Раздел II Материальный баланс

Задача II.1. Вычислить количества отработанной кислоты, 20%-ного олеума и 92%-нои азотной кислоты, необходимые для получения 2000 кг нитрующей смеси состава: H2SО4 - 60%, НNО3 - 32%, H2О - 8%; состав отработанной кислоты: H2SО4 -55%, НNО3 - 22%, H2О - 23%.

Скачать решение задачи II.1 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача II.2. В кристаллизаторе охлаждают раствор СuSO4 (G = 1,8 кг/сек) от 100 до 20° С. Нужно определить количество получаемых влажных кристаллов и расход рециркулируемого маточного раствора. Кристаллы содержат 8% влаги (маточного раствора); концентрация исходного раствора с = 43% СuSO4; концентрация маточного раствора с = 17% СuSO4. При кристаллизации получается СuSO4*5H2О с молекулярным весом М = 249.

Скачать решение задачи II.2 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача II.3. На установке непрерывного действия (рис. II-1), состоящей из выпарного аппарата, кристаллизатора и сушилки, подвергают переработке раствор К2Сr2O7(G = 2,5 кг/сек) концентрацией с = 10% для получения кристаллического бихромата калия.
В выпарном аппарате раствор упаривается до с1 = 50%. Вследствие охлаждения раствора в кристаллизаторе до 25° С концентрация маточного раствора снижается до с2=13%.
Кристаллы после выхода из кристаллизатора содержат u=30% маточного раствора. Определить количество К получаемых сухих кристаллов; количество V выпаренной воды; количество U воды, удаляемой в сушилке; количества G1 и G2 концентрированного раствора и рециркулируемого маточного раствора; количество G1 и концентрацию c' исходного раствора, поступающего в выпарной аппарат; количество К' влажных кристаллов, поступающих в сушилку.

Скачать решение задачи II.3 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача II.4. Определить следующие параметры установки для синтеза аммиака (рис. II-2): количество продувочных газов Р; расходы V, V0, V1, V2 свежего газа, газа, поступающего в реактор, выходящего из реактора, выходящего из конденсатора; составы поступающих и покидающих реактор газов. Определить также выход аммиака при синтезе. Исходный газ содержит 99,6% синтез-газа (N2 + ЗH2) и x' = 0,4% метана и других инертных газов, причем максимально допустимое содержание метана и инертных газов в системе x'2 = 5%. Содержание аммиака в газе, выходящем из реактора, x1=24%, а в газе, выходящем из конденсатора, x2= 4%. Все составы указаны в объемн. %. Количество получаемого аммиака N = 500 кг/ч (с учетом потерь аммиака с продувочными газами).

Скачать решение задачи II.4 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача II.5. Производят промывку сгущенной суспензии, содержащей u=40 вес. % водного раствора соли А концентрацией 15%. Количество суспензии N=2500 кг; плотность твердых частиц ртв=2600 кг/м3, а плотность раствора практически равна плотности воды; объем отстойника V=5 м3. Определить, какое количество воды необходимо для промывки, чтобы после сушки декантированной суспензии содержание соли в ней не превышало 0,01%. Расчет выполнить для двух случаев и сравнить между собой полученные результаты:
а) для случая подачи суспензии в отстойник и непрерывной промывки водой с последующей декантацией суспензии;
б) для периодической повторной промывки равными порциями воды (объем промывной воды равен объему отстойника) с последующей декантацией.
Содержание жидкой фазы в суспензии после каждой декантации считать, как и в исходной суспензии, равным 40 вес. %.

Скачать решение задачи II.5 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача II.6. Для гашения флюктуации концентрации раствора, поступающего в реактор, должно быть установлено два буферных сосуда с перемешиванием. Определить необходимый объем сосудов и выбрать способ их соединения (последовательно или параллельно). Расход раствора G=3 кг/сек, его плотность р=1050 кг/м3, максимальная амплитуда флюктуации, составляет 20% от среднего значения концентрации, а максимальный период колебаний tо можно принять равным 1,5 ч. После гашения флюктуации их максимальная амплитуда не должна превышать 3% от среднего значения концентрации.

