - ve fluidní vrstvě – mechanizmus (nástřik suspenze, granulační kapaliny), fluidní granulátor Suchá granulace – vytlačování, stlačování, protlačování, tabletce, peletizace, mezi válci, prilování, sintrování
7. Třídění Histogram, spojitá distribuční křivka Distribuce velikosti částic frekvenční, kumulativní Centrální charakteristiky distribuce - mód, aritmetický průměr a medián Šířka distribuce, směrodatná odchylka Měření velikosti částic – mikroskopicky, elektrorezistence, sedimentačně, rozptyl světla, sítování, Průměrné velikosti částic (přes počet, plochu, objem), momenty distribuční funkce Ostrost třídění Třídění mechanické – hrubé – nepohyblivé a pohyblivé rošty a síta, (kotoučová, válcová) - jemné – síta kruhová, obdélníková, válcová síta (pohyblivé síto, stabilní síto) Hydraulické třídiče – plavení, usazovací komory, lamelový, šnekový, hrablový, kuželový třídič, hydrocyklony Pneumatické třídiče – lopatkový, rotorový, vzduchový, cyklon, kaskádový
8. Směšování Homogenní, heterogenní systém Homogenní směs v makro, mikro měřítku, na molekulární úrovni Směšování tuhých látek - vliv materiálu na dokonalost smíšení (volně tekoucí a lepící, měrná hmotnost, granulometrie, tvar částic), segregace Směšovače volně tekoucích materiálů s nepohyblivou komorou - pásový, šnekový, šnekový kónický, spirálový kónický, lopatkový, turbinový, Směšovače volně tekoucích materiálů s pohyblivou komorou - bubnové, kuželové, V Směšovač pneumatický, statický Směšování lepivých materiálů – rozbíjení, roztírání aglomerátů, směšovač s nepohyblivou komorou (šnekový kónický, lopatkový)
9. Míchání Homogenní, heterogenní systém Homogenní směs v makro, mikro měřítku, na molekulární úrovni Změna objemu při mísení kapalin Turbulentní, laminární proudění 3
Proces směšování kapalin – laminární a turbulentní průběh makro a mikro směšování Proudění ve válcové nádobě (tangenciální, axiální, radiální), vliv zarážek, vliv difuzoru Typy míchadel pro nízkou, střední a vysokou viskozitu kapaliny – turbinové, vrtulové, kotvové, rámové, listové, šnekové, pásové, vibrační Turbínové míchadlo – otevřené, uzavřené Dispergace plynů do kapaliny – turbína se statorem, diskové míchadlo Statické směšovače, využití směšovačů, jejich výhody. Směšovače Kenics, HEV, AKV
10. Výměníky tepla Výměna tepla – vedením, prouděním, zářením Mechanismus vedení tepla v nekovech, kovech, kapalinách, plynech Prostup tepla teplosměnnou plochou, laminární vrstva, koeficient tepelné vodivosti Souproud a protiproud medií – průběh teplot, účinnost Výměníky kapalina – kapalina – duplikátor, plášťové (zvýšení účinnosti), trubka v trubce, spirálové, deskové, ponorné, skrápěné, směšovací. Výměníky kapalina – vzduch - vzdušné chladiče, chladící věže, kalorifery Přenašeče tepla, chladu
11. Odpařování Molekulárně kinetický model kapaliny (Brownův pohyb, rozdělení kinetické energie, vypařování Mechanizmus odpařování, faktory ovlivňující rychlost odpařování Tenze par nad kapalinou – závislost na objemu nádoby, teplotě, tlaku Var kapaliny – definice, závislost na okolním tlaku (fázový diagram jednosložkové soustavy) Výparné teplo – definice, závislost na b.v. kapaliny Výhody a nevýhody odpařování za tlaku, atmosférickém tlaku v podtlaku Odparky jednostupňové - vnitřní, vnější cirkulace, duplikátor, ponorný hořák, Komprese brýdových par – princip, účel, provedení (mechanická komprese, termokomprese) Odparky vícestupňové - princip; souproudé a protiproudé uspořádání, úspora tepla, kondenzační vody; Filmové odparky (padající, vzlínající, roztíraný film) Flash odparka
12. Sušení Tlak nasycených par, vliv plochy a objemu kapaliny Podmínka pro předávání a pohlcování vlhkosti materiálem Vliv teploty na tenzi par Výparné teplo 4
Druhy vlhkosti – volná, vázaná (póry, adsorbovaná) Vliv zakřivení povrchu na tlak nasycených par, kapilární efekt (elevace deprese) Rychlost sušení a průběh teploty materiálu jako funkce času Vývoj vlhkosti materiálu jako funkce času Sušení přímé (z povrchu, objemu), nepřímé Uspořádání sušicí linky přímého sušení Sušárny s přímým sušením – komorová, tunelová, rotační, pásová, proudová, rozprašovací, fluidní. Tepelná účinnost a dokonalost vysušení materiálu při souproudu a protiproudu Kontaktní sušárny – lopatková, kuželová, disková, žlabová (šneková), talířová, válcová, vakuová kónická Radiofrekvenční sušárna
