zad inżynieria 8

V

1997.02.14.

Zestav/ 2.

1. Poziomym rurociągiem o długości 6 m i średnicy 30 mm połączony jest zbiornik

0 ciśnieniowy z rozłewaczką. Ciecz c gęstości 1.06 g/cm³ i lepkości 1.02 10'³ Pa- s znajduje się pod ciśnieniem 0.2 MPa. Zakładając, że poziom cieczy w zbiorniku jest stały i przesyłanie ciecry odbywa się bez użycia pompy obliczyć wydajność rozłewaczki pracującej przy ciśnieniu 0.12 MPa.

2. Podczas filtracji izobarycznej uzyskano następujące wyniki: po czasie 155 s 5 dm³, a po 368 s 8 dm³. 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 4.7 dm³.

3. W płaszczowo-rurowym wymienniku ciepła należy podgrzać 2736 kg/h wody o temperaturze 15°C przy pomocy 0.8 kg^s skrcpiin pary wodnej o temperaturze początkowej 95°C stosując przeciwprąd. Obliczyć końcowe temperatury wody i skropiin zakładając współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m² K), powierzchnię wymiany ciepła 3 nr i straty ciepła do zewnątrz na poziomie 10% ciepła dostarczonego. Skroplmy płyną w płaszczu wymiennika.

l(4! Szklanym rurociągiem o średnicy zewnętrznej 56 mm i grubości ścianki 3 mm płynie mleko pasteryzowane. Temperatura wewnętrznej ściany rury wynosi _r 74.5 C. Temperatura mleka obniża się średnio o 1°C na każde 10 m długości rurociągu, przy prędkości przepływu 0.5 m/s. Przewodność cieplna właściwa szkła wynosi 0.74 W/(m K), ciepło właściwe mleka wynosi 3.9 kJ/(kg K), a jego gęstość 1030 kg/m^J. Obliczyć temperaturę zewnętrznej powierzchni rury/.

y5> Zamrażaniu w ciekłym azocie metodą natrysku przy' ciśnieniu atmosferycznym 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).

J.

J

ó. Do suszarki wprowadza się 1000 kgdi materiału i suszy się go od początkowej y' wilgotności 75% do końcowej 10%. Parametry' powietrza otaczającego: V    temperatura 20°C i <j> = 70%. laka musi być moc podgrzewacza aby powietrze

j j wylotowe miało parametry: temperatura 45°C i x = 0.04 kg HjO/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 deflegmatora całkowicie skraplającego wpływa 4440 kg/h pary. Destylat zawiera 97.7% molowych alkoholu metylowego. Z cieczą wyczerpaną traci się 270 kg/h aikoholu metylowego. Kolumna zasilana jest surówką zawierającą 29% masowych alkoholu. Obliczyć strumień masowy surówki.

K/kvo " OO

1. W linii produkcyjnej zastosowano wymiennik ciepła typu nura w rurze średnicy rury wewnętrznej 0.05 ni. Prędkość cieczy ogrzewanej wynosi I nr/ 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 0.08 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 JX dy=D/4. ' W obu przypadkach mieszanie występuje w warunkach ruch

laminamego. Jak zmieni się liczba 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^-' m7s. P

20 min. filtracji zebrano 1.6 i 0’² 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 m" [10x8 m] ma być utrzymywana stai. ^ temperatura 30°C. Jaki strumień ciepła należy' dostarczyć do pomieszczenie jeże) 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, jeżeli spręż wynosi 4, temperatura parowania amoniaku wynosi -iS°C a temperatura po dochłodzertiu jest niższa o 5°C od temperatury skraplania Sprawność ogólna wynosi 0.8. Średnie ciepło właściwe soku wynosi 3.96 kJ/(k$ K), a jego gęstość wynosi 1020 kg/m³.

6. Jaka jest wilgotność końcowa materiału suszonego w suszarce o wydajności 25C kg surowca/h. Wilgotność początkowa materiału wynosi 0.9 kg HjO/kg s.s. Powietrze otaczające ma temperaturę 20°C, temperaturę punktu rosy 14°C i ciśnienie 10³ 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 dolnej części kolumny oraz ilość pary skraplającej 3Łsię w defiegmatorze, jeżeli wiadomo, że tangens kąta nachylenia linii operacyjnej górnej części kolumny wynosi 0.75.