zeszyt 1

Zadanie 1 W zbiorniku znajduje się n_u = 3 kmol roztworu gazów o składzie z_C() = 0,4

0,7

Z_Nj 0,6. Do zbiornika doprowadzono n. = 2 kmol roztworu o składzie

< Oicślić końcowy skład roztworu.

co

= 0,3.    =

N,

Rozwiązanie: Równanie bilansu substancji (2.3) zastosowane do roztworów nie rozdzielonych na składniki prowadzi do oczywistego wniosku, że końcowa ilość roztw'oru w układzie wynosi 5 kmol, gdyż n_w = 0. Równanie (2.3) należy ponadto zastosować do jednego ze składników, np- do CO:

^CO    "b Z_rn H.. Żm

ii' CO

u "CO

(a)

Po prawej stronie równania (a) składnik pierwszy określa końcową liczbę kilomoli CO w układzie, składnik drugi zaś — początkową liczbę kilomoli:

2-0,3 = 5z"₀ —30,4.

Stąd 2(-₀ = 0,36. Z warunku (2.11) wynika z_N' =0,64.

Zadanie 2. Do pomiaru mocy silnika zastosowano hamulec wodny (rys. 3.13). Strumień wody przepływającej przez hamulec ć = 1 kg/s. Temperatura wody przy dopływie do hamulca Tj= 290 K, przy wypływie 7₂ = 305 K. Obliczyć moc silnika, jeżeli ciepło tracone przez hamulec do otoczenia wynosi 2°₀ mocy silnika.

hamulec

silnik

Rys. 3.13. Schemat hamulca wodnego

Rozwiązanie: Bilans energii należy sporządzić dla ustalonego stanu hamulca. Energię doprowadzaną stanowi moc silnika. Składnikami energii wyprowadzanej są: ciepło pobierane przez wodę chłodzącą Q_w = (/c_w(T₂ — 7j) oraz ciepło oddawane do otoczenia Q_oi ⁼ 0,02 /V. Po podstawieniu wartości do równania (3.2) otrzymuje się

N = GcJT₂- r,) + 0,02/V.

i'o|emność cieplna właściwa wody wynosi c_w = 4187 J/(kg-K). Stąd

N =

0,98

ĆcJT₂-7j)    7-4187-15

0,98

= 448 600 W = 448,6 kW.