چکیده مباحث اساسی و گزیده سوال های مهندسی شیمی

فهرست مطالب

  بخش اول: زبان عمومى و تخصصى

زبان عمومى و تخصصى               11

اصطلاحات مهم مهندسى شيمى      11

 بخش دوم: انتقال حرارت

فصل اول : انواع انتقال حرارت     16

1ـ2ـ انتقال هدايت حرارتى Conduction    16

1ـ3ـ انتقال حرارت جابجايى Convection              18

1ـ4ـ انتقال حرارت تشعشعى         19

سوالهاى تكميلى فصل اول             20

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل اول               21

فصل دوم : هدايت حالت پايدار يك بعدى         22

سوالهاى تكميلى فصل دوم            26

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل دوم               27

فصل سوم :هدايت حالت پايدار ـ چند بعدى     28

3ـ1ـ روش تحليل عددى              28

3ـ2ـ انتقال حرارت با كنوكسيون در سطح       28

سوالهاى تكميلى فصل سوم           30

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل سوم              30

فصل چهارم : هدايت حالت ناپايدار               31

4

سوالهاى تكميلى فصل پنجم          39

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل پنجم             40

فصل ششم : جابجايى اجبارى و آزاد              41

6ـ2ـ انتقال حرارت به طريق جابجايى آزاد روى يك صفحه مسطح قائم             41

6ـ4ـ جابجايى آزاد از فضاهاى بسته               42

سوالهاى تكميلى فصل ششم          43

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل ششم             44

فصل هفتم : انتقال حرارت تشعشعى             45

7ـ2ـ خواص تشعشع    45

7ـ3ـ ضريب جذب جسم، ضريب پخش جسم                 46

7ـ4ـ قانون جابجايى وين              46

7ـ5ـ ضريب شكل تشعشعى          46

7ـ6ـ روابط بين ضرايب شكل       47

7ـ7ـ تبادل حرارت بين اجسام غيرسياه           47

7ـ8ـ سپرهاى تشعشعى                  48

7ـ9ـ تشعشع گازها       48

7ـ10ـ اثر گلخانه         48

سوالهاى تكميلى فصل هفتم           49

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل هفتم             50

فصل هشتم : انتقال حرارت در چگالش و جوشش          51

88ـ2ـ انتقال حرارت در چگالش      51

8ـ3ـ انتقال حرارت در جوشش      51

سوالهاى تكميلى فصل هشتم          52

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل هشتم            52

فصل نهم : مبدلهاى حرارتى        53

9ـ1ـ ضرايب جرم‌گيرى                 53

9ـ2ـ اختلاف درجه حرارت متوسط لگاريتمى                 53

9ـ3ـ ضريب تأثير ـ روش NTU              54

سوالهاى تكميلى فصل نهم             55

بخش سوم: ترموديناميك

فصل اول: ترموديناميك               57

1ـ سيستم    حالات مختلف جريان و سيستم      60

قانون اول براى فرآيندهاى جارى    60

سيستمهاى دو فازى مايع ـ بخار     61

سوالهاى تكميلى فصل اول             62

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل اول               63

فصل دوم: خواص حجمى سيالات                  64

فصل سوم : قانون دوم ترموديناميك              70

الف) بيان كلوين ـ پلانك              70

ب) بيان كلازيوس        70

1ـ حالت پايدار ـ جريان پايدار (Steady State-Steady Flow)            74

2ـ حالت يكنواخت ـ جريان يكنواخت (uniform state-uniform flow)              74

3ـ سيكلهاى استاندارد هوايى توان                  76

سوالهاى تكميلى فصل سوم           78

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل سوم              82

فصل‌چهارم: خواص ترموديناميكى مخلوطهاى همگن      85

سوالهاى تكميلى فصل چهارم         94

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌چهارم             96

 بخش چهارم: مكانيك سيالات

فصل اول: سيال و خواص آن        97

1ـ1ـ سيال  97

1ـ2ـ خواص سيال       97

1ـ3ـ انواع سيالات       99

1ـ سيالات نيوتنى         100

2ـ سيالات غيرنيوتنى     100

3ـ سيالاتى كه ميزان تغيير شكل متغير با زمان دارند          100

سوالهاى تكميلى فصل اول             101

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل اول               102

فصل دوم : فشار        103

2ـ1ـ فشار  103

2ـ2ـ مانومترها             105

2ـ3ـ رفتار سيال ايستا در درون ظرف در حال حركت      107

سوالهاى تكميلى فصل دوم            109

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل دوم               110

فصل سوم: بررسى فشار اعمال شده بر سطح، در داخل سيال           111

3ـ1ـ سطوح موازى با سطح افق     111

3ـ2ـ سطوح مورب      111

3ـ3ـ سطوح منحنى      113

سوالهاى تكميلى فصل سوم           114

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل سوم              115

فصل چهارم : نيروى بويانسى     116

4ـ1ـ تعريف نيروى بويانسى          116

4ـ2ـ تحليل نيروى بويانسى براى جسمى كه داخل
سيالهايى با وزن مخصوص متفاوت قرار دارد    117

