ÿþ1 2 . I l o [ c i e p Ba i c i e p Bo w Ba [c i w e .
A u t o r z a d a D o d 1 2 . 1 d o 1 2 . 1 0 - B o g u s Ba w K u s z .
1 2 . 1 .
W z a m k n i t e j b u t e l c e o o b j t o [c i V 0 = 5 0 0 c m 3 z n a j d u j e s i w o d a m i n e r a l n a o t e m p e r a t u r z e
t 0 = 2 0 0 C . P o p e w n y m c z a s i e s Bo Dc e o g r z a Bo b u t e l k d o t e m p e r a t u r y t k = 4 0 0 C . O b l i c z i l e e n e r g i i
s Bo n e c z n e j p o c h Bo n Ba b u t e l k a . D a n e : m a s a s z k Ba m s z = 3 0 0 g , c i e p Bo w Ba [c i w e s z k Ba c w s z = 0 , 7 5
k J / ( k g K ) , c i e p Bo w Ba [c i w e w o d y c w = 4 , 1 8 k J / ( k g K ) , g s t o [ w o d y Á= 1 g / c m 3 .
1 2 . 2 .
D o s t y r o p i a n o w e g o k u b k a z h e r b a t o m a s i e m h = 1 0 0 g i t e m p e r a t u r z e t h = 8 0 0 C w r z u c o n o
k o s t k l o d u o m a s i e m L = 2 0 g i t e m p e r a t u r z e t L = - 5 0 C . C a Ba k o s t k a l o d u u l e g Ba s t o p i e n i u . O b l i c z
t e m p e r a t u r k o Dc o w h e r b a t y p r z y z a Bo |e n i u , |e w y m i a n c i e p Ba u k Ba d u z o t o c z e n i e m m o |n a
z a n i e d b a . D a n e : c i e p Bo w Ba [c i w e w o d y c w = 4 , 1 8 J / ( g d e g ) , c i e p Bo w Ba [c i w e l o d u c w L = 2 , 0 9
J / ( g d e g ) , c i e p Bo t o p n i e n i a l o d u q t L = 3 3 2 J / g .
1 2 . 3 .
H a r t o w a n i e s t a l i p o l e g a n a s z y b k i m o c h Bo d z e n i u r o z g r z a n e g o m e t a l u . P o w r z u c e n i u s t a l i o
m a s i e m s = 5 k g i t e m p e r a t u r z e t s = 8 0 0 0 C d o w o d y o m a s i e m w = 2 0 k g i t e m p e r a t u r z e t w = 2 0 0 C
w y p a r o w a Bo 1 % w o d y . O b l i c z t e m p e r a t u r k o Dc o w w o d y w r a z z h a r t o w a n y m e l e m e n t e m
p r z y z a Bo |e n i u , |e w y m i a n c i e p Ba u k Ba d u z o t o c z e n i e m m o |n a z a n i e d b a . D a n e : c i e p Bo
w Ba [c i w e w o d y c w = 4 , 1 8 J / ( g d e g ) , c i e p Bo p a r o w a n i a w o d y q p w = 2 2 6 0 J / g , w Ba [c i w e s t a l i
c w s = 0 , 4 6 J / ( g d e g ) ,
1 2 . 4 .
O s z a c u j c e n z a g o t o w a n i a w o d y o t e m p e r a t u r z e t 0 = 1 5 0 C w c z a j n i k u e l e k t r y c z n y m o m o c y
P = 2 0 0 0 W i p o j e m n o [c i 1 , 5 l i t r a . Z a Bo |e n i e : w y d a j n o [ p r o c e s u ·= 8 0 % , c e n a p r d u
e l e k t r y c z n e g o z a 1 k W h C = 0 , 1 e u r o .
1 2 . 5 .
W e n t y l a t o r c h Bo d z i p r o c e s o r w k o m p u t e r z e . W y d m u c h i w a n e z s z y b k o [c i S = 1 2 0 l / m i n
p o w i e t r z e m a t e m p e r a t u r t p = 3 5 0 C . O s z a c o w a m o c w y d z i e l o n w p r o c e s o r z e j e [l i
t e m p e r a t u r a p o w i e t r z a p r z y w l o c i e w y n o s i 2 0 0 C . D a n e : g s t o [ p o w i e t r z a Á= 1 , 2 k g / m 3 , c i e p Bo
w Ba [c i w e p o w i e t r z a p r z y s t a By m c i [n i e n i u c p p = 1 0 2 0 J / ( k g K ) .
1 2 . 6 .