Скачать решение задачи II.6 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Раздел III Элементы прикладной гидравлики

Задача III.1. Определить силу давления жидкости плотностью р = 1100 кг/м3 на трапециедальную перегородку водослива, расположенную под углом а = 60° к горизонтали (рис. III-2). Длина большего основания трапеции В = 5 м, а меньшего основания b = 3 м; высота перегородки Н = 6 м. Давление на поверхность жидкости такое же, что и с наружной стороны перегородки. Найти также точку приложения равнодействующей силы давления (центр давления).

Скачать решение задачи III.1 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.2. Размеры колокола газгольдера, имеющего цилиндрическую форму (рис. III-3), следующие: диаметр D = 10м, высота H0= 6 м, толщина стенки б = 6 мм. Плотность материала, из которого изготовлен газгольдер, рм = 7900 кг/м3. В газгольдере находится синтез-газ: плотность газа при нормальных условиях р0г = 0,38 кг/м3. Минимально допустимый уровень воды по отношению к нижнему краю колокола hмин=50мм. Температура окружающей среды t = 20° С. Определить максимальную емкость газгольдера, а также максимальное и минимальное давление газов в нем.

Скачать решение задачи III.2 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.3. Рассчитать вязкость двуокиси серы при 300°С и атмосферном давлении. Вязкость двуокиси серы при 20 и 150°С соответственно равна 1,26-10-2 и 1,86-10-2спз, а критическая температура Ткр = 430°К при критическом давлении Ркр = 77,7 атм. Сравнить вычисленное значение с экспериментальным м= 2,46*10-2спз.

Скачать решение задачи III.3 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.4. Рассчитать вязкостъ уксусной кислоты при 40°С. Плотность уксусной кислоты при 40° С равна 1,027 г/см3. Вязкость уксусной кислоты при t1 = 20 и t2 = 100° С сотавляет соответственно м1 = 1,22 спз и м2 = 0,46 спз. Сравнить вычисленные значения м с полученным экспериментально (м= 0,9 спз).

Скачать решение задачи III.4 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.5. Жидкость из монтежю А передавливают в открытый сосуд В (рис. III-5). Разность уровней H=8 м (изменением уровня жидкости в монтежю пренебречь). Внутренний диаметр стального трубопровода d = 21 мм.. Коэффициент сопротивления вентиля е принять равным 3,5. Плотность жидкости р = 1100 кг/м3, а ее вязкость м=2,5спз. Определить: а) минимальное давление в монтежю, обеспечивающее перемещение жидкости; б) какому условию должно удовлетворять это давление, чтобы движение жидкости было ламинарным; в) расход жидкости при давлении в монтежю, равном 2,2 ат.

Скачать решение задачи III.5 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.6. Определить потерю давления охлаждающей воды, протекающей через свинцовый змеевик, имеющий 40 витков диаметром D= 0,5 м. Внутренний диаметр свинцовой трубы d=12 мм. Средняя температура охлаждающей воды 20° С, а средняя температура внутренней стенки трубы 40° С. Расход охлаждающей воды G = 0,1 кг/сек.

Скачать решение задачи III.6 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.7. Под каким давлением должен поступать метан в стальной газопровод с внутренним диаметром 130 мм, чтобы можно было обеспечить подачу G =1,2 кг/сек метана на расстояние l=30 км? Давление метана на выходе из газопровода должно быть р2=2,5 ат, температура 20° С.

Скачать решение задачи III.7 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.8. Определить потери давления в кожухотрубчатом одноходовом теплообменнике (рис.III-6), содержащем 253 трубы длиной 3,5 м и диаметром 25/21 мм.
Внутренний диаметр кожуха D = 600 мм. Трубы расположены по вершинам равностороннего треугольника с шагом 32мм. Внутренние диаметры входного и выходного штуцеров 140мм. В межтрубном пространстве установлено 10 перегородок. В трубном пространстве циркулирует водный раствор с плотностью рр = 1100 кг/м3 и вязкостью м = 1,2 спз. Расход раствора G= 40 кг/сек. В межтрубном пространстве циркулирует вода при средней температуре 40° С. Расход воды G' = 50 кг/сек.

Скачать решение задачи III.8 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.9. Жидкость вытекает из прямоугольного сосуда 1 в сосуд 2 через круглое отверстие d=2 см. (см. рис. III-7). Разность уровней жидкости в начальный момент H0=2 м. Площади поперечных сечений сосудов S1 = 8 м2, S2=6 м2. Определить время, необходимое для того, чтобы: а) разность уровней Н сократилась до 1 м; б) уровни в обеих камерах стали одинаковыми.