4ـ3ـ هيدرومتر             118

4ـ4ـ پايدارى اجسام شناور و غوطه‌ور            119

سوالهاى تكميلى فصل چهارم         120

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌چهارم             120

فصل پنجم: جريان سيال             121

5ـ1ـ خطوط جريان      121

5ـ2ـ انواع رژيم جريان                 122

5ـ3ـ معيار تعيين چگونگى رژيم جريان          122

5ـ4ـ سرعت متوسط     123

5ـ5ـ بررسى روابط حاكم بر انتقال جرم و مومنتوم درون يك سيال    123

5ـ6ـ روابط حاكم بر چگونگى انتقال انرژى در داخل سيال               126

5ـ7ـ رابطه اويلر براى حركت در طول يك خط جريان     127

5ـ8ـ معادله برنولى       127

5ـ9ـ جريان سيال غيرقابل تراكم درون يك لوله               128

سوالهاى تكميلى فصل پنجم          130

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌پنجم              132

فصل ششم: تحليل ابعادى و تشابه                 135

6ـ1ـ تحليل ابعادى       135

6ـ2ـ بررسى پارامترهاى بدون بعد                  136

6ـ3ـ تشابه                  136

سوالهاى تكميلى فصل ششم          137

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌ششم              137

 بخش پنجم: كنترل فرآيندها

1ـ قضاياى مهم            139

انتقال تبديل                 139

انتقال تابع    139

2ـ تعاريف  141

2ـ1ـ تابع انتقال            141

2ـ2ـ دياگرام جعبه‌اى    141

3ـ سيستم درجه اول     146

3ـ1ـ پاسخ سيستم درجه اول به انواع توابع محرك           146

3ـ2ـ خطى كردن          147

 4ـ سيستم درجه دوم     150

4ـ1ـ سيستم غيرتداخلى (سيستم درجه اول متوالى)          150

4ـ2ـ سيستم تداخلى     151

4ـ3ـ پاسخ سيستم درجه دوم نسبت به توابع محرك ورودى               151

4ـ4ـ مفاهيم مهم در سيستمهاى درجه دوم       152

5ـ اجزاى يك سيستم كنترل           161

6ـ روشهاى كنترل سيستم              161

6ـ1ـ كنترل تناسبى       161

6ـ2ـ كنترل تناسبى انتگرالى (PI)              162

6ـ3ـ كنترل مشتقى تناسبى (PD)              162

6ـ4ـ مقايسه روشهاى كنترل          162

7ـ روشهاى محاسبه افت كنترل      163

8ـ تعيين پايدارى سيستم               166

8ـ1ـ آزمون Routh    166

8ـ2ـ روش مكان هندسى ريشه‌ها  168

8ـ3ـ پاسخ فركانسى     168

8ـ4ـ معيار پايدارى نايكويست       170

 بخش ششم: انتقال جرم و عمليات واحد

دسته‌بندى روشهاى انتقال جرم        180

1ـ تماس مستقيم دو فاز نامحلول در يكديگر  180

2ـ جداسازى فازها با استفاده از غشاء             181

3ـ تماس مستقيم فازهاى محلول     182

4ـ استفاده از كشش سطحى           182

جداسازى به‌وسيله كف (Foam Seperation)          182

عمليات مستقيم و غيرمستقيم           182

عمليات پايا و ناپايا       183

نحوه تماس فازها          183

اصول طراحى               183

سوالهاى تكميلى فصل اول             184

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل اول               184

فصل دوم : نفوذ مولكولى در سيالات             185

1ـ مكانيزمهاى انتقال جرم              185

2ـ تعريف و محاسبه شار انتقال جرم               186

 3ـ قانون اول فيك (Fick¨s first law)     186

4ـ نكاتى چند در مورد ضريب نفوذ                186

5ـ قانون دوم فيك (Fick¨s second law)             186

6ـ معادلات نفوذ يك بعدى، پايدار و بدون واكنش شيميايى در مختصات كارتزين، استوانه‌اى و كروى  187

