Inżynieria Chemiczna dr inż. Wojciech Skrzypiński

Zestaw Nr 2 2011/2012

1. Doświadczalnie wykazano, że ze zbiornika wypełnionego wodą do wysokości 8 m wypływa woda
   z prędkością 2 m/s. Oś krótkiej poziomej rury wypływowej znajduje się na poziomie 7,5 m. Należy obliczyć współczynnik oporu miejscowego odpowiadający gwałtownemu przewężeniu między zbiornikiem a rurociągiem.

Odp.:

2. Oblicz jak zmieni się strata ciśnienia na tarcie, jeżeli przy stałym strumieniu objętości średnica wewnętrzna prostego rurociągu zmaleje dwukrotnie. Obliczenia wykonaj w zakresie ruchu laminarnego i w zakresie ruchu burzliwego.

Odp.: a) 16, b) 26,91

3. Przez rurociąg o średnicy 0,2 m, który zwęża się łagodnie do średnicy 0,1 m, płynie 2000 m³/h powietrza w temperaturze 20°C. Wskazanie manometru wodnego zamontowanego w wąskiej części rurociągu wynosi -40 mm H₂O. Ciśnienie atmosferyczne wynosi 1013 hPa. Należy obliczyć wskazanie manometru wodnego zamontowanego w szerokiej części rurociągu.

Odp.: Δh = +248 mm

4. W rurociągu o średnicy wewnętrznej 96 mm zamontowano kryzę pomiarową o średnicy otworu
   d_o = 42 mm. Przyjmując, że współczynnik przewężenia strugi wynosi μ = 0,615 należy obliczyć współczynnik przepływu zwężki α oraz wskazania manometru rtęciowego, jeżeli rurociągiem przepływa a) powietrze (strumień masy 0,15 kg/s), b) woda (strumień masy 1,5 kg/s). Oba media płyną w temperaturze 20°C.

Odp.: a) Δh_pow = 95 mm, b) Δh_H2O = 11,5 mm

5. Rurą o średnicy wewnętrznej równej 100 mm płynie woda o temperaturze 20°C. Aby zmierzyć strumień objętości zamontowano rurkę Prandtla (rysunek) umieszczając jej końcówkę w osi rury. Różnica poziomów cieczy manometrycznej (o gęstości 1590 kg/m³) wynosiła 70 mm. Dodatkowo proszę obliczyć maksymalną i średnią prędkość wody w rurze.

Odp.: w_max = 0,9 m/s, w_śr = 0,72 m/s,

6. Wyprowadź wzór na czas wypływu cieczy ze zbiornika o kształcie a) prostopadłościanu o rozmiarach: podstawa a, b i wysokość H, b) poziomego walca o średnicy D i długości L.

7. Obliczyć czas opróżniania cylindrycznego poziomego zbiornika przez okrągły ostrokrawędziowy otwór o średnicy 27 mm. Zbiornik jest otwarty do atmosfery, ma średnicę 2 m, długość 4 m i jest całkowicie napełniony wodą. Przyjąć, że współczynnik wypływu wynosi
   .

Odp.:τ = 9914 s

1

---