1. WYJAŚNIĆ NA CZYM POLEGA KRĄŻENIE AZOTU, WĘGLA, WODY W PRZYRODZIE.

Jeżeli materii organicznej odebrać energię stanie się ona materią nieorganiczną z której ponownie będą korzystać producenci. Napędem tych przemian jest stały dopływ energii słonecznej.

KRĄŻENIE WODY: 1) woda ma duże ciepło właściwe, wolno się nagrzewa i stygnie. 2) w stanie stałym ma mniejszą gęstość od wody w stanie ciekłym. 3) wody morskie stanowią ok. 97%, wody słodkie ok. 3% z czego ¾ to lądolody. 4) głównym źródłem pary wodnej w atmosferze jest parowanie z powierzchni mórz i oceanów, woda ta wraca na powierzchnię ziemi w postaci opadów. 5) najważniejszy jest bilans wodny, jest to stosunek między przychodem a tą ilością wody która wyparowuje lub jest pochłaniana przez rośliny. W I przypadku gdy opady mocno przekraczają parowanie to dużo wody odpływa z ekosystemu, wypłukując i wynosząc z niego wiele biogenów. Puszcze tropikalne paradox bogatego ekosystemu na ubogiej glebie. Ekosystem istnieje tylko dlatego że biogeny są od razu wchłaniane przez rośliny. Wycięcie puszczy powoduje ucieczkę miogenów i ubożenie gleby. W II przypadku gdy parowanie zabiera z ekosystemu w przybliżeniu tyle samo wody ile dostarczają jej opady to wszystkie biogeny pozostają w ekosystemie do dyspozycji roślin. Efekt to bardzo żyzne gleby na Ukrainie lub preriach USA. W III przypadku gdy parowanie jest wyższe od opadów, do ekosystemu dociera również woda z powodzi lub ze sztucznego nawadniania, rośnie twedy stężenie soli mineralnych w glebie co skutkować może zasoleniem gleby i utrudnić uprawę. Krążenie wody: opady nad lądem zasilają jeziora, rzeki, morza, część opadów wsiąka w głąb ziemi -wody gruntowe. Opady nad morzem, wody z rzek, gruntowe zasilają morza i oceany. Woda następnie paruje tworzą się chmury i opada na ziemię. KRĄŻENIE AZOTU: głównym zbiornikiem N₂ powietrze 78% ale jest to azot niedostępny dla organizmów żywych (obojętna cząsteczka chemiczna). DROGI PRZYSWAJANIA AZOTU ATMOSFERYCZNEGO: 1) za pomocą błyskawic (5%) uwolnione atomy łączą się z O₂ w tlenki, następnie z wodą tworzą się azotany które są dostępne dla roślin i są dla nich źródłem N₂. 2) mikroorganizmy wiążą azot z powietrza w wodach (sinice) i glebach (bak azotowe) oraz bakterie korzeniowe (symbioza z roślinami motylkowymi). 3) azot zawarty w białkach, aminokwasach wykorzystywany przez zwierzęta. --Martwa materia jest rozkładana i azot zostaje uwolniony w postaci jonu NH₄⁺ (destruenci). --W warunkach tlenowych bakterie nitryfikujące utleniają NH₄⁺ do NO₂^- a następnie do NO₃^- azot przyswajalny dla wszystkich roślin i wraca do obiegu. -W warunkach beztlenowych bakterie denitryfikujące redukują NO₃^- do azotu cząsteczkowego, który wchodzi do atmosfery. KRĄŻENIE WĘGLA: --węgiel w atmosferze przyswajanie przez organizmy samożywne, na lądzie fotosynteza. -dopływ węgla: oddychanie org żywych, spalanie paliw kopalnych, uwalnianie węgla ze skał węglowych, wymiana CO₂ między atmosferą a wodami oceanów. -węgiel w wodach oceanów: 1) wody te rozpuszczają CO₂ (rozpuszczalność zależy od T i zasolenia). 2) wody te to ekosystem gdzie są producenci, zatrucie wód i obniżenie fotosyntezy spowoduje zmniejszenie poboru węgla z atmosfery. -węgiel w biomasie ziemi obecnie biomasa całej kuli ziemskiej jest w równowadze. -węgiel w martwej materii organicznej obecnie tylko niewielkie ilości materii organicznej są na stałe wyłączone z obiegu węgla (osady denne, pokłady torfu).

2. WYJAŚNIĆ NA CZYM POLEGA PRZEPŁYW MATERII I ENERGII W EKOSYSTEMIE.

--ciąg zaczynający się od producenta i obejmujący kolejnych zjadających nazywa się łańcuchem pokarmowym. -schemat łańcucha pokarmowego: producent(zielenice)→ konsument 1(roślinożerca)→ konsument2(drapieżca)→ konsument3(drapieżca 2). Czyli np. leszczyna→ wiewiórka→ kuna…w końcu konsumenci i producenci stają się martwą naturą i są rozkładani przez destruentów do organicznych i nieorganicznych związków wykorzystywanych przez producentów. --każde ogniwo łańcucha pokarmowego nazywamy poziomem troficznym. -pożywienie przepływające przez kolejne poziomy troficzne konsumentów jest źródłem materii i energii. -materia jest budulcem organizmów młodych i dojrzałych, odbudowa tkanek i produkcja potomstwa (fajnie brzmi). -z E świetlnej która dociera do danego ekosystemu tylko 1% przechwytują producenci i wiążą ją w subst pokarmowe. -suma E zmagazynowanej w określonym czasie nazywana jest produkcją pierwotną brutto (można ją wyrazić w jednostce masy lub energii. Część tej E przeznaczona na procesy oddychania. -E która zostaje w materii organicznej to produkcja pierwotna netto (jest to pokarm potencjalnie dostępny dla roślinożerców -podstawa piramidy energii). -przy przejściu z niższego poziomu troficznego na wyższy część E zawartej w pokarmie rozprasza się. -produkcja jest tym mniejsza im wyższy jest poziom troficzny. -wydajność przyswajania E (materii) -można przyjąć współczynnik 10.