7ـ نكاتى در مورد نفوذ و شار NA             187

8ـ استفاده از متوسط لگاريتمى غلظت در روابط               188

سوالهاى تكميلى فصل دوم            189

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل دوم               191

فصل سوم : ضرايب انتقال جرم     192

1ـ ضرايب انتقال جرم  192

2ـ ضرايب انتقال جرم در نفوذ متقابل              192

3ـ رابطه ميان ضرايب انتقال جرم    193

تئوريهاى انتقال جرم      193

1ـ تئورى لايه‌اى (فيلم)                 193

2ـ تئورى رسوخ (Penetration)             193

3ـ تئورى نوشوندگى سطح (Surface Renewal)      193

4ـ تئورى اصلاحى دابينز               193

4ـ تشابهات انتقال جرم و حرارت  193

سوالهاى تكميلى فصل سوم           196

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل سوم              198

فصل چهارم : انتقال جرم بين فازها               199

1ـ انتقال جرم محلى بين دو فاز      199

2ـ مقاومتهاى انتقال جرمى هر فاز  199

3ـ ضرائب محلى ـ حالت عمومى  200

4ـ فرايندهاى پايا با جريانهاى همسو «steady state cocurrent processes»               200

5ـ فرايندهاى مداوم با جريان‌هاى همسو          201

سوالهاى تكميلى فصل چهارم         202

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌چهارم             203

فصل پنجم : دستگاههاى مربوط به عمليات تماس گاز ـ مايع           204

سوالهاى تكميلى فصل پنجم          206

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌پنجم              208

فصل ششم : تقطير     209

سوالهاى تكميلى فصل ششم          214

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌ششم              215

فصل هفتم: عمليات استخراج      216

سوالهاى تكميلى فصل هفتم           218

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل هفتم             218

فصل هشتم : جذب گاز                 219

1ـ اثر دما و فشار بر عمل جذب و دفع گاز     219

2ـ ضريب جذب (A)  219

3ـ ارتفاع معادل با يك واحد تعادلى (HETP)           219

سوالهاى تكميلى فصل هشتم          221

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌هشتم              221

فصل نهم: عمليات مرطوب‌سازى                  222

1ـ رطوبت مطلق (Absolute Humidity)              222

2ـ رطوبت اشباع (Saturated Humidity)             222

3ـ رطوبت نسبى (Relative Humidity)  222

4ـ حجم مرطوب و گرماى نهان مرطوب (Humid Volume and Humid Heat)     223

5ـ دماى حباب مرطوب (weted Bulb Temperature)          223

6ـ Cooling Tower             224

سوالهاى تكميلى فصل نهم             225

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل نهم               225

فصل دهم : تبخير كننده‌ها           226

سوالهاى تكميلى فصل دهم            228

 پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل دهم              228

فصل يازدهم : خشك كردن ـ جذب سطحى ـ كريستاليزاسيون           229

خشك كردن                 229

1ـ رطوبت (moisture) و اقسام آن              229

2ـ تقسيم‌بندى خشك كن‌ها از حيث نوع خوراك             230

3ـ محاسبات خشك‌كن‌ها               230

عمليات جذب سطحى  230

گزينش پذيرى جاذب    230

معادله فرند ليچ             230

كريستاليزاسيون             230

روشهاى ايجاد فوق اشباعيت (انواع كريستاليزورها)           231

استخراج از جامدات      231

فيلتراسيون    232

سوالهاى تكميلى فصل يازدهم        233

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل‌يازدهم            233

 بخش هفتم: سينتيك وطراحى

راكتورهاى شيميايى

فصل دوم : بررسى سرعت واكنشها             235

سوالهاى تكميلى فصل اول و دوم  238

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل اول و دوم      240

فصل سوم : راكتورهاى ناپيوسته                 241

راكتور پيوسته               241

راكتور با حجم ثابت     241

راكتورهاى با فشار ثابت                244

سوالهاى تكميلى فصل سوم           245

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل سوم              247

 فصل چهارم : راكتورهاى منفرد كامل            249

راكتورCSTR  (در حالت آدياباتيك)            252

سوالهاى تكميلى فصل چهارم         253

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل چهارم           255

فصل پنجم : طراحى راكتور براى واكنش‌هاى منفرد       257

بررسى واكنش منفرد در راكتور Batch        257

راكتورهاى دوره‌اى Recycle      260

سوالهاى تكميلى فصل پنجم          261

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل پنجم             263

فصل ششم : طراحى راكتور براى واكنش‌هاى چندگانه     265

واكنشهاى موازى           265

واكنشهاى سرى ـ موازى                268

واكنشهاى گرمازاى آدياباتيك         268

سوالهاى تكميلى فصل ششم          269

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل ششم             272

 بخش هشتم: رياضيات (كاربردى ـ عددى)

فصل اول : تغييرات يك كميت نسبت به زمان (انواع مشتقات نسبت به زمان)     275

تشابه معادلات انتقال جرم و حرارت و مومنتوم                 276

سوالهاى تكميلى فصل اول             277

پاسخنامه سوالهاى تكميلى فصل اول               277

فصل دوم : معادلات ديفرانسيلى معمولى        278