13. Čištění plynů Způsoby oddělování tuhé fáze Suché odlučovače - odprašovací komora (horizontální, vertikální), žaluziový, rotační odlučovač, cyklony, multicyklon, textilní filtr, elektrofiltry vertikální, horizontální Princip mokrého odlučování tuhé fáze Mokré odlučovače - rozstřikovací věže, ejektorové, samorozstřikovací, rotační, Venturiho pračky (věžová, komorová), pěnové pračky Odlučování kapalné fáze – mechanizmus zachytávání kapek Odlučovače kapek - lamelové, cyklonové Aerosolové filtry
14. FILTRACE Druhy filtrace - průtočná, příčný tok Filtrace příčným tokem – princip, osmotický tlak, vliv koncentrace a teploty (van´t Hortova rovnice) Příčný tok - nanofiltrace, ultrafiltrace, mikrofiltrace, reverzní osmóza, membrány, konstrukce zařízení. Filtrace průtočná, hnací síla, filtrační přepážky Filtrace koláčová, hloubková Konstrukce a pracovní fáze filtru pískového, talířového, nuče, vakuového rotačního, diskového vakuového, listového vakuového (Moore) a tlakového (Kelly) Kalolis rámový, komorový bez a s membránou, poloautomatický Svíčkový, sáčkový, pásový vakuový a přítlačný filtr
5
|15. ODSTŘEĎOVÁNÍ Odstředivá síla – závislost na poloměru a otáčkách Filtrační, sedimentační odstředivky Pracovní fáze filtrační odstředivky Filtrační odstředivky – vertikální a horizontální bubnová, vibrační, s brzděným šnekem, pulzní Sedimentační odstředivky – vertikální, s brzděným šnekem, talířová Ultraodstředivky – trubková
16. ČIŠTĚNÍ KAPALIN Sedimentace – síly působící na sedimentující částici, sedimentační rychlost, faktory ovlivňující sedimentační rychlost Dorrův usazovák, sedimentační nádrže Lamelový separátor - funkce lamel, konstrukce zařízení Hydrocyklon Elektrodialýza – princip, použití
17. DĚLENÍ PLYNNÉ SMĚSI Destilace - fázový izobarický diagram dvousložkové neomezeně mísitelné soustavy, soustavy s azeotropem Rovnovážná a skutečná destilace, teoretické patro kolony Destilační kolony- patra děrovaná, ventilová, kloboučková, funkce patra kolony Rektifikace Absorpce, desorpce – parciální tlak plynu, hnací síla procesu, Henriho zákon, vliv tlaku a teploty na absorpci Kolony – prázdné, náplňové - patrové (patra přepadová – děrovaná, kloboučková, ventilová, patra propadová), filmové Základní uspořádání absorpční jednotky Adsorpce, desorpce – druhy adsorpce, adsorpční izoterma (Freundlichova, Langmuirova); hnací síla procesu, vliv teploty, tlaku Adsorpční kolony – s pevnou, pohyblivou a fluidní vrstvou Molekulová síta - princip funkce, konstrukce a uspořádání adsorbérů Membrány – princip funkce, konstrukce membránových modulů
18. DĚLENÍ TUHÝCH SMĚSÍ Extrakce – macerace, digesce - Soxhletův extraktor - extrakce kapalina – kapalina, extrakční kolony 6
- nadkritická extrakce, fázový diagram jednosložkové soustavy, nadkritická tekutina vlastnosti, extrakce CO2 Flotace – princip, flotační reaktor, elektroflotace
19. KRYSTALIZACE Použití krystalizace Hnací síla krystalizace, přesycení; způsoby získání přesycení Fázový diagram dvousložkové soustavy voda – rozpustná látka; oblasti roztoku Ochlazovací, odpařovací a adiabatická (vakuová) krystalizace, použití pro jaké typy látek Ochlazovací krystalizace – přímo chlazené (rotační, stacionární) nepřímo chlazené (šaržovitý, rotační diskový, DTB, Swenson -Walker, Votator), krystalizátory s vnitřní a vnější cirkulací roztoku Odpařovací krystalizátory – odparka, ponorný hořák, rozprašovací, air-lift krystalizátor Vakuové krystalizátory – šaržovitý, kontinuální, klasifikační, komorový Krystalizace z taveniny – fázový diagram dvousložkové směsi s neomezenou mísitelností v kapalné fázi a nemísitelné v tuhé fázi, eutektikum Vliv nečistot (druhé složky) na b.t. směsi; Krystalizace taveniny - statický krystalizátor, krystalizátor s padajícím filmem, pracovní fáze krystalizátoru
7
