Inżynieria chemiczna - ćwiczenia

Zestaw zadań nr 1

1. Obliczyć średnicę zastępczą przestrzeni międzyrurowej wymiennika ciepła, składającego się z 61 rur

o średnicy 38×2.5 mm. Wewnętrzna średnica płaszcza jest równa 625 mm. Odp. 0,288m

2. Chłodnica składa się z 19 rur o średnicy 20×2 mm. Do przestrzeni rurowej dopływa woda ruro-

ciągiem

o średnicy 57×3.5 mm. Prędkość przepływu wody w rurociągu wynosi 1.4m/s. Woda płynie z dołu do

góry. Obliczyć prędkość przepływu wody w rurach chłodnicy. Odp. 0,169m/s.

3. Chłodnica składa się z dwóch koncentrycznych rur o średnicach 29×2.5 mm oraz 54×2.5mm.Przez

rurę

wewnętrzną przepływa 3.73 t/h solanki o gęstości 1150 kg/m

3

. W przestrzeni międzyrurowej płynie

160 kg/h gazu pod ciśnieniem 5 at o średniej temperaturze 0

o

C. Gęstość gazu w warunkach normal

nych ( 0

o

C, 760 mm Hg ) wynosi 1.2 kg/m

3

. Obliczyć liniowe prędkości przepływu gazu i cieczy.

Odp. 1,99m/s i 6,13m/s.

4. W przestrzeni międzyrurowej płaszczowo-rurowego wymiennika ciepła o średnicy płaszcza 0.53m

płynie z prędkością 0.3 m/s woda o średniej temperaturze 60

o

C. W płaszczu znajduje się 61 rur

o średnicy zewnętrznej 33 mm. Określić charakter przepływu wody, jeżeli jej gęstość wynosi

983 kg/m

3

a lepkość 0.47⋅10

-3

Pas⋅s. Odp. Re=159873

5. Określić charakter przepływu cieczy w przestrzeni międzyrurowej wymiennika ciepła typu

„rura w rurze”, którego wewnętrzna rura ma średnicę 25×2 mm, zewnętrzna 51×2.5 mm, masowe

natę-

żenie przepływu cieczy wynosi 3730 kg/h, jej gęstość1150 kg/m

3

a lepkość 1.2⋅10

-3

Pa⋅s.

Odp. Re=48642

6. Przez poziomy rurociąg złożony z dwóch odcinków rur o średnicach wewnętrznych 30 i 15 mm

przepływa 0.9t/h wody. Obliczyć zmianę ciśnienia i stosunek prędkości liniowych przy przejściu

wody z rury o większej średnicy do rury o mniejszej średnicy. Stratę ciśnienia na tarcie pominąć.

Odp. w

1

/w

2

= 0,25 Δp = -938,1 Pa

7. Prostym rurociągiem o średnicy 0.1 m płynie woda o gęstości 1000 kg/m

3

i lepkości 10

-3

Pa⋅s, w iloś-

ci 30 t/h. Obliczyć, pod jakim kątem nachylony jest rurociąg, jeżeli różnica ciśnień statycznych na

po-

czątku i końcu przewodu wynosi 10

4

Pa a różnica wysokości równa jest 1 m. Odp. 28

o

lub

0,29

o

.

8. Poziomym rurociągiem o długości 1000 m i średnicy 20×1.5 mm przepływa roztwór gliceryny

( ρ=1050 kg/m

3

, η= 10

-2

Pa⋅s ). Obliczyć różnicę ciśnień na końcach rurociągu, jeżeli prędkość

przepływu cieczy wynosi 0.8 m/s. Odp. Δp = 885460 Pa.

9. Obliczyć ciśnienie na początku rurociągu, jeżeli ciśnienie na jego końcu wynosi 1 bar. Wysokość

rurociągu na początku wynosi 10 m a na końcu 4 m nad poziomem odniesienia. Średnica rurociągu

jest 100 razy mniejsza od jego długości i wynosi 0.4 m. Objętościowe natężenie przepływu cieczy

o gęstości 1040 kg/m

3

wynosi 1m

3

/s. Współczynnik oporu wynosi 0.02. Odp. Δp = 4648,5

Pa