zad inżynieria 3

EGZAMIN 2004/2005 (semestr letni) - I termin

ZESTAW B

1. Przez poziomy rurociąg przetłacza się ciecz. Obliczyć ile razy wzrośnie ilość energii zużytej na przetłoczenie, jeżeli' przez rurociąg będzie przepływała dwa razy większa ilość cieczy. Przyjąć, że współczynnik oporu hydraulicznego ma wartość stałą, jak również różnica ciśnień pomiędzy ciśnieniami na wlocie i wylocie z przewodu jest stała i równa zero.

2. Obliczyć zapotrzebowanie mocy dla mieszadła śmigłowego o skoku s-2d, gdzie D/d=3,3, wykorzystanego do mieszania 5%-owego roztworu sacharozy o gęstości 1100kg/m³ i lepkości l-10^-‘Pa-s w temperaturze 20°C. Mieszalnik o średnicy D=2000 mm nie posiada przegród, wysokość cieczy w mieszalniku H=I,5 D. Mieszadło umieszczone jest w odległości h=d od dna aparatu i wykonuje n=l,5 1/s obrotów.

Sucha nasycona para wodna o ciśnieniu 0,35 MPa przesyłana jest rurociągiem stalowym o średnicy zewnętrznej 110 mm i grubości ścianek 7 mm. Rurociąg pokryto dwoma

v

warstwami izolacji o grubości 25 mm każda. Przewodność cieplna właściwa jednej z tych warstw (przylegającej do rury stalowej) wynosi 0,137 W/(m-K), drugiej 0,039 W/(m-K). Temperatura na zewnątrz rurociąg wynosi 24°C, współczynnik wnikania ciepła od pary 3800 W/(m² K), a od strony powietrza 16 W/(m²-K). Porównać straty ciepła i temperaturę na -Powierzchni zewnętrznej warstwy, przy kolejności nałożenia warstw wymienionej powyżej oraz przy kolejności odwrotnej. ^    -<24

Obliczyć z jaką średnią efektywną szybkością będzię zamrażana wołowina chuda w zamrażarce kontaktowej od temperatury początkowej 5°C do średniej temperatury końcowej -18°C, jeżeli odległość między płytami dociskającymi zamrażany materiał wynosi 60 mm, temperatura wrzenia czynnika chłodniczego w parowniku wynosi -29°C. Przyjąć gęstość wołowiny w stanie świeżym 980 kg/m³.

5. W płaszczowo-rurowym wymienniku ciepła o powierzchni 12 m² ogrzewa się 1800 kg/h soku do temperatury 90°C, za pomocą pary wodnej o temperaturze 125°C. Straty ciepła do otoczenia wynoszą 15% ciepła dostarczonego. O ile mniej soku będzie można ogrzać w tym wymienniku z zachowaniem tych samych warunków temperaturowych, jeżeli powierzchnia wymiany ciepła pokryje się 1,5 mm osadem o przewodnictwie cieplnym właściwym 3 W/(m-K)? Zużycie pary wodnej wynosi 252 kg/h, a ciepło właściwe soku 3,9 kJ/(kg*K)

6. Oblicz końcową wilgotność suszu uzyskanego w suszarce o wydajności 850 kg materiału wilgotnego na godzinę. Zawartość wody w surowcu wynosi 2,33 kg wody/kg s.s. Parametry powietrza otaczającego to t=18°C i cp=70%, temperatura powietrza opuszczającego podgrzewacz 90°C. Właściwe zużycie powietrza w suszarce wynosi 70 kg p.s./kg wody, ciepło dostarczone w podgrzewaczu 800 kW, a straty ciepła wynoszą 10% ciepła dostarczonego. Jaka jest temperatura powietrza opuszczającego suszarkę.