3. SKAŻENIA JAKO JEDEN Z CZYNNIKÓW OGRANICZAJĄCYCH ŚRODOWISKO.

--o stopniu szkodliwości subst decyduje dawka, stężenie np. związki azotu w małych dawkach -nawóz, w dużym stężeniu powoduje śmierć roślin. -linia pozioma na wykresie oznacza niezmiennie dobre zdrowie mimo rosnącego stężenia. -po przekroczeniu wartości progowych (toksycznych) linia zdrowia opada bardzo gwałtownie aż do 0 gdy stężenie trucizny osiągnie wartość śmiertelną. -najbardziej precyzyjną miarą toksyczności jest dawka śmiertelna letalna, dla 50% badanych organizmów LD50 danej populacji, lub stężenie śmiertelne do 50% LC50. -dla bardzo małych wartości danego pierwiastka - organizm nie jest w stanie funkcjonować (stan zdrowia jest zerowy). -przy wartościach minimalnych zaczyna się poprawa krzywa szybko rośnie. -przy pewnym stężeniu organizm osiąga pełne zdrowie. -po przekroczeniu wart progowych toxic linia obrazująca stan zdrowia szybko spada do 0. -mamy do czynienia z chorobą wynikającą z niedoboru lub chorobą wynikającą z przekroczenia progu szkodliwości.

4. WYJAŚNIJ POJĘCIA: PALIWO UMOWNE I PARA UMOWNA.

Paliwo umowne: takie paliwo, którego wartość opałowa Qu≈29300kJ/kg. Wprowadzono by ujednolicić rozliczenia gdy dominującym paliwem był węgiel kamienny. Stosowane do przeliczania E tak by można było porównać różne rodzaje E. Pu=Prz*Qrz/Qu; gdzie Pu masa lub strumień masowy paliwa umownego, Prz analogicznie paliwa zużytego, Qrz wartość opałowa P rzeczywistego, Qu analogicznie paliwa umownego. Para umowna: wartość entalpii pary w 100^oC i_U=2,680kJ/kg. Stosowane do obliczania zużycia pary, informacja obiektywna. Gu=Grz*(irz/iu).

5. PODAJ SPOSÓB OKREŚLENIA WSKAŹNIKA SUMARYCZNEGO ZUŻYCIA E W PALIWIE PIERWOTNYM.

Są 2 rodzaje E cieplna i elektryczna, nie można ich dodawać (bo mają różne sprawności) dlatego aby porównać oba rodzaje E trzeba je przeliczyć na E pierwotną. Przy przeliczaniu na E pierwotną dla E elektrycznej przyjmuje się średnią sprawność ηe=0,30, a dla E cieplnej ηc=0,70. Ep=Ee/ηe; Ec- zużyta E elektryczna. Ep= Ec/ηc; Ec- zużyta E cieplna. Dopiero E pierwotne można sumować: ∑=Epe+Epc.

6. WYJAŚNIJ CO TO JEST ENERGOCHŁONNOŚĆ CIĄGNIONA.

Jest to ilość E zużyta w całym procesie produkcyjnym od surowca aż do przetransportowania produktu do sklepu. Obejmuje etapy pozyskiwania surowców, ich transport, produkcję opakowań i ich transport, po prostu wszystko co związane z produkcją. Jest wyrażana w MJ/opakowanie. Pozwala na uwzględnienie całkowitej E potrzebnej do wyprodukowania danego produktu.

11. WYJAŚNIJ DLACZEGO OSZCZĘDNOŚĆ E W PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM PRZYCZYNIA SIĘ DO ZMNIEJSZENIA ODDZIAŁYWANIA TEGO PRZEMYSŁU NA ŚRODOWISKO.

Zmniejszenie ilości zużytego paliwa mniej spalin, mniejsza emisja CO₂, CO, tlenków N, S, ograniczenie efektu cieplarnianego, smogu, zapylenia powietrza, oszczędność paliw kopalnych, większa efektywność produkcji.

12. SPALANIE PALIW A OCHRONA ŚRODOWISKA.

Spaliny zawierają naturalne składniki atmosfery tj O₂, para wodna które są nieszkodliwe. Zawiera też szkodliwy CO₂ odpowiedzialny za efekt cieplarniany oraz związki tworzące tzw pierwotne zanieczyszczenia powietrza: SO₂, tlenki siarki -kwaśne deszcze, CO produkt niepełnego spalania C, tlenki N, pyły, niespalone węglowodory w połączeniu z HN₂- tworzy zanieczyszczenia wtórne. Należy spalać paliwa o małej zawartości węgla (gaz ziemny), należy stosować urządzenia o dużej sprawności, technologie mniej energochłonne, urządzenia oczyszczające spaliny, stosować odzyskiwanie ciepła.

