Inżynieria Chemiczna ICC0152c dr inż. Wojciech Skrzypiński

Zestaw Nr 1

1. Chłodnica składa się z dwóch koncentrycznych rur stalowych. Rura zewnętrzna ma średnicę zewnętrzną 54 mm,
   a grubość ścianki 3 mm (54 x 3 mm). Rura wewnętrzna ma rozmiar 32 x 2,5 mm. Rurą wewnętrzną przepływa wodny roztwór soli o gęstości 1145 kg/m³, strumień soli wynosi 2,84 ton/h. W przestrzeni międzyrurowej płynie tlen pod ciśnieniem
   p = 6⋅10⁵ Pa o średniej temperaturze -18°C, a strumień tlenu wynosi 16 kg/h. Oblicz średnie prędkości cieczy i gazu.

2. Rurociągiem o średnicy 0,1 m przepływa roztwór złożony z substancji A o gęstości 1000 kg/m³ i udziale masowym 30%, z substancji B o gęstości 970 kg/m³ i udziale masowym 45% oraz z substancji C o gęstości 880 kg/m³ i udziale masowym 25%. Określ charakter przepływu (oblicz liczbę Reynoldsa) tej mieszaniny, jeśli jej lepkość wynosi 1,15⋅10^-3 Pa⋅s.

3. 
   W celu zmniejszenia burzliwości płynu rurociąg podzielono na sekcje wykonując promieniowe przegrody jak na rysunku. Oblicz ile przegród należy zamontować w rurociągu, aby liczba Reynoldsa zmalała pięciokrotnie. W obliczeniach załóż, że grubość przegród jest do pominięcia.

4. 
   Z naczynia pokazanego na rysunku wypływa woda, którą należy traktować jako ciecz idealną. Przyjmując, że poziom cieczy w zbiorniku jest stały, należy obliczyć jaka jest prędkość wypływu wody na końcu rury (w przekroju 2) oraz jakie jest ciśnienie
   w przekroju 1. Rozmiary geometryczne zamieszczono na rysunku.

5. Rurociągiem o średnicy wewnętrznej 145 mm przepływa woda
   o temperaturze 20°C. W pewnym miejscu rurociąg zwęża się do średnicy 32 mm. Należy obliczyć graniczny strumień masy
   i graniczny strumień objętości, przy którym w rurociągu nie wystąpi zjawisko kawitacji (samoodparowania wody). Przed przewężeniem ciśnienie statyczne wody w rurociągu wynosi 1500 hPa. Prężność nasyconej pary wodnej w temperaturze 20°C wynosi 2340 Pa.

6. Z dyszy fontanny na wrocławskim rynku (rys. poniżej) wypływa pionowo strumień wody na wysokość 3,5m. Średnica otworu dyszy wynosi 10 mm, a średnica rury dopływowej 50 mm. Proszę obliczyć:

• strumień wody [m³/s] i [m³/h],

• prędkość wody w rurze dopływowej [m/s] (przekrój 1-1), dla wysokości h = 0,1 m,

• ciśnienie wody u wlotu do dyszy [Pa] (przekrój 1-1).

Stalowym rurociągiem o średnicy 76x3 mm należy przetłaczać 26 m^3/h cieczy o gęstości 1600 kg/m^3 i lepkości 1,06⋅10-3 Pa⋅s. Rurociąg ma długość 126 m, a jego koniec w stosunku do wlotu jest położony 16 m wyżej. W rurociągu zamontowano 16 kolanek 90°, każde o oporze zastępczym lz/d = 31 oraz 6 zaworów kątowych, każdy o oporze zastępczym lz/d = 170. Należy obliczyć potrzebną moc pompy wiedząc, że jej sprawność ogólna jest równa 0,6, a moc można obliczyć z zależności

1







---