45950 zad inżynieria

Egzamin z Inżynierii - poprawkowy 2005.03.03.

Zestaw 1.

1. Zbiornik o pojemności V=36 m^J napełniany jest wodą z poziomego rurociągu o długości 45 m i średnicy d-80 mm podłączonego do sieci wodociągowej. Obliczyć jakie powinno być ciśnienie w sieci aby można było napełnić zbiornik w ciągu 30 min. jeżeli wartość oporów miejscowych przewodu łączącego zbiornik z siecią jest równa I/j=3,3. r- ^    Obliczyć prędkość powietrza potrzebną do zapoczątkowania wytwarzania złota

fluidalnego kulistych Cząstek o średnicy 1,6 mm w powietrzu o temperaturze 20°C. Gęstość nasypowa cząstek złoża cząstek wynosi 800 kg/m\ a gęstość cząstek 1250 kg/m\ Wysokość złota nieruchomego wynosi 45 cm. Jaki będzie opór hydrauliczny złoża.

.    m W prasie przemysłowej przeprowadzono proces filtracji zawiesiny wodnej w temperaturze

20“C w czasie 5000 s. Jaką objętość filtratu uzyska się i z jaką szybkością odbywać się będzie proces przeciwprądowego przemywania osadu. W badaniach laboratoryjnych przeprowadzonych w prasie o dwukrotnie mniejszej powierzchni w temperaturze 70°C _v uzyskano stale Rutha: K”2-10‘³m⁸/s, 00,08 m^J.

4. W dwóch komorach chłodniczych utrzymywana jest taka sama temperatura. Ściany pierwszej komory stanowi mur o grubości 40 cm wykonany z cegły budowlanej o przewodności cieplnej właściwej 0,25 W/(nvK). Wewnątrz komory występuje konwekcja naturalna i współczynnik wnikania ciepła wynosi 9 W/(m^J K). Druga komora ma ściany z drewna (przewodność cieplna właściwa 0,092 W/(m-K)) o grubości 25 cm. Wewnątrz wskutek wymuszonej cyrkulacji powietrza współczynnik wnikania ciepła wynosi 43 W/(m^J-K). Współczynnik wnikania ciepła na zewnętrznych ściana ch obu komór jest taki sam i wynosi 22 W/(nr‘K). Oblicz stosunek gęstości strumieni ciepła przenikających w

t, obu przypadkach.

>Do wyparki pracującej pod ciśnieniem 100 hPa doprowadzana jest para grzejna, w ilości 5000 kg/h o ciśnieniu 150 kPa. Q ilejwzrośnję „wydajność wyparki i zapotrzebowanie na vparę grzejną, jeżeli stopień zagęszczenia surowca wynosi 5, a ciśnienie pary grzejnej. wyrośnie do 300 kPa. Przyjąć właściwe zużycie pary grzejnej 1,2 kg/kg. roztwór doprowadzany do wyparki w temperaturze wrzenia, współczynnik przenikania ciepła stały I— i straty temperatury równe 4,2 K.

6. Oblicz końcowa wilgotność suszu uzyskanego w suszarce o wydajności 850 kg/h materiału wilgotnego. Zawartość wody w surowcu wynosi 2,33 kg wody/kg s.s. Parametry powietrza otaczającego to t"18°C i <f>=70%, temperatura powietrza po podgrzewaczu »    90°C. Właściwe zużycie powietrza w suszarce wynosi 70 kg p.s./kg wody, ciepło

FtUij

I

Fiu

WH?

SU£L

dostarczone 800 kW, a straty ciepła wynoszą 10% ciepła dostarczonego. Jaka jest temperatura powietrza opuszczającego suszarkę.

7. W procesie otrzymywania krystalicznego bezwodnego kwasu cytrynowego surowy roztwór kwasu cytrynowego o stężeniu 75% i temperaturze 79°C kierowany jest do krystalizatora próżniowego, gdzie następuje odparowanie wody przy jednoczesnym ochłodzeniu roztworu do 49°C. Obliczyć ilość wydzielonych kryształów kwasu cytrynowego jeżeli strumień roztworu surowego wynosi 900 kg/h. Przyjąć rozpuszczalność kwasu cytrynowego 99 g/100 g wody w temperaturze 49°C. Ciepło ^v właściwe roztworu surowego 2 kJ/(kg-K), a ciepło krystalizacji kwasu cytrynowego 80 U/Kg. |rt_tYz

yi

i

i

Egzamin r. Inżynierii - poprawkowy 2005.03.03.