13. WPŁYW SPALANIA ENERGETYCZNEGO PALIW NA EMISJĘ CO₂.

CO₂ pełni rolę filtru jednokierunkowego przepuszcza część E widzialną promieniowania krótkofalowego VIS a zatrzymuje promieniowanie IR podczerwone długofalowe. Powoduje to wzrost temp na Ziemi i dalsze jej ogrzewanie czyli efekt cieplarniany. Za efekt cieplarniany odpowiada też w 30% metan i niedobór ozonu. Emisja CO₂ zależy od ilości C zawartego w paliwie, a dokładniej od stosunku H:C. stosunek ten najniekorzystniejszy dla środowiska jest w węglu kamiennym 0,5:1, potem w oleju opałowym 2:1, w gazie 4:1. im większy stosunek H:C tym mniejsza emisyjność. Emisję CO₂ można zmniejszyć zwiększając sprawność kotłów, lub urządzeń spalających paliwa. CO₂= (CO₂wł)QwB; (CO₂wł) -emisja własna kg/J, Qw -wartość opałowa, B -strumień paliwa. η=Q/ QwB. CO₂=(CO₂)włQ/η. Im η ↑ tym emisyjność CO₂ ↓.

14. WPŁYW SPALANIA ENERGETYCZNEGO PALIW NA EMISJĘ TLENKÓW AZOTU.

NO₂ powoduje obumieranie roślin, prowadzi do całkowitego zablokowania przenoszenia tlenu. Opałowy NO_X powstaje w trakcie reakcji spalania azotu organicznego z O z powietrza w T>100^oC. powstaje tylko w procesie spalania gazu opałowego, węgla. Szybki NO_X powstaje w płomieniu w nadmiarze O₂ przy spalaniu każdego paliwa. Termiczny NO_X powstaje w T>1200^oC. Im ↑ O₂ i im wyższa T tym ↑ emisja tlenków azotu. Przeciwdziałanie: wstępne zmieszania O₂ z paliwem w specjalnej komorze, używanie specjalnych palników o niskiej temp, max ograniczenie współczynnika dostępu powietrza.

15. NASZKICOWAĆ, OPISAĆ, SCHARAKTERYZOWAĆ DOWOLNY KOCIOŁ PAROWY PŁOMIENNO-RUROWY: podział: płomienicowe, płomieniówkowe, płomienicowo-płomieniówkowy.

We wszystkich tych kotłach spaliny przepływają wewnątrz rury, rury otoczone są wodą, mieszaniną pary i wody, parą. Kocioł płomienicowy: naturalny obieg wody. Wewnątrz walczaka kotła znajduje się płomienica wykonana z blachy falistej w kształcie rury. W przedniej części płomienicy wbudowane jest palenisko obsługiwane ręcznie lub mechanicznie. Spaliny powstające w wyniku spalania paliwa w palenisku, przepływają wzdłuż płomienicy, podgrzewając parę wodną nasyconą. Następnie omywają powierzchnię zewnętrzną walczaka i uchodzą przez czopuch do komina. Górna powierzchnia płomienicy znajduje się pod wodą . poziom wody wskazuje wodowskaz i niedobór wody uzupełnia się przez zawór zasilania wody. Para wodna nasycona powstaje nad lustrem wody, uchodzi przez kołpak i jest przegrzewana przez spaliny do pary wodnej przegrzanej. Zalety: prosta obsługa, pewność działania, prosta konstrukcja, mała awaryjność, mała wrażliwość na jakość zasilającej wody -woda o twardości do 7^on, duża pojemność wodna -mała wrażliwość na zmiany obciążenia, długowieczność. Wady: mała wydajność ok. 50%, niska sprawność kotłów, bardzo długi czas rozruchu nawet 20h wynika to z dużej pojemności wodnej (duże straty ciepła), palenisko o małych wymiarach i wymaga węgla o dużej wartości opałowej wyklucza to spalanie paliw o niskiej wart opałowej, duże zapotrzebowanie miejsca.

Kotły płomieniówkowe: kilka ton pary/h, duża pojemność , opalane olejem opałowym lub gazem.

16. NASZKICOWAĆ, OPISAĆ, SCHARAKTERYZOWAĆ KOCIOŁ PAROWY OPŁOMKOWY.

Woda unosi się z walczaka dolnego do górnego pękiem opłomek przednich, bardzo ogrzanego pęku pionowego, natomiast opada opłomkami tylnymi pęku pionowego. Para wodna nasycona, wilgotna z walczaka trafia do przegrzewacza (para przegrzana). Opłomki -wyrównywanie wody (przelewanie z walczaka do walczaka). Kotły te charakteryzują się: dużą wydajnością, małą pojemnością wodną, opłomki -rurki o małej średnicy (oddzielanie pary od wody w walczakach a odparowanie w opłomkach, wysokie ciś robocze, wysoka sprawność, często stosowane w przem spożywczym tam gdzie duża zdolność produkcyjna. Wymiana ciepła na zasadzie opromieniowania i konwekcji. Najpopularniejszy OKR-5; O- opromieniowanie, K -konwekcja, R -rusztowy, 5 -wydajność 5t pary/h. OKR-10. wykorzystywane głównie w przem owocowo- warzywnym.

