zad inżynieria 8

y

1997.02.5 4.

?

Zestaw 2.

1.    Poziomym rurociągiem o długości 6 m i średnicy 30 mm połączony jest zbiornik ciśnieniowy' z roziewaczką. Ciecz c gęstości 1.06 g/cm³ i lepkości 1.02 10'³ s znajduje się pod ciśnieniem 0.2 MPa. Zakładając, że poziom cieczy w zbiorniku jest stały i przesyłanie cieczy odbywa się bez użycia pompy obliczyć wydajność rozlewaczki pracującej przy ciśnieniu 0.12 MPa.

2.    Podczas filtracji izobarycznej uzyskano następujące wyniki: po czasie 155 s 5 dnr*, a po 368 s 8 dm\ Obliczyć wydajność dobową, jeżeli czas filtracji wynosi 30 min., czas czyszczenia 15 min, a osad przemywa się cieczą o lepkości zbliżonej do lepkości filtratu, płynącą tą samą drogą i przy tym samym ciśnieniu co filtrat, w ilości *1.7 dm³.

3. W płaszczowo-rurowym wymienniku ciepła należy podgrzać 2736 kg/h wody o temperaturze i5°C przy pomocy 0.8 kg/s skreplin pary wodnej o temperaturze początkowej 95^cC stosując przeciwprąd. Obliczyć końcowe temperatury wody i skroplin zakładając współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m² K), powierzchnię wymiany ciepła 3 nr i straty ciepła do zewnątrz na poziomie 10% ciepła dostarczonego. Skropliny płyną w płaszczu wymiennika.

■ 4 ./Szklanym rurociągiem o średnicy zewnętrznej 56 mm i grubości ścianki 3 mm prymie mleko pasteryzowane. Temperatura wewnętrznej ściany rury wynosi 74.5 C. Temperatura mleka obniża się średnio o 1^UC na każde 10 m długości

rurociągu, przy prędkości przepływu 0.5 m/$. Przewodność cieplna właściwa szkła wynosi 0.74 W/(m K), ciepło właściwe mleka wynosi 3.9 kJ/(kg K)_f a jego gęstość 1030 kg/m³. Obliczyć temperaturę zewnętrznej powierzchni rury.

/5> Zamrażaniu w ciekłym azocie metodą natryska przy ciśnieniu atmosferycznymi poddano 1500 kg śliwek w ciągu 1 godz. Początkowa temperatura śliwek wynosi 20 C, a po zamrożeniu -30°C. W czasie zamrażania zużywane jest tylko ciepło parowania azotu. Średnia objętość śliwki wynosi 8 cm^J. Obliczyć średnią szybkość zamrażania oraz zużycie ciekłego azotu jeśli sprawność zamrażarki wynosi 0.8. Przewodność cieplna właściwa śliwek w stanie świeżym wynosi 0.52 W/(m K).

c-" J.Jj    za,. ./ O j i

6- Do suszarki wprowadza się 1000 kg/h materiału i suszy się go od początkowej

wilgotności 75% do końcowej 10%. Parametr/ powietrza otaczającego: temperatura 20^VC i <j> = 70%. laka musi być moc podgrzewacza aby powietrze wylotowe miało parametry: temperatura 45°C i x = 0.04 kg H20/kg p.s., a do obiegu zawracane jest 40% powietrza zużytego. Straty ciepła stanowią 10% ciepła wykorzystanego w suszarce.

7. Kolumna rektyfikacyjna o działaniu ciągłym pracuje ze stopniem deflegmacji -2.7. Do dcflegmatora całkowicie skraplającego wpływa 4440 kg/h pary. Destylat zawiera 97.7% molowych alkoholu metylowego. Z cieczą wyczerpaną traci się 270 kg/h alkoholu metylowego. Kolumna zasilana jest surówką zawierającą 29% masowych alkoholu. Obliczyć strumień masowy surówki.

h/>U - OO

1.    W linii produkcyjnej zastosowano wymiennik ciepła typu rura w rurze średnicy rury wewnętrznej 0.05 m. Prędkość cieczy ogrzewanej wynosi 1 m/ Stwierdzono, że zastąpienie tego urządzenia wymiennikiem pierścieniowym grubości warstwy cieczy 0.01 m umożliwia czterokrotne skrócenie drogi osiągani

• zadanej temperatury. Średnica wewnętrzna rury zewnętrznej wymiennik pierścieniowego wynosi 0.0E m. Obliczyć o ile wzrośnie strata ciśnienia prz zamianie wymiennika rurowego na pierścieniowy jeżeli wydajność linii będzi utrzymana na tym samym poziomie.

2.    Mieszadło łopatkowe o wymiarze di=D/3 zastąpiono mieszadłem mniejszym 02=0/4. W obu przypadkach mieszanie występuje w warunkach ruch laminamego. Jak zmieni się liczjaa obrotów mieszadła przy tej samej mocy silnika '

3. ‘W filtrze okresowym prowadzono filtrację przy stałym ciśnieniu 0 3 MP« I Chwilowa prędkość filtracji w momencie początkowym wynosiła 2 10'^! nv7s. Pi ^ 20 min. filtracji zebrano 1.6 10‘² m³ filtratu. Obliczyć pod jakim ciśnieniem naież

prowadzić proces, aby w czasie 20 min. uzyskać dwukrotnie więcej filtratu Założyć, że osad jest nieściśliwy.

4. W pomieszczeniu o powierzchni 80 m² [10xS mj ma być utrzymywana stał. temperatura 30°C. Jaki strumień ciepła należ}' dostarczyć do pomieszczenie jezel ciepło przepływa jedynie przez sufit, którego temperatura wewnętrzne powierzchni wynosi 20°C. [nie uwzględniać promieniowania].

5. W zbiorniku znajduje się 20 000 dm³ soku truskawkowego, który należ} schłodzić w ciągu 5 godz. od temperatury 22 do +2°C. Jaką moc musi posiadać agregat amoniakalny pracujący w obiegu suchym z dochładzaniem cieczy pc , ’ skropleniu, jeżeii spręż wynosi 4, temperatura parowania amoniaku wynosi -1 S°C a temperatura po aochłodzeniu jest niższa o 5°C od temperatury skraplania Sprawność ogólna wynosi 0.8. Średnie ciepło właściwe soku wynosi 3.96 kJ/(ki K), a jego gęstość wynosi 1020 kg/m³.

ó. Jaka jest wilgotność końcowa materiału suszonego w suszarce o wydajności 25C kg surowca/h. Wilgotność początkowa materiału 'wynosi 0.9 kg H^O/kg s.s. Powietrze otaczające ma temperaturę 20°C, temperaturę punktu rosy 14°C i ^ ciśnienie 10⁵ Pa. Powietrze wylotowe ma wilgotność <p = 60%. Moc podgrzewacza powietrza wynosi 100 kW. Zużycie właściwe powietrza wynosi 50 kg p.s./kg H>0. Straty ciepła stanowią 20% ciepła dostarczonego.

7. Do kolumny rektyfikacyjnej o działaniu ciągłym doprowadza się 1000 kmoli/h mieszaniny wody i kwasu octowego zawierającej 30 % molowych 'składnika bardziej lotnego. W' górnej części kolumny otrzymuje się produkt zawierający 75 % molowych wody, a w dolnej zawierający 90 % kwasu octowego. Obliczyć ilość produktu w kg/h otrzymanego w doinej części kolumny oraz iiość pary skraplającej *się w defiegmatorze, jeżeli wiadomo, że tangens kąta nachylenia linii operacyjnej górnej części kolumny wynosi 0.75.