10906549�7520828945966110027265941922728 n

Procesy przenoszenia energii i masy - Biotechnologia Kolokwium 11.09.2007

1.    Czas pisania do 90 min

2.    Punktacja zadań: 3-3-4

3.    Korzystać można jedynie z formatek dostarczonych przez prowadzącego.

Zadanie 1.

Ciecz o lepkości p przepływa ruchem uwarstwionym przez pionową rurkę o średnicy d [m] i długości L (mj. Różnica ciśnienia w przewodzie wynosi AP * 0 [Pa). Przyjmujap, że przepływ odbywa się w zakresie ruchu laminamego oraz, że rurka jest dostatecznie długa, aby można zaniedbać efekty wlotowe wyznaczyć: rozkład prędkości w rurce oraz wartości naprężenia ścinającego na ściance i w osi przewodu. Naszkicować uzyskany rozkład prędkości oraz rozkład “napręzćń w rurce.    ------

Zadanie 2.

Rozważany jest transport ciepła z układu do otoczenia przez płaską dwuwarstwową przegrodę wykonaną ze stali i korka. Grubości pierwszej warstwy (stal) wynosi 5j = 3-10'² [m], a współczynnik przewodzenia materiału, z którego wykonana jest ta ścianka wynosi kP=S0.2 [W/m K]. Dla warstwy korka wartości te wynoszą odpowiednio: 82 = 15*10'^J [m] oraz = 0.045 [W/m K). Współczynnik wnikania ciepła na zewnątrz przegrody (od strony ścianki korkowej) wynosi a = 20 [W/m² K]. Policzyć opór przewodzenia ciepła przez każdą z warstw ścianki, opór wnikania ciepła na zewnątrz ścianki oraz opór przenikania ciepła. Wyznaczyć temperaturę ścianki korkowej po stronie zewnętrznej T33 [®CJ oruzhatężenic strumienia ciepła przenoszonego przez ściankę q [W/m²], jeżeli temperatura ścianki metalowej po stronic wewnętrmgTsi = 80 [°C], a temperatura otoczenia (powietrza w odległości dostatecznie dużej od ścianki) wynosi Tr= 5 rej.

Zadanie 3.

W kolumnie ze zwilżanymi ściankami prowadzona jest absorpcja amoniaku w wodzie. Warunki prowadzenia procesu: temperatura - T [°C], ciśnienie - P [Pa]. W pewnym przekroju kolumny stężenie amoniaku w głębi fazy gazowej wynosi y_A [uł. molowy], a w głębi fazy ciekłej c_A fmol/m³]. Współczynnik wnikania masv po strnnie-nazu-wynosi k« fmol/Nsl. a współczynnik wnikania masy po stronie cieczy kc [m/sj. W warunkach procesu stała w równaniu równowagi: p_Aj = mc_Aj jest równa m [J/mol].

Określić współczynnik przenikania masy odniesiony do ciśnień cząstkowych, wyznaczyć stężenia amoniaku w obu fazach na powierzchni międzyfazowej oraz gęstość strumienia molowego absorbowanego amoniaku.