Скачать решение задачи III.9 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III. 10. На экспериментальной установке по изучению пленочного течения жидкости определяли толщину пленки путем взвешивания количества жидкости, стекающей по стенке высотой 2 м и шириной 1,2 м. При работе с дистиллированной водой, имеющей температуру 20° С, и расходе воды G=51,8 кг/ч количество жидкости на стенке составляло Q=395 г. Выяснить, находится ли этот результат в согласии с теоретическими данными.

Скачать решение задачи III.10 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.11. По горизонтальному трубопроводу с внутренним диаметром dвн=54 мм перекачивают масло на расстояние 500 м (G = 12800 кг/ч). Вследствие большой вязкости масла было решено нагревать его перед перекачиванием.
Определить температуру масла, необходимую для того, чтобы его можно было перекачивать насосом мощностью 3,68 квт, имеющим полный к. п. д. n= 0,6. Теплоизоляцию трубопровода считать идеальной, а движение жидкости - изотермическим.
Зависимости вязкости м и плотности р масла от температуры даны ниже:

Скачать решение задачи III.11 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III. 12. Воду в количестве 50 м3 перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением 1,5 ат и расположенный на высоте 15 м. Диаметр трубопровода dвн=58 мм, а его длина l = 120 м. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, соответствует 350 диаметрам трубопровода.
Определить время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой (зависимостью напора от производительности при n=const), представленной ниже:

Определить также мощность, потребляемую насосом, если его полный к. п. д. n=0,55. Коэффициент трения принять л=0,03.

Скачать решение задачи III.12 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III. 13. Определить максимальную высоту по отношению к питающей емкости, на которой можно установить насос, перекачивающий воду (G=2 кг/сек) при температуре 60°С, внутреннем диаметре всасывающего трубопровода, равном 38 мм, а длине 15 м. Сумма коэффициентов местных сопротивлений Ce=3,5, а относительная шероховатость стенки трубы е/d = 0,003.

Скачать решение задачи III.13 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III. 14. Сферические частицы катализатора диаметром d=4,42 мм и плотностью pтв=1600 кг/м3 подвергают псевдоожижению водой с температурой 21°С в колонне диаметром D=0,3 м. Количество катализатора в слое М=100 кг; порозность неподвижного слоя eн = 0,37.
Определить: а) минимальную скорость псевдоожижения;
б) высоту псевдоожиженного слоя при расходе воды G= 7,3 кг/сек;
в) потери давления в псевдоожиженном слое при указанном расходе воды.

Скачать решение задачи III.14 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III. 15. Метан в количестве G = 1,5 кг/сек подвергают сжатию от атмосферного давления до 3,5 атм. Определить изотермический и адиабатический к. п. д. компрессора, если известно, что потребляемая мощность N = 430 квт, а механический к. п. д. компрессора nм=0,9I. Показатель адиабаты для метана k=1,3I. Определить также показатель политропы реального процесса сжатия, если известно, что температура метана на выходе из компрессора равна tк = 80°С, а температура на входе t0= 20° С. Плотность метана при нормальных условиях ро = 0,717 кг/м3.

Скачать решение задачи III.15 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.16. Воздух при температуре t0 = 20°С сжимают от атмосферного давления до 110 ат. Расход воздуха 0,5 кг/сек. Определить число ступеней сжатия и теоретическую мощность, необходимую для сжатия, если известно, что после каждой ступени воздух охлаждается до 35° С. Сжатие - политропическое, причем показатель политропы n=1,3. Сопоставить мощность, необходимую для многоступенчатого сжатия, с мощностью, соответствующей одноступенчатому изотермическому и политропическому сжатию.

Скачать решение задачи III.16 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача III.17. Определить рабочую мощность мешалки и мощность электродвигателя, приводящего во вращение мешалку, при механическом перемешивании суспензий. Внутренний диаметр сосуда и высота жидкости в нем составляют: Dвн=1,4 м и hз=1,7 м. Мешалка пропеллерного типа имеет две лопасти длиной по l=0,2 м каждая, скорость вращения 400 об/мин. Суспензия содержит 20 вес. % твердых частиц плотностью ртв=2800 кг/м3. Плотность и вязкость сплошной фазы составляют: р0=1600 кг/м3 и мо=2,4 спз.

Скачать решение задачи III.17 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Раздел IV Разделение гетерогенных систем

Задача IV.1. Определить критический диаметр капель масла, осаждающихся в воздухе при температуре 20° С. Плотность капель р1=900 кг/м3; плотность воздуха р2=1,2 кг/м3; вязкость воздуха 1,8*10^-2 спз.

Скачать решение задачи IV.1 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.2. В условиях предыдущего задачи определить скорость осаждения капель масла диаметром 15 мкм под действием силы тяжести.

Скачать решение задачи IV.2 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.3. Определить размеры пылеуловительной камеры, работающей в следующих условиях:Расход очищенного газа Gоб = 2400 м3/ч, диаметр осаждаемых частиц d = 60 мм, плотность частиц 2400 кг/м3, температура газов t = 20 C, вязкость газа 1,8*10^-5 н*сек/м2

Скачать решение задачи IV.3 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.4. Для обеспыливания газа, получаемого при кальцинировании соды, установлен циклон диаметром D=0,74 м. Газ выходит из кальцинатора при температуре 80° С, его расход составляет Qоб =6200 м3/ч. Минимальный диаметр кристаллов Nа2СO3 d = 20 мкм; плотность кристаллов р1= 2700 кг/м3; вязкость газа м=2,11*10^-2 спз. Установить пригодность данного циклона для достижения требуемой очистки газа от пыли.

Скачать решение задачи IV.4 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.5. Для осаждения твердых гранул диаметром 3мкм и плотностью р1=1100 кг/м3 из водной суспензии при температуре 20° С используется центрифуга с ротором диаметром 0,4 м. Центрифуга заполняется суспензией до половины. Определить скорость вращения центрифуги, чтобы разделение могло быть осуществлено за 10 мин.

Скачать решение задачи IV.5 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.6. В опыте по фильтрованию суспензии СаСО3 на фильтре с поверхностью S=500 см2 при постоянном давлении были получены результаты, приведенные ниже:

Определить константы фильтрования а и b.

Скачать решение задачи IV.6 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.7. Используя полученные в предыдущем задачае константы фильтрования, определить время фильтрования 5 м3 суспензии СаСО3, содержащей qтв=5% твердой фазы, на фильтре поверхностью S = 10 м2. Влажность осадка u=40%. Плотность твердой фазы р1=2200 кг/м3, плотность жидкой фазы р2= 1000 кг/м3.

Скачать решение задачи IV.7 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.8. Используя данные задачаов (IV. 6) и (IV. 7), определить удельное сопротивление осадка и сопротивление фильтровальной перегородки, если разность давлений при фильтровании р = 5*10^4 н/м2 при t = 20°С.

Скачать решение задачи IV.8 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.9. По условиям задачи (IV. 7) определить конечную скорость фильтрования, если время фильтрования составляет 2 ч.

Скачать решение задачи IV.9 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.10. На фильтре поверхностью S = 50м2 фильтруют водную суспензию при 20° С. При этом получают 7м3 фильтрата. Из лабораторных опытов, выполненных в тех же условиях, что и на фильтре, известны константы фильтрования: а = 1,44*10^6сек/м2; b = 9*103 сек/м. Определить время промывки осадка водой при температуре 40° С, если расход промывной воды составляет 10 л/м2.

Скачать решение задачи IV.10 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.11. На фильтре поверхностью S = 50 м2 фильтруют суспензию, содержащую qтв = 15% твердой фазы. Влажность осадка u=40%. Определить толщину осадка на фильтре, если продолжительность фильтрования и промывки осадка составила 10 ч; осадок промывают объемом воды, равным 1/5 объема фильтрата. Константы фильтрования а= 1,08*10^5 сек/м2; b = 2,16*10^3сек/м; плотность твердой фазы р1=3000 кг/м3, плотность жидкой фазы р2=1000 кг/м3.