19. WYJAŚNIJ CO TO JEST WSPÓŁCZYNNIK NADMIARU POWIETRZA ORAZ PODAJ JEGO WPŁYW NA EFEKT ENERGETYCZNY SPALANIA PALIW.

Współczynnik nadmiaru powietrza: λ=Lrz/Lt gdzie Lrz -ilość powietrza rzeczywiście doprowadzanego do paleniska, Lt -ilość powietrza teoretycznie potrzebnego. λ -zależy od konstrukcji paleniska, spalanego paliwa. Współczynnik można określić dla danego paleniska. Gdy duży współczynnik nadmiaru →straty bo E tracona na nagrzewanie powietrza i ciepło ucieka wraz cząsteczkami powietrza do atmosfery. Gdy współczynnik nadmiaru za mały →straty wynikające z niecałkowitego spalania traci się 70% energii. Do teoretycznego minimum ilości powietrza potrzebnego do spalenia cząsteczek wprowadzonych do paleniska w praktyce trzeba dodać pewien nadmiar powietrza. Rzeczywiste zapotrzebowanie powietrza jest większe od teoretycznego. Po to właśnie stosuje się współczynnik nadmiaru powietrza. Całkowite spalanie: λ=CO₂max/CO₂ zmieszane w spalinach, CO₂max -uzyskane w wyniku całkowitego spalania. λ=21/21-O₂ ; O -znane stężenie. λ=21/21-[79(O₂-0,5 CO)/N] pełna analiza spalin. Współczynnik λ wynosi 1,1:2. największy współczynnik przy węglu kamiennym zasilany ręcznie, najmniejszy przy gazach i olejach opałowych.

20. ODZYSK CIEPŁA W PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM , PRZYKŁADY I OGRANICZENIA.

Ciepło odpadowe ta część ciepła opuszczającego urządzenie cieplne, którą można wykorzystać. Nośniki ciepła odpadowego aby można je było wykorzystać muszą spełniać warunki: mieć odpowiednio wysoką temperaturę, występować w odpowiednio dużych ilościach, nie mogą być zbyt agresywne chemicznie. Nośnikami ciepła są głównie: wysokotemperaturowe spaliny; gorące powietrze opuszczające suszarkę; opary, gorące wody poprodukcyjne i skropliny; półprodukty i produkty ogrzane do wysokiej temperatury. Ilość niewykorzystanej E powinna być jak najmniejsza, operacje i procesy powinny być prowadzone tak by były bez- lub mało- odpadowe. Rekuperatory, regeneratory, podgrzewacze, sekcje wymiany ciepła -układy techniczne zapewniające maksymalne wykorzystanie dostarczonej E. Stopień wykorzystania ciepła odpadowego określa współczynnik odzyskania E. E=Qodz./Qdost; Godz. -ilość ciepła odzyskanego GJ, Qdost -ilość ciepła dostarczonego GJ. Współczynnik odzysku (regeneracja): ilość ciepła odzyskanego/ilość ciepła niezbędna do procesu. R=Reg/Qdost=(t₂-t₁)/(t₃-t₁)100%. R zależy od: prędkości przepływu produktu (im u ↑ tym R ↑), różnicy temperatury t₃-t₂ (im różnica ↑ tym R ↑), powierzchni wymiennika ciepła(im A ↑ tym R ↑), współczynnika wnikania ciepła α produktu, rodzaju wymiennika ciepła i produktu. Ciepło dostarczone surowcowi podczas obróbki cieplnej: Qdost=Mc(t₃-t₁) kJ/h. Ilość ciepła odzyskanego: Qodz.=Mc(t₂-t₁) kJ/h. Jeżeli produkt przechodzi dalej obróbkę termiczną to nie opłaca się stosować wysokiego R bo może nastąpić zbyt duży spadek temp. Rekuperacja: operacja przeponowej wymiany ciepła w wymiennikach -rekuperatorach. Najczęściej spotyka się wymienniki wężownicowe, płaszczowo- rurowe, dwururowe -rura w rurze. Pompy ciepła: pobierają E cieplną przy niskiej temp i dokonują jej transformacji na wyższy poziom energetyczny kosztem wkładu E. największe zastosowanie w przem spoż mają sorpcyjne pompy. Zaletą ich stosowania jest polepszenie bilansu energetycznego zakładu. Ograniczeniem jest trudność osiągania temp górnego źródła >383K, ograniczenie różnicy górnego i dolnego źródła dla pomp sprężarkowych do 50K, dla sorpcyjnych do 60K. Zastosowanie: w zakładach mięsnych wykorzystuje się ciepło ścieków, kondensatu, skraplaczy chłodziarek do suszenia wędlin, odmrażania mięsa, przygotowywania ciepłej wody, klimatyzacji. W wymiennikach płytowych do wstępnego ogrzewania surowego mleka i chłodzenia mleka spasteryzowanego po sekcji przetrzymania. Uchodzące gorące powietrze po procesie suszenia kierowane jest do ogrzewania powietrza na wlocie do suszarni, ograniczeniem odzyskiwania ciepła gorącego powietrza jest jego niski współczynnik wnikania trzeba by bardzo dużej powierzchni. . Ciepło można odzyskać z gorących spalin uchodzących z kotłów gazowych itp. Ograniczeniem są koszty. Sprężarki oparów para robocza o bardzo wysokim ciś wypływa z dyszy z bardzo dużą prędkością część E wew pary zamieniana jest na E kinetyczną strumienia. Następuje zasysanie pary o niskich parametrach i E kinetyczna zamienia się w E potencjalną.

