10923533�7520825612633214052060691468195 n

Biotechnologia

Procesy przenoszenia energii i masy Kolokwium zaliczeniowe B 14.12. 2009

1.    Czas pisania: 105 min

2.    Punktacja zadań: 3-3-4

3.    Korzystać można jedynie z kalkulatora i formatek.

Zadanie 1.

Ciecz o lepkości p przepływa ruchem uwarstwionym przez poziomą rurkę o średnicy d [m] i długości L [m]. Objętościowe natężenie przepływu wynosi Q [m³/s], a różnica ciśnienia powodująca przepływ AP [Pa]. Przyjmując, że przepływ odbywa się w zakresie ruchu łaminamego 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 naprężeń w rurce.

Zadanie 2.

Rozważany jest transport ciepła z układu do otoczenia przez płaską przegrodę o grubości Ó = 3 10’² [m]. Współczynnik przewodzenia materiału, z którego wykonana jest ścianka wynosi /. = 0.1 [W/m K]. Współczynnik wnikania ciepła na zewnątrz ścianki wynosi a = 20 [W/m² K). Policzyć opór przewodzenia ciepła przez ściankę, opór wnikania ciepła na zewnątrz ścianki oraz opór przenikania ciepła. Wyznaczyć temperaturę ścianki po stronie zewnętrznej Ts2 [°C] oraz natężenie strumienia ciepła przenoszonego przez ściankę q [W/m²], jeżeli temperatura ścianki po stronic wewnętrznej T$i = 40 [°C], a temperatura otoczenia (powietrza w odległości dostatecznie dużej od ścianki) wynosi Tf = 5 [°C].

Zadanie 3.

Ścianka rury wykonana jest z substancji A słabo rozpuszczalnej w wodzie. Przez rurę o wewnętrznej średnicy d przepływa woda z prędkością średnią u. W temperaturze prowadzenia procesu T lepkość kinematyczna wody wynosi v a stężenie nasycenia dla substancji A w wodzie wynosi c_n. Dla układu: substancja A - w^roda liczba Schmidta wynosi Sc. Wiedząc, że przepływ w^fody odbywa się w zakresie burzliwym podać odpowiednią korelację do obliczenia współczynnika wnikania masy oraz przedstawić metodę obliczania stężenia wylotowego składnika A w cieczy (tzn. stopień nasycenia Cj/Cn), jeżeli długość przewodu wynosi L, a na wlocie do przewodu w'oda nie zawiera składnika A. Pominąć efekty wlotowy.