Скачать решение задачи IV.11 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.12. Из опытных данных по фильтрованию суспензии при разности давлений р=9,81*10^4 н/м2 была вычислена необходимая поверхность фильтрования S = 0,35 м2. Подобрать центрифугу, которая позволила бы осуществить фильтрование при тех же условиях, если плотность суспензии рсусп=1200 кг/м3, а толщина слоя осадка в центрифуге принята равной 100 мм.

Скачать решение задачи IV.12 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача IV.13. Рассчитать нутч-фильтр для фильтрования водной суспензии, содержащей qтв = 5% твердой фазы. Влажность осадка u=45%. Производительность фильтра по фильтрату Vф=5 м3/ч. Перепад давления на фильтре р=500 мм рт. ст. Удельное сопротивление осадка r0=9*10^11 м-2, сопротивление фильтровальной перегородки R0 = 2*10^9 м-1; плотность твердой фазыы р1= 2000 кг/м3; плотность жидкой фазы р2 = 1000 кг/м3. Осадок промывают водой при температуре t = 20° С, используя 1 кг воды на 1 кг осадка.

Скачать решение задачи IV.13 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Раздел V Тепловой баланс

Задача V.1. Найти приблизительное значение теплоемкости 14,4%-ного раствора КСl и сравнить его с величиной, полученной опытным путем [cp = 0,825 ккал/(кг*град)].

Скачать решение задачи V.1 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача V.2. Определить теплоту парообразования этилового спирта при 110° С. Сравнить вычисленные различными методами значения с экспериментальным (r = 7,77*105 дж/кг). Зависимость давления паров этилового спирта от температуры приведена ниже:

Плотности жидкости и пара при р = 3,107 атм составляют соответственно 706 и 4,86 кг/м3. Критическая температура этилового спирта - 243,1° С. Известно также, что при 80° С теплота парообразования спирта равна 200,1 ккал/кг.

Скачать решение задачи V.2 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача V.3. Определить:
а) температуру нагревания воды при растворении безводного едкого кали в количестве, необходимом для образования 15%-ного раствора;
б) количество тепла, необходимого для концентрирования раствора КОН от 15 до 50 вес.%;
в) конечную температуру раствора при смешении 2 кг 50%-ного раствора КОН с 5кг 15%-ного раствора КОН. Потерями тепла можно пренебречь. Начальная температура обоих растворов 20° С.

Скачать решение задачи V.3 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача V.4. В теплообменнике нагревают 1,81 кмоль/ч бутана от 20 до 550° С. Греющим агентом является газ, выходящий из реактора; состав газа (в мольн. долях): бутан х1 = 0,481; пропилен х2 = 0,124; метан х3= 0,124; этилен х4 = 0,094; этан х5 = 0,094; бутилен х6 = 0,0415; водород х7 = 0,0415. Начальная температура газа, поступающего в теплообменник, t’2 = 650° С. Мольная теплоемкость газов изменяется с температурой по закону ср = а + bТ + + сТ2 [в ккал/(кмоль*град)], где Т- абсолютная температура. Константы а, b и с приведены в табл. V-2.

Определить температуру греющего агента на выходе из теплообменника.

Скачать решение задачи V.4 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача V.5. Сосуд емкостью V = 6 м3 заполнен раствором при температуре t = 20°С. В сосуд начинают подавать D = 0,006 м3/сек раствора при t1 = 80° С. Определить температуру раствора в сосуде через 10 мин после начала поступления горячего раствора; а также определить, через сколько времени температура в сосуде станет практически равной (в пределах 1%) температуре горячего раствора. Сосуд оборудован мешалкой, обеспечивающей практически полное перемешивание раствора.

Скачать решение задачи V.5 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---

Задача V.6. В реакторе вода в количестве М = 5000 кг нагревается острым паром под давлением 2 ат. Определить время, необходимое для достижения температуры 90° С, если расход пара G= 0,50 кг/сек. Начальная температура воды t0=15°С. Потери тепла в окружающую среду принять равными Qп = 15000вт. Найти также закон изменения температуры во времени.Задача VI.1. Определить коэффициент теплопроводности су
хого воздуха при атмосферном давлении и температуре 80°С, если его удельная теплоемкость при постоянном давлении равна ср = 0,244 ккал/(кг-град) и динамическая вязкость м = 0,021 спз.

Скачать решение задачи V.6 (задача ПАХТ) (цена 70р)

---