O s z a c o w a k o s z t k p i e l i p o d p r y s z n i c e m j e [l i w o d a j e s t p o d g r z e w a n a z w y d a j n o [c i 9 0 %
p r z e z p r z e p By w o w y o g r z e w a c z e l e k t r y c z n y . Z a Bo |e n i a : c z a s k p i e l i t = 2 0 m i n , s z y b k o [
w y p By w y w o d y s = 6 l / m i n , t e m p e r a t u r a w o d y n a w e j [c i u p o d g r z e w a c z a t w = 1 6 0 C , t e m p e r a t u r a
w o d y p o d c z a s k p i e l i t k = 4 0 0 C , c e n a p r d u e l e k t r y c z n e g o c p = 0 , 1 e u r o / k W h , c e n a w o d y c w
= 1 e u r o / m 3 , c i e p Bo w Ba [c i w e w o d y c w = 4 , 1 8 J / ( g d e g ) , g s t o [ w o d y Á= 1 g / c m 3 .
1 2 . 7 .
D l a c z e g o n i e m o |n a p o s p a w a z a p o m o c p a l n i k a a c e t y l o - t l e n o w e g o p k n i t e j r u r y
w o d o c i g o w e j j e [l i j e s t w n i e j w o d a ?
1 2 . 8 .
N a s z k i c o w a w y k r e s z m i a n t e m p e r a t u r y s z k l a n k i g o r c e j h e r b a t y s t o j c e j w p o k o j u o
t e m p e r a t u r z e o k . 2 0 0 C .
1 2 . 9 .
D l a c z e g o m i m o w y s o k i e j t e m p e r a t u r y n p . 2 8 0 C p r z y n a w e t p r z y d o [ s Ba b y m w i e t r z e c z u j e m y
c h Bó d p o w y j [c i u z j e z i o r a ?
1 2 . 1 0 .
D l a c z e g o p o d o d a n i u z b y t d u |e j i l o [c i u t w a r d z a c z a d o s y n t e t y c z n e j |y w i c y ( n p . p o l i e s t r o w e j )
n a s t p u j e j e j r o z g r z a n i e ?
1 2 . R o z w i z a n i a :
1 2 . 1 . R .
C i e p Bo p o b r a n e p r z e z u k Ba d j e s t s u m c i e p Ba p o t r z e b n e g o d o o g r z a n i a s z k Ba i w o d y c z y l i :
Q = Q s z + Q w = m s z c s z ( t k - t 0 ) + m w c w ( t k - t 0 ) = ( m s z c s z + Áw V w c w ) ( t k - t 0 ) = 4 6 , 3 k J .
1 2 . 2 . R .
P o n i e w a | h e r b a t a j e s t z a b a r w i o n w o d w i c m o |n a z a Bo |y , |e j e j w Ba s n o [c i c i e p l n e s t a k i e
s a m e j a k c z y s t e j w o d y . W o p i s a n y m w z a d a n i u p r o c e s i e h e r b a t a b d z i e o d d a w a c i e p Bo , k t ó r e
p o t r z e b n e j e s t d o :
1 . o g r z a n i a l o d u d o t e m p e r a t u r y 0 0 C ,
2 . s t o p i e n i a l o d u w t e m p e r a t u r z e 0 0 C
3 . o g r z a n i a p o w s t a Be j p o s t o p i e n i u w o d y d o t e m p e r a t u r y k o Dc o w e j .
Q o d d = Q o g r z . l o d u + Q t o p n i e n i a + Q o g r z . w o d y
c z y l i m w c w ( t h - t k ) = m L c w L ( 0 0 C - t L ) + m L q t L + m L c w ( t k - 0 0 C )
m h c w t h + m L c w L t L - m L q t L
t k = = 5 3 , 3 0 C .
( m L + m h ) c w
1 2 . 3 . R .
R o z g r z a n y m e t a l o d d a j e c i e p Bo w o d z i e , p r z y c z y m c z [ t e j w o d y u l e g n i e o d p a r o w a n i u .
M o |n a o b l i c z y c i e p Bo :
1 . o d d a n e p r z e z m e t a l o c h Bo d z o n y d o t e m p e r a t u r y k o Dc o w e j t k Q o d d a n e = m s c w s ( t s - t k ) ,
2 . c i e p Bo p o b r a n e p r z e z w o d d o o g r z a n i a d o t e m p e r a t u r y t k Q p o b r a n e 1 = m w c w ( t k - t w ) ,
3 . c i e p Bo p o b r a n e p r z e z w o d , k t ó r a n a s t p n i e o d p a r o w a Ba Q p o b r a n e 2 = 0 , 0 1 Å" m w c w ( 1 0 0 0 C - t k ) ,
4 . c i e p Bo p o b r a n e p r z e z w o d n a o d p a r o w a n i e Q p o b r a n e 3 = 0 , 0 1 Å" m w q p w .