0

U?/

Zestaw 2.

1. Zbiornik zasilający połączony jest z nalewarką przewodem o długości 2,5 m..j

0,05 m. Poziom soku w zbiorniku jest utrzymywany na stałym poziomie 5.m. pów^j|^'f^Ś/ wypływu. Sok o gęstości 1050 kg/m³ i lepkości 1.08-I0'³ Pr* spływa gnwttt^jjfii^O nalewarki, której wydajność powinna wynosić 80 1/min. Obliczyć jakie ciśnienie powinno ". panować w zbiorniku nalewarki.

Filtrowano wodną zawiesinę w czasie 0,75 h. Po-cz/przemywano osad preeciwprądówo z _ szybkością 0,8 dm³/min. Jakie \yąrtości stałej Rutha K uzyska

przegrody oraz przy uwzględnieniu oporu wiedząc, że stała C przyjmuje wówczas wrnofc .    ’

40,5 dm³.

Mieszalnik modelowy o objętości 64 dm³ wyposażono w mieszadło o średnicy 0,4 ,m.

Podczas mieszania z częstością 50 s'¹ moc mieszania wyniosła 0,9 kW. Obliczyć średnicę mieszadła, jego częstość obrotową oraz moc jaką należy dostarczyć aby zachować ten sam £ V przepływ w mieszalniku geometrycznie podobnym o objętości 120 dnr.t^-Oyó W wymienniku płaszczowo-mro".7m ogrzewa się zawiesinę wodną w ilości.36()0;kg(I temperatury 95°C parą wodną o lemperaturze 105°C. Strumień masowyjpary,wynosi kg/s. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 950 W/(m⁵-K), ciepło właściwe za^e 2,2 kJ/(kg-K). Oblicz jaka będzie powierzchnia wymiany ciepła rtiezbędna^ó;"-''*^, -5** przeprowadzenia tego procesu przy braku strat ciepła i przy założeniu, tc straty:-    -

5.

wynoszą 5% ciepła dostarczonego.    .

zamrażania truskawek od temperatury początkowej +15°C do średniej tej końcowej -20°C wiedząc, że czynnik chłodniczy w parowniku oprócz ciepła odebranego od zamrażanego produktu dodatkowo odebrał 80 kW energii cieplnej.- Ponadto określić^ średnią temperaturę powietrza mrożącego, jeżeli zamrażanie truskawek odbywa się zie ^ średnią efektywną szybkością zainrażania 8 cm/h. Przyjąć średnicę truskawki 30 mm. '2 „ •?? i*r/.

Obliczyć sprawność zamrażarki fluidyzacyjnej o wydajności 4,5 t/h wykoi^śtymń^'^ó.~^^

6. W suszarce o wydajności 400 kg/ h suszy się materiał od zawartości wody I,2? dó^Q? gI|j. ;    ..

podgrzewaczu temperatura powietrza wzrasta do 80 C i na

z suszarki

wody/g.-s.s. Wskazanie psychrometru dla powietrza^otaczająccgo-w^osiiM^CJŚj^G^^j^óS^

do 45^#C. Straty ciepła w komorze suszenia stanowią 15% ciepła dostarczonego..! zużycie powietrza i pary grzejnej o ciśnieniu 270 IcPa i stopniu suchości x-0,96.    ‘

Kolumna do rozdzielania alkoholu etylowego i wody pracuje ze stopniem deflegmacji A.,

Destylat zawiera 95% masowych składnika bardziej lotnego. Obliczyć zawartość, alkofióib;jt y^£S \ w procentach masowych w cieczy wrzącej na półce położonej pod półką-zkśiiahła^cje^i^f^r-:. para opuszczająca półkę zasilania zawiera 61,61% molowych alkoholu.    ^:

• ‘‘mm?*

■mm?.:

I).