22. ZASOBNIKI PARY (CIEPŁA) -BUDOWA, DZIAŁANIE, ZASTOSOWANIE.

Zasobnik powiększa przestrzeń wodną (objętość) kotła. Zasada działania polega na: doprowadzeniu do zbiornika wody nadwyżek pary, w przypadku zmniejszenia zapotrzebowania na parę przez dział produkcyjny. Para doprowadzana do przestrzeni wodnej skrapla się oddając ciepło skraplania wodzie jest „ładowanie” zasobnika. „Rozładowanie” zasobnika następuje w chwili zwiększenia zapotrzebowania na parę w dziale prod, w zasobniku spada ciśnienie woda zaczyna wrzeć wytwarzana jest para którą odprowadza się do działu prod, jako parę nasyconą, wilgotną. Zdolność produkcyjna zależy od objętości zasobnika i musi być odpowiednio dobrana: M=[Vqcw(t_p1-t_p2)]/r gdzie: r ciepło parowania wody, różnica temp wody w zasobniku odpowiada ciśnieniom p₁ i p₂, Objętość zasobnika. Zasobniki są stosowane gdy nie można zapewnić warunków stałych obciążeń kotła, dzięki nim kocioł może pracować przy prawie stałym obciążeniu, sprawność wytwarzania pary jest prawie optymalna, nie trzeba dodatkowego kotła. Zalety: praca przy równomiernym obciążeniu, brak okresowych obciążeń, możliwa praca kotłów przy niskim ciś, duża elastyczność pracy. Oszczędności w zużyciu paliwa, lepsze wykorzystanie urządzeń technologicznych, zwiększenie sprawności kotłów przy stałym obciążeniu.

23. OPISAĆ JAK PRZEBIEGA W PRAKTYCE I PRZEDSTAWIĆ NA WYKRESIE I-S PROCES ZMIANY PARAMETRÓW PARY WODNEJ W CELU DOSTOSOWANIA ICH DO DANYCH WARUNKÓW PRACY.

Zmiana parametrów pary do odpowiedniej pracy wymiennika za pomocą: urządzenia nawilżająco- schładzającego: zmienia parę przegrzaną w wilgotną, działa automatycznie bez obsługi, bez względu na wahania ciśnienia p i temp pary, od strumienia otrzymuje się stałe parametry. Zawór redukcyjny: przegrzana para przepływając przez zawór redukcyjny obniża swoje ciśnienie i maleje temp nasycenia, rośnie stopień przegrzania pary, trafia do urządzenia nawilżającego gdzie jest natrysk skroplinami, następuje nawilżenie, odebranie ciepła przegrzania, para nasycona wilgotna trafia odkraplacza gdzie usuwane są kropelki wody by para nie porywała za dużo nie odparowanej wody. Dzięki zastosowaniu takich urządzeń para ma określone parametry.

24. WYJAŚNIJ ZASADĘ PRACY ODWADNIACZA ZWĘŻKOWEGO, TERMODYNAMICZNEGO, TERMOSTATYCZNEGO, PŁYWAKOWEGO.

ZWĘŻKOWY: zasada działania: wykorzystuje zależność G=Aμd(pod pierw Δpρ); gdzie G -strumień cieczy lub pary, A -stała konstrukcyjna dla odwadniacza, μ -współczynnik przepływu, d -średnica zwężki, Δp -różnica p przed i za odwadniaczem, ρ -gęst skroplin lub pary. Jest duża różnica między gęstością skroplin i pary. Strumień przepuszcza się przez bardzo mały otwór powoduje to przepuszczenie skroplin (97-98%) i pary w małych ilościach (straty 3-4%). Zalety: bardzo prosta budowa, wygląd zwężki pomiarowej, łatwość montażu, niski koszt wykonania. Wady: doświadczalny dobór średnicy. Zastosowanie: tam gdzie stały przepływ np. stacje wyparne. TERMODYNAMICZNY: zasada działania: opiera się na paradoksie termodynamicznym: para zamiast unosić płytkę dociska ją do dołu. Skropliny wpływają do komory przez większy wlot z lewej strony urządzenia, powodują uniesienie płytki, wpadają do mniejszego otworu w komorze pod płytką , wypływają z lewej strony. Gdy do komory dostaje się więcej pary niż skroplin, para powoduje spadek ciś statycznego pod płytką (wzrost ciś dynamicznego) wywołując efekt ssania na płytkę, część pary dostaje się nad płytkę gdzie gwałtownie się rozpręża wzrasta ciś statyczne, spada dynamiczne co powoduje efekt naporu na płytkę. Płytka zamyka wlot do komory. Gdy para schłodzi się i skropli rośnie ciś statyczne przepływających pod płytką co powoduje jej uniesienie. Skropliny wypływają z odwadniacza proces powtarza się wraz pojawieniem nowej porcji pary. Zalety: małe wymiary, montowany w każdej pozycji, prosty, znacznie zmniejsza straty E. Wady: niedokładny, straty pary, wrażliwy na zanieczyszczenia, nie można go oczyścić bez rozmontowania. Zastosowanie: w zakładach gdzie nośnikiem jest para wodna. PŁYWAKOWY: zasada działania: skropliny dostają się przez wlot do komory, w której jest pływak. Gromadzące się skropliny powodują unoszenie pływaka. Jest on połączony dźwignią z zaworem wylotowym. Pływak unosząc się otwiera wypływ z komory. Gdy do komory dostaje się para pływak opada, dopiero gdy para skropli się i woda podniesie swój poziom w komorze, pływak unosi się i możliwy jest wypływ. Zalety: prosta budowa, dobrze znosi zmiany przepływu, niezawodny, powszechnie stosowany, niewrażliwy na zanieczyszczenia, można go zaizolować. Wady: ciężki, duże rozmiary, musi być montowany pionowo, trudno go umieścić w instalacji, duże koszty. Typy i zastosowanie: ze swobodnym układem dźwigniowym (do odprowadzania wody z cieczy lepkich), z ustalonym układem dźwigniowym (nie stosować gdy zanieczyszczenia i olej), z ustalonym ukł dźw o działaniu migowym (gdy obecne są zanieczyszczenia), ze sprężyną wspomagającą (do odprowadzania wody z cieczy o dużej gęstości względnej, z gazów o wys ciś).