P r z y z a Bo |e n i u , |e u k Ba d w o d a - s t a l j e s t d o b r z e i z o l o w a n y o d o t o c z e n i a , b i l a n s c i e p Ba m a
p o s t a :
Q o d d a n e = Q p o b r a n e 1 + Q p o b r a n e 2 + Q p o b r a n e 3 .
O b l i c z o n a n a m o c y p o w y |s z e g o r ó w n a n i a t e m p e r a t u r a k o Dc o w a w y n o s i t k = 3 5 0 C .
1 2 . 4 . R .
D o o g r z a n i a m a s y m w = 1 , 5 k g ( 1 , 5 l i t r a ) w o d y p o t r z e b a d o s t a r c z y c i e p Bo :
Q = m w c w ( t k - t p ) = 5 3 3 k J .
U w z g l d n i a j c s p r a w n o [ p r o c e s u p r a c a p r d u e l e k t r y c z n e g o w y n o s i :
Q
W = = 6 6 6 k J .
·
P o n i e w a | 1 k W h = 1 0 0 0 W ¼3 6 0 0 s = 3 6 0 0 k J t o c e n a z a g o t o w a n i e w o d y w t y c h w a r u n k a c h
w y n o s i : 0 , 0 2 e u r o .
1 2 . 5 . R .
W r ó w n o w a d z e t e r m o d y n a m i c z n e j ( t e m p e r a t u r a p r o c e s o r a j e s t s t a Ba ) m o |e m y z a Bo |y , |e
m o c w y d z i e l o n a w p r o c e s o r z e j e s t r ó w n a s z y b k o [c i o d p r o w a d z e n i a c i e p Ba c o m o |n a z a p i s a
w p o s t a c i :
W Q
P = = .
t t
C i e p Bo Q p o b r a n e p r z e z p o w i e t r z e m o |n a o p i s a :
Q = m p c p p ( t p - t w ) = ÁV p c p p ( t p - t w ) = S t Á c p p ( t p - t w ) .
Q m 3 k g J
D l a t e g o P = = S Á c p p ( t p - t w ) = 2 Å"1 0 - 3 Å"1 , 2 Å"1 0 2 0 Å"1 5 K = 3 6 , 8 W .
t s m 3 k g K
1 2 . 6 . R .
R o z w i z u j c z a d a n i e a n a l o g i c z n i e d o z a d a n i a 1 2 . 5 o t r z y m a m y :
z u |y c i e w o d y V = 0 . 1 2 m 3 ,
z u |y c i e p r d u W = 1 3 3 7 6 k J ,
c e n a k p i e l i C = 0 , 5 e u r o .
1 2 . 7 . R .
D u |e c i e p Bo p a r o w a n i a , d u |a p o j e m n o [ c i e p l n a o r a z d o b r e p r z e w o d n i c t w o c i e p l n e w o d y
u n i e m o |l i w i a j r o z g r z a n i e m e t a l u r u r y d o o d p o w i e d n i e j t e m p e r a t u r y .
1 2 . 8 . R .
P o n i e w a | s z y b k o [ p r z e k a z y w a n i a c i e p Ba z a l e |y t a k |e o d r ó |n i c y t e m p e r a t u r o b i e k t ó w
d l a t e g o s z y b k o [ c h Bo d z e n i a s i h e r b a t y z m n i e j s z a s i z c z a s e m c o w i d a n a w y k r e s i e j a k o
z m i a n n a c h y l e n i a k r z y w e j c h Bo d z e n i a .
t e m p e r a t u r a
2 0 0 C
c z a s
1 2 . 9 . R .
W i a t r i w y s o k a t e m p e r a t u r a p o w o d u j e , |e n a s t p u j e s z y b k i e p a r o w a n i e k r o p e l w o d y
p o k r y w a j c y c h c i a Bo . P o n i e w a | w o d a m a d u |e c i e p Bo p a r o w a n i a n a s t p u j e c h w i l o w e
o c h Bo d z e n i e p o w i e r z c h n i c i a Ba .
1 2 . 1 0 . R .
D o d a n i e u t w a r d z a c z a d o p By n n e j |y w i c y p o w o d u j e j e j p o l i m e r y z a c j . J e s t t o p r o c e s
e g z o t e r m i c z n e g o k r z e p n i c i a c z y l i p r o c e s , w k t ó r y m n a s t p u j e w y d z i e l e n i a c i e p Ba . J e [l i
p r o c e s p o l i m e r y z a c j i j e s t s z y b k i t o m o |e n a s t p i n a w e t z n a c z n e o g r z a n i e |y w i c y .