Задачи по Калишуку
Задачи по Калишуку контрольная работа №1
Задача 3 (Калишук) Температура и абсолютное давление газовой смеси в исходном состоянии составляет t1 и P1 соответственно. Смесь была подвергнута компримированию (дросселированию), а затем после компримирования охлаждению (после дросселирования – нагреванию). В результате давление смеси изменилось в N раз (после дросселирования уменьшилось, после компримирования увеличилось), а температура – на Δt. Смесь состоит из компонентов A и B, причем объемная доля компонента A в n раз больше доли компонента В. Определить: 1) какой объем занимал 1 кг смеси при исходных температуре и давлении; 2) кинематическую вязкость смеси после дросселирования с последующим нагреванием (после компримирования с последующим охлаждением). Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.5, по предпоследней цифре – из табл. 5.6.
t1 = 70ºC, N = 2, А – этилен, n = 1,4, Р1 = 650 кПа, Δt = 20 ºC, процесс дросселирование, В – Азот
Скачать решение задачи 3 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 4 (Калишук) Раствор приготовлен из m1 бензола и m2 органического соединения (ОС). Температура раствора составляет t. Определить: 1) объемную долю ОС в растворе; 2) объем, плотность и динамическую вязкость полученного раствора. При расчетах раствор принять неассоциированным
m1 = 36 кг, ОС – этилацетат, m2 = 10кг, t = 30ºC
Скачать решение задачи 4 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 10 (Калишук) Емкость Монтежю используют для откачивания высокоагрессивных жидких продуктов плотностью ρ из реактора (рис. 5.5). Емкость представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, внутренний диаметр которого Dе с эллиптическими днищем и крышкой. Высота цилиндрической части емкости Монтежю Hе. Реактор – вертикальный цилиндрический аппарат с внутренним диаметром Dр, днище его эллиптическое. Отвод жидких продуктов из реактора и вход их в емкость Монтежю осуществляется через штуцеры, расположенные в нижней части днищ. Плоскость соединения штуцера с днищем реактора А-А расположена на расстоянии hр от уровня фундамента здания. Плоскость соединения штуцера с днищем емкости Монтежю Б-Б расположена на hе выше уровня фундамента. При полном опорожнении реактора емкость Монтежю заполняется жидкостью на ϕ своего объема. При откачивании продуктов из реактора абсолютное давление газовой среды в нем постоянно и составляет Pр. Определить:
1) уровень жидкости в емкости Монтежю относительно плоскости Б-Б при полном опорожнении реактора;
2) уровень жидкости в реакторе относительно плоскости А-А перед началом его опорожнения;
3) минимальное значение разрежения, которое должен создавать вакуумный насос для полного опорожнения реактора;
4) массу продуктов реакции в реакторе до начала его опорожнения. Диаметрам стандартных эллиптических днищ (крышек) соответствуют следующие номинальные объемы: 0,6 м – 0,0352 м3; 0,7 м – 0,0453 м3; 0,8 м – 0,0793 м3; 1,0 м – 0,1617 м3; 1,2 м – 0,2534 м3; 1,4 м – 0,3960 м3; 1,6 м – 0,5840 м3; 1,8 м – 0,8617 м3; 2,0 м – 1,1681 м3; 2,2 м – 1,5395 м3; 2,4 м – 1,9823 м3.
Рис. 5.5. Схема опорожнения реактора при использовании емкости Монтежю: 1 – реактор; 2 – емкость Монтежю; 3 – вакуумный насос
Вар 84 р=1030 кг/м3, Не = 2,8м, hp = +0,4м,
De = 2м, Dp = 2,2м, he = 3,7м, Рр = 112 кПа.
Скачать решение задачи 10 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 13 (Калишук) Трубопровод, внутренний диаметр которого d, используется для перекачивания жидкости в двух режимах. В первом режиме средняя скорость движения жидкости w1, а температура T1. Во втором режиме температура жидкости T2, а ее средняя скорость в A раз больше w1. Определить: 1) массовые расходы жидкости в трубопроводе в обоих режимах ее перекачивания; 2) соотношение динамических давлений на оси трубопровода в первом и втором режимах перекачивания жидкости. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.25, по предпоследней цифре – из табл. 5.26.