25. CZY PRZEPONOWY WYMIENNIK CIEPŁA MOŻE PRACOWAĆ BEZ ODWADNIACZA?

Nie! Nośnikiem E jest para wodna zatem występują skropliny. Ilość pary przepływająca przez wymiennik jest większa od ilości która może się skroplić w danym czasie, mamy do czynienia z mieszaniną 2 fazową wody i pary wodnej i występują straty E. Odwadniacz ma sprawić by para wodna przy stałym ciśnieniu oddała maksymalną ilość E i nie przepuszczać pary przy jednoczesnym odprowadzeniu skroplin. Gdy wymiennik pracuje przy niepełnym skropleniu pary grzejnej następują straty ciepła, entalpia pary jest wyższa od entalpii kondensatu wrzącego pod tym samym ciś.

26. WYJAŚNIJ NA CZYM POLEGA, JAK JEST REALIZOWANA W PRZEM SPOŻ I JAKIE KORZYŚCI PRZYNOSI SKOJARZONA GOSPODARKA ENERGETYCZNA.

Skojarzona gospodarka energet to jednoczesne wytwarzanie energii ciepnej i elektrycznej. Stosowana w zakładach spożywczych zużywających oba rodzaje E. Przykładem stosowania skojarzonej gosp E jest elektrociepłownia. Stosuje się ją w przem piwowarskim, ziemniaczanym. η- energii elekt=0,3=30%; η- en cieplnej=0,7=70%; η- en skojarzonej=0,9=90%. Skraplacz jest podgrzewaczem wody używanej do zasilania odbiorników ciepła. spala się ciepło odpadowe wytworzone w zakładzie, w przypadku nadwyżek ilości produkowanej E elekt zakład może odprowadzić ją do sieci energetyki. Para wodna o wysokich parametrach skierowana jest najpierw do turbiny przeciwprądowej, dalej jako para wylotowa zostaje wykorzystana do celów technologicznych. Wytworzona w zakładzie E elekt ma charakt odpadowy produkowany „obok” mimo woli. Zużycie ciepła na wyprodukowanie 1kWh E elekt jest 3 razy mniejsze niż w siłowniach, gdzie prod E elekt jest jedynym celem.

27. SKUTKI ENERGETYCZNE I EKSPLOATACYJNE NISKICH WSPÓŁCZYNNIKÓW MOCY, PODAĆ PRZYKŁADY.

Niskie współczynniki mocy są tam gdzie występują duże ilości małych silników. Im mniejszy współczynnik cosφ tym większa moc pozorna. Wielkość cosφ ma wpływ energetyczny i ekonomiczny. Prąd czynny (żarówki, grzejniki elekt) prąd bierny (indukcyjny). Skutek energet obniżenia cosφ: wzrost przekroju sieci, przewodów w urządzeniu rozdzielczym co zwiększyłoby stopień zużycia stopów miedzi, wzrost kosztów, straty. Prądnica musi wytworzyć więcej prądu gdy cosφ jest niższy.

28. WYJAŚNIJ NA CZYM POLEGA RACJONALNE POLEPSZANIE WSPÓŁCZYNNIKA MOCY.

To polepszanie przynoszące wzrost sprawności elekt, przesyłania i użytkowania E elekt. Ma sens tylko gdy przy tej samej mocy wykorzystywanej maleją straty. Polega na obniżaniu poboru mocy biernej. Spadek mocy biernej powoduje spadek strat mocy czynnej. Polepszanie naturalne: dobór mocy silnika i transformatora ściśle do obciążenia, zmniejszenie biegu jałowego silników i transformatorów, różne połączenie silników, stosowanie silników szybkobieżnych, troska o stan techniczny silników, eliminacja silników z powiększoną szczeliną powietrzną. Sztuczne: bateria kondensatorów, poprawia się cosφ wytwarzając moc bierną.

30. PRZEDSTAWIĆ NA WYKRESIE T-S I OPISAĆ SKUTKI ENERGETYCZNE I EKSPLOATACYJNE SPRĘŻANIA 2 STOPNIOWEGO Z DOCHŁADZANIEM W STOSUNKU DO JEDNOSTOPNIOWEGO BEZ DOCHŁADZANIA W OBIEGU CHŁODNICZYM W TYM SAMYM ZAKRESIE TEMPERATUR.

Przy zastosowaniu sprężania 2- stopniowego:

- lepsza ekonomika pracy: lepsze wykorzystanie energii, więcej odbieramy ciepła, mniejsza praca sprężania, obniżenie końcowej temperatury sprężania, wzrost współczynnika przetłaczania.

Po schłodzeniu w chłodnicy 5 ciecz idzie do wymiennika ciepła zanurzonego w chłodnicy międzystopniowej, skąd wychodzi 6 część tego czynnika idzie do zaworu dławiącego, jest dławiona do pkt 8. czynnik jest wprowadzany jest do chłodnicy międzystopniowej, gdzie następuje rozdzielanie na ciecz 9 i parę nasyconą3, para idzie dalej do sprężarki, gdzie jest sprężana do pkt 4. pozostała część idzie do zaworu dławiącego7 i w ytm stanie jest wprowadzana do parownika i wychodzi w stanie 1 pary nasyconej i idzie do sprężarki, skąd trafia do chłodnicy międzystopniowej i para staje się parą nasyconą suchą3.

* im więcej tłoczymy, tym wyższa różnica ciśnień co niekorzystnie wpływa na eksploatacje: zmniejsznie pracy obiegu, zastosowanie dwóch parowników

31. WYJAŚNIĆ ZASDĘ UŻYTKOWANIA WODY W OBIEGU ZAMKNIĘTYM. NARYSOWAĆ SCHEMAT, PODAĆ WADY I ZALETY TAKIEGO SYSTEMU

1. sprężarka, 2- parownik, 3- skraplacz chłodzący wodę, 4- chłodnica wody

zalety:

• oszczędność wody - mniejsze zużycie ( mniejsze koszty, ochrona środowiska)

• brak napowietrzania i para wtórna jest w pełni wykorzystywana, skropliny kierowane są do rozprężacza i otrzymuje się parę wtórną, ona może być wykorzystywana bezpośrednio do wymiennika ciepła, który potrzebuje parę o danych parametrach lub parametry pary są podwyższone aby ja lepiej wykorzystać.

Wady:

• duże koszty urządzeń do chłodzenia wody, wzrost kosztów eksploatacji

• musi być dopływ wody uzupełniającej, bo występuje częściowe odparowanie wody

• skomplikowana budowa rozbudowanych sieci kanalizacyjno- wodociągowych

zasada: polega na ciągłym krążeniu wody w obiegu zamkniętym. Woda stale powraca do urządzenia produkcyjnego ( chłodzenie, czyszczenie). Woda zawracana jest w zależności od wymagań stawianych wodzie ciepłowniczej. Może być chłodzona lub oczyszczana. Ilość wody krążącej w układzie ulega ciągłemu zmniejszeniu wskutek strat pochodzących np. z parowania lub zużywania w procesie w produkcyjnym.

32. WYJAŚNIJ NA CZYM POLEGA PROCES USUWANIA Fe I Mn W WARUNKACH PRZEMYSŁOWYCH:

Do wody doprowadza się powietrze, które utlenia związki Fe i Mn. W odżelazianiu woda przepływa od góry przez złoże ułożone w zbiornikach stojących.

Odżelazianie- utlenienie jonów Fe²⁺ do Fe³⁺ i wytrącenie w postaci Fe(OH)₃ z wody. (Woda jest napowietrzana, a potem poprzez filtrację usuwany jest rdzawy osad) i sedymentację. W drugim etapie filtr pracuje do momentu zapchania, mierzy się spadek ciśnienia wody przepływającej. Regeneracja odżelaziacza ma miejsce albo przy odpowiednio mniejszym ciśnieniu lub raz na dobę płukanie w przeciwprądzie parą lub powietrzem. W ostateczności wymiana filtra.

Odmanganianie- polega na utlenieniu jonów Mn2⁺ do Mn⁴⁺ i wytrącenie jako MnO₂. ( utlenianie przebiega wolno i przy pH= 9,5,ponieważ Mn²⁺ jest bardzo trwały. W przemyśle nie można stosować tej metody. Drugi etap: filtracja przez wpracowane złoże- pokryte rudą manganu, warstwy żwiru pokryte MnO₂. wytrącony MnO2 posiada zdolność sorpcyjna w stosunku do metali: Mn^2+→Mn^3+→utleniacz →Mn⁴⁺, co pozwala usunąć Mn przy normalnym pH. Zbiorniki regenerowane powinny być rzadziej by nie wypłukiwać MnO2.

Odżelaziacz i odmanganicz pracują równolegle.

33. WYJAŚNIJ CO TO JEST SAMOOCZYSZCZANIE SIĘ WÓD ORAZ PODAJ JAKIE WARUNKI MUSZĄ BYĆ SPEŁNIONE BY PROCES TAKI PRZEBIEGAŁ.

Substancje organiczne zawarte w ściekach wprowadzonych do odbiornika ( rzeki, jeziora), w warunkach tlenowych są rozkładane przez mikroorganizmy do związków prostych: siarczany, fosforany, azotany, CO2, woda. Proces zwany mineralizacją zachodzi kosztem zawartego w wodzie tlenu. Powstałe związki są usuwane przez glony i rośliny wyższe. Szczególnie glony maja zdolność asymilacji CO2 z wydzieleniem tlenu. Pierwotniaki, skorupiaki ograniczają liczbę bakterii, które biorą udział w samooczyszczaniu. Na glonach i pierwotniakach bytują skorupiaki →ryby→człowiek. Samooczyszczanie przebiega przy wystarczającej ilości tlenu aby proces przebiegał prawidłowo w sposób ciągły potrzeba odpowiedniej ilości tlenu. Gdy ilość tlenu jest zbyt duża lub byt mała procesy przebiegają wolniej lub ustają. Rozwijają się organizmy beztlenowe, giną organizmy wyższe następuje rozkład beztlenowy. Tworzą się CH4, H2S, CO2, H2.

Procesy tlenowe- szybki namnażanie bakterii przy wydzielaniu niewielkiej ilości produktów rozpadu. Procesy beztlenowe- brak przyrostu lub niewielki przy wydzieleniu nielicznych ilości produktów rozpadu.

Bakterie tlenowe tak długo zachowują aktywność, aż zawartość tlenu nie spadnie poniżej 10%. Bakterie beztlenowe rozmnażają się poniżej 20% zawartości tlenu do momentu wyczerpania pokarmu, potem umierają. Gdy ilość wprowadzanych ścieków jest duża to maleje zawartość tlenu, procesy tlenowe przebiegają wolniej, środowisko staje się beztlenowe.

34. WYJAŚNIĆ ZASADĘ OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW METODĄ OSADU CZYNNEGO, PODAĆ ROZWIĄZANIA TECHNICZNE W PRZEMYŚLE.

Oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego jest to proces podobny do tego, jaki zachodzi w rzekach podczas ich samooczyszczania lecz przebiega on bardziej intensywnie, ponieważ w niewielkiej obfitości jest wprowadzana olbrzymia ilość drobnoustrojów ( osad czynny). Powstające samorzutnie przy napowietrzaniu ścieków, a w celu otrzymania warunków tlenowych, stosuje się intensywne, sztuczne napowietrzanie. W osadzie czynnym znajdują się różnego rodzaju bakterie i przetrwalniki. Osad czynny usuwa zanieczyszczenia organiczne ścieków, wykorzystuje je do swojego rozmnażania i rozwoju. Oczyszczanie ścieków tą metodą daje wysoki stopień oczyszczenia nawet ponad 90%. Etapy procesu: wstępne usuwanie zawiesin opadających- osadnik, napowietrzanie ścieków poprzez różnego rodzaju komory napowietrzające i rowy cyrkulacyjne- system perforowanych rur przez które przepływa powietrze, zawracanie używanego osadu.

Ścieki musza być w ruchu aby nie było opadania osadu. Jednym ze sposobów oczyszczania ścieków jest wykorzystanie rowów utleniających, które częściowo zastępują komory napowietrzające. Urządzenie napowietrzające ma za zadanie dostarczenie odpowiedniej ilości tlenu oraz zapewnienie odpowiedniej prędkości ruchu cyrkulacyjnym. Przy zbyt niskiej prędkości następuje sedymentacja i osiadanie osadu na dnie zbiornika.

35. WYJAŚNIĆ NA CZYM POLEGA OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW Z WYKORZYSTANIEM ZLÓŻ BIOLOGICZNYCH:

W złożach biologicznych następuje utlenianie zanieczyszczeń tlenu powietrza z wykorzystaniem drobnoustrojów, tworzących na warstwach złoża błonę mikrobiologiczną. Mikroorganizmy te żywią się organicznymi związkami zawartymi w ściekach. Ważnym elementem jest wypełnienie- kamienie, koks. Porowata struktura na której może rosnąć błona biol. Spłukiwanie, zraszanie ściekami, przepływ współ lub przeciw w zależności od różnicy ciśnień. Obecnie w eksploatacji są 3 typy: zraszane, wieżowe i spłukiwane.

Kilka złóż może pracować szeregowo lub równolegle. Proces bardzo intensywny.

36. BZT, BZT5, CHZT:

BZT- biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, pośrednie oszacowanie stężenia zanieczyszczeń w ściekach jest to ilość tlenu potrzebna do całkowitego obecnych w ściekach związków organicznych przy współudziale mikroorg i metoda biochemiczną, ponieważ całkowity rozkład trwa długo i jest zmienny.

BZT5- 5- dniowe biochemiczne zapotrzebowanie tlenu oznaczane w temp 20.

RLM- wyraża różnicę w stopniu zanieczyszczenia ścieków bytowo- gosp. i przemysłowych. Określa ile razy więcej jest zanieczyszczenia w ściekach przemysłowych w porównaniu do dobowej ilości zanieczyszczeń produkowanych przez 1 mieszkańca.

CHZT- chemiczne zapotrzebowanie tlenu, jest to zapotrzebowanie tlenu potrzebne do utlenienia zanieczyszczeń znajdujących się w ściekach, wodzie przy bardzo niskim pH i silnym utlenianiu w temp wrzenia, prowadzone przy użyciu środka chemicznego np.: dichromian potasu.

---