Жидкость: этилацетат, Т1 = 365 К, А = 2,2, d = 51мм, w1 = 0,12 м/с, Т2 = 290К
Скачать решение задачи 13 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 26 (Калишук) Измерительная часть трубки Пито – Прандтля установлена на геометрической оси трубопровода, внутренний диаметр которого D (рис. 5.20).
Рис. 5.20. Схема проведения измерений с помощью трубки Пито – Прандтля: 1 – трубопровод; 2 – трубка Пито – Прандтля; 3 и 4 – трубки для передачи импульсов давлений; 5 – дифференциальный двухтрубный манометр; А – внутренняя трубка; Б – кожуховая трубка; В – отверстие для отбора импульса статического давления; Г – отверстие для отбора импульса полного давления
По трубопроводу движется газ, имеющий абсолютное давление P и температуру t. Объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям, в трубопроводе составляет V. Температура воды в жидкостном двухтрубном (U-образном) дифференциальном манометре, присоединенном к трубке Пито – Прандтля, равна 25°C.
Определить: 1) среднюю скорость газа в трубопроводе;
2) показания (разность уровней жидкости в коленах) дифференциального манометра;
3) массу газа, проходящего через трубопровод за время τ.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.51, по предпоследней цифре – из табл. 5.52.
Вар 84 D = 205мм, V = 1,64 м3/с, t = 80°С
газ - этилен, Р = 180 кПа, τ = 270 мин.
Скачать решение задачи 26 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 27 (Калишук) Разность уровней воды в коленах двухтрубного (U-образного) дифференциального манометра составляет h. Дифференциальный манометр соединен с трубкой Пито – Прандтля, измерительная часть которой находится на геометрической оси трубопровода (рис. 5.21). Внутренний диаметр трубопровода D. Газ, который движется в трубопроводе, имеет избыточное давление Ризб и температуру T. Температура воды в манометре 20°C. Определить: 1) среднюю скорость газа в трубопроводе; 2) суточный массовый расход газа; 3) часовой объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям
Рис. 5.21. Схема проведения измерений с помощью трубки Пито – Прандтля: 1 – трубопровод; 2 – трубка Пито – Прандтля; 3 и 4 – трубки для передачи импульсов давлений; 5 – дифференциальный двухтрубный манометр; А – внутренняя трубка; Б – кожуховая трубка; В – отверстие для отбора импульса статического давления; Г – отверстие для отбора импульса полного давления
h = 34мм, Т = 320 К, газ-диоксид углерода, D = 163 мм, Ризб = 170 кПа.
Скачать решение задачи 27 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 35 (Калишук) Водонапорная башня соединена трубопроводом длиной L с коллектором, из которого вода разбирается потребителями (рис. 5.29). Диаметр трубопровода D×δ абсолютная шероховатость внутренней поверхности его стенок Δ. Вода имеет температуру ,t максимальное ее потребление составляет V. На трубопроводе установлены две задвижки, соединение его отдельных прямых участков осуществляется с помощью N крутозагнутых прямоугольных отводов. Давление над уровнем воды в напорной емкости водонапорной башни атмосферное. Избыточное давление воды на входе в коллектор при максимальном ее потреблении должно быть не меньше Ризб. Уровень, на котором находится место соединения трубопровода с коллектором, расположен на h ниже уровня фундамента водонапорной башни. При минимальном заполнении уровень воды в напорной емкости на hΔ ниже ее крышки. Определить: 1) эквивалентную длину трубопровода; 2) высоту водонапорной башни относительно уровня ее фундамента .
Рис. 5.29. Схема подачи воды из водонапорной башни: 1 – напорный бак; 2 – опорные конструкции водонапорной башни; 3 – фундамент; 4 – трубопровод; 5 – коллектор; 6, 7 – задвижки; 8 – отводы
D = 76мм, V = 4,5 м3/ч, N = 9, Ризб = 90 кПа, Δh = 2,4м, L = 300м, б = 3,5мм, Δ = 0,22мм, t = 12ºС, h = 3м
Скачать решение задачи 35 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 36 (Калишук) В двухкорпусной выпарной установке (рис. 5.30) раствор из первого корпуса во второй перетекает самотеком. Давление вторичного пара над поверхностью раствора в первом корпусе P1 давление вторичного пара над поверхностью раствора во втором корпусе на ΔР меньше атмосферного. Плотность раствора, перетекающего из первого корпуса во второй, ρ Плотность раствора в циркуляционной трубе второго корпуса на α больше, чем ρ1. Уровни растворов в первом и втором корпусах в их карманах одинаковы и на Δh выше уровней геометрических осей штуцеров для отвода растворов. Геометрические оси штуцеров для подвода растворов в выпарные аппараты расположены на h ниже геометрических осей штуцеров для отвода растворов. Раствор перетекает из первого корпуса во второй по трубопроводу внутренним диаметром d и абсолютной шероховатостью стенок Δ. Длина трубопровода L, на нем имеются два крутозагнутых прямоугольных отвода и регулирующий вентиль. Массовый расход раствора, перетекающего из первого корпуса во второй, зависит от степени открытия регулирующего вентиля и равен G. Динамическая вязкость этого раствора.
Рис. 5.30. Схема перетока раствора из корпуса в корпус в двухкорпусной выпарной установке: 1, 2 – выпарные аппараты (первый и второй корпусы соответственно); 3 – трубопровод; 4 – регулирующий вентиль; А1, А2 – циркуляционные трубы; Б1, Б2 – греющие камеры; В1, В2 – сепараторы; Г1, Г2 – карманы для перетока раствора в циркуляционные трубы и для отвода упаренного раствора; Д1, Д2 – штуцеры для подвода раствора; Е1, Е2 – штуцеры для отвода раствора
Определить: 1) скорость движения раствора по трубопроводу; 2) коэффициент местного сопротивления регулирующего вентиля, при котором обеспечивается заданный расход раствора. При расчетах пренебречь эжектирующим эффектом, возникающим за счет движения раствора в циркуляционной трубе второго корпуса.
Р1 = 230 кПа, р1=1085 кг/м3, Δh = 45см, дельта=0,16мм, L = 23м, ΔP =22 кПа, а = 3%, h = 3м, d = 50 мм, G = 1,3 кг/с, μ=1,03 мПа*с.
Скачать решение задачи 36 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 39 (Калишук) Насос подает жидкость из емкости в аппарат (рис. 5.33). Давление над поверхностью жидкости в емкости на ΔP отличается от атмосферного. Абсолютное давление над поверхностью жидкости в аппарате Pа. Уровень жидкости в емкости на Δh1 выше уровня фундамента цеха. Всасывающий и нагнетательный патрубки насоса расположены на высоте hп от уровня фундамента. Разность уровней расположения нагнетательного патрубка насоса и жидкости в аппарате Δh2.
Суммарные необратимые потери давления в нагнетательном трубопроводе, включающие потери на трение, местных сопротивлениях и потери динамического давления, равны ΔPнаг. Суммарные необратимые потери давления во всасывающем трубопроводе составляют А от ΔPнаг. Температура жидкости t, ее объемный расход V.
Рис. 5.33. Схема подачи жидкости в аппарат:
1 – емкость; 2 – насос; 3 – аппарат; 4, 5 – всасывающий и нагнетательный
трубопроводы соответственно
Определить:
1) напор, развиваемый насосом;
2) полезную мощность насоса.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.77, по предпоследней цифре – из табл. 5.78.
Жидкость - ацетон, ΔP = -3 кПа, hn = 0,65м, Δh2 = 10м, А = 4,6%; V = 8,4 м3/ч, Рв = 95 кПа, Δh1 = 2м, Рнаг = 110 кПа, t = 20ºC
Скачать решение задачи 39 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 45 (Калишук) В состав насосной установки входит n параллельно соединенных одинаковых центробежных насосов (рис. 5.39), рабочие характеристики которых представлены в табл. 5.90.
Потери давления в сети, на которую работает насосная установка ΔPс , Па, связаны с расходом жидкости через сеть с V , м3/с, зависимостью ΔPс ≈ A + BV2, где A – потери давления, связанные с преодолением разности статических давлений в исходном и конечном сечениях сети и подъемом жидкости по сети, Па; B – коэффициент, величина которого определяется сечениями, длинами, местными сопротивлениями всасывающего и нагнетательного трубопроводов сети, а также режимами движения жидкости в них. Температура перекачиваемой жидкости t.
Рис. 5.39. Схема насосной установки
с параллельно соединенными насосами (на примере трех насосов):
1 – насосы; 2, 3 – всасывающий и нагнетательный трубопроводы сети
Определить:
1) напор и производительность одного насоса при работе на заданную сеть;
2) напор, производительность и полезную мощность насосной установки при работе на сеть.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.91, по предпоследней цифре – из табл. 5.92.
А = 100 кПа, n = 4шт, t = 30ºC, Жидкость вода, В = 5,4*10-10 кг/м3
Скачать решение задачи 45 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 51 (Калишук) В аппарат непрерывного действия (рис. 5.45) на разделение поступает Vсусп суспензии, массовая доля твердой фазы в которой составляет хсусп. В результате разделения получают осветленную жидкость с массовой долей твердой фазы в ней хосв и осадок, объемная доля жидкой фазы в котором сж Плотности фаз, входящих в состав суспензии: жидкости ρж твердых частиц ρт. Твердые частицы не обладают свойством впитывать в себя жидкость.
Рис. 5.45. К расчетам материального баланса аппарата для разделения суспензии Определить: 1) объемную производительность аппарата по осветленной жидкости; 2) массовую производительность аппарата по осадку; 3) коэффициент разделения суспензии, достигаемый в аппарате. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.105, по предпоследней цифре – из табл. 5.106
Вар 77 Vсусп = 8,4 м3/ч, хосв = 75*10-4 кг/кг, рж = 970 кг/м3, хсусп = 178*10-3 кг/кг, сж = 0,36 м3/м3, рт =1260 кг/м3.
Скачать решение задачи 51 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 60 (Калишук) В аппарате кипящего слоя (рис. 5.52) в псевдоожиженном состоянии находится монодисперсный слой твердых частиц, форма которых близка к сферической. Фиктивная скорость потока воздуха в аппарате w. При этом объемная доля материала в слое εм Температура воздуха в аппарате t давление его близко к атмосферному. Аппарат имеет постоянное по высоте сечение. Высота псевдоожиженного слоя h. Определить: 1) эквивалентный диаметр частиц; 2) предельное число псевдоожижения для этих частиц; 3) гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя частиц. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.123, по предпоследней цифре – из табл. 5.124.
Рис. 5.52. Схема аппарата кипящего слоя: 1 – корпус; 2 – газораспределительная решетка;3 – псевдоожиженный (кипящий) слой частиц
Материал частиц – керамика (крошка), εм = 0,36, t = 400ºС, w = 1,4м/с, h = 420мм
Скачать решение задачи 60 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 61 (Калишук) Нагнетательная система пневмотранспорта используется для вертикального перемещения твердого зернистого материала и его подсушки (рис. 5.53).
Рис. 5.53. Схема нагнетательной системы пневмотранспорта материала с его подсушкой: 1 – компрессор; 2 – калорифер (подогреватель воздуха); 3 – питатель; 4 – трубопровод; 5 – циклон
Скорость воздуха в зоне подачи материала в трубопровод составляет w, она в A раз больше скорости витания наибольших частиц. Избыточное давление воздуха в данном месте трубопровода Pизб, а температура t. Внутренний диаметра трубопровода d. Определить: 1) эквивалентный диаметр наибольших частиц, перемещающихся в системе пневмотранспорта; 2) объемный расход воздуха (приведенный к нормальным условиям) в трубопроводе системы. Частицы при расчетах принять сферическими. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.125, по предпоследней цифре – из табл. 5.126.
Вар 84, материал – кварц, А = 2,2, t = 130°C, d = 60мм, w = 22м/с, Ризб = 75 кПа.
Скачать решение задачи 61 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 66 (Калишук) При испытаниях лабораторного фильтра за промежутки времени с момента начала опытов τ1, τ2, τ3, τ4, и τ5 получено в расчете на 1 м2 фильтровальной перегородки V1, V2, V3, V4 и V5 фильтрата. Перепад давлений в опытном фильтре составлял ΔРо Поверхность фильтрования промышленного фильтра F, перепад давлений в нем постоянен и равен ΔРп Продолжительность стадии фильтрования в промышленном фильтре τn. В опытном и промышленном фильтрах подвергаются разделению одинаковые суспензии при одной и той же температуре. Фильтровальные перегородки в опытном и промышленном фильтрах одинаковы и не забиваются в ходе процесса. Получаемый осадок несжимаемый и однородный. Определить: 1) константы фильтрования для опытного фильтра (графическим путем); 2) объем фильтрата, получаемого в промышленном фильтре за один цикл его действия.
τ1=270c, τ2=540c, τ3=810c, τ4=1080c, τ5 =1350c, V1=145*10-4, V2=273*10-4, V3=388*10-4, V4=506*10-4, V5=581*10-4 м3/м2 d=ΔPn =240кПа, ΔP0=60 кПа, F = 2,8м2, τn =16ч.
Скачать решение задачи 66 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 71 (Калишук) Для очистки газа от пыли используется группа из N параллельно соединенных циклонов НИИОГАЗ типа ЦН (рис. 5.62).
Рис. 5.62. Схема группы циклонов (на примере четырех циклонов): 1–4 – циклоны; 5 – бункер-пылесборник
Диаметр корпуса каждого из циклонов D. Потери напора газа в группе циклонов ΔH. Угол наклона входных патрубков циклонов α. Корпусы циклонов по длине нормальные Н или укороченные У. Поступающий на очистку газ имеет температур t. Запыленность газа на входе в циклоны составляет C (в расчете на 1 м3 газа при нормальных условиях). Плотность газа при нормальных условиях ρ0. Очистка ведется при давлении в циклонах, близком к атмосферному. Коэффициент очистки газа в циклонах η Гидравлическое сопротивление группы циклонов на 40% больше сопротивления одиночного циклона (из-за дополнительного сопротивления соединительных трубопроводов).
Определить:
1) объемную производительность группы циклонов по газу (привести к нормальным условиям);
2) гидравлическое сопротивление одиночного циклона;
3) массу пыли, выгружаемой из бункера-пылесборника группы циклонов за одни сутки.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.145, по предпоследней цифре – из табл. 5.146.
N = 2, ΔH=82м, t = 120ºС, η = 94,5%
D = 450мм, а = 11 град, Корпус – нормальный, С = 0,025 кг/м3, ρ0 = 1,15 кг/м3,
Скачать решение задачи 71 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задачи по Калишуку контрольная работа №2
Задача 1 (Калишук) В поверхностный конденсатор-холодильник (рис. 6.1), работающий под атмосферным давлением, подается насыщенный пар. В нем пар полностью конденсируется, а полученный конденсат переохлаждается на Δt ниже температуры насыщения. Расход пара при рабочих условиях составляет V. В окружающую среду рассеивается β от тепла, которое выделяется при охлаждении горячего теплоносителя.
Рис. 6.1. Движение пара, конденсата и охлаждающего агента в конденсаторе-холодильнике: ts – температура насыщения
Определить расход тепла, передаваемого в конденсаторе-холодильнике, к охлаждающему агенту.
Вар 77 Пар – ацетон, β = 3,5%, V = 5000 м3/ч, Δt = 10ºС
Скачать решение задачи 1 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 5 (Калишук) Вертикальная плоская стенка печи выполнена из огнеупорного кирпича и покрыта снаружи теплоизоляцией – слоем минераловаты (рис. 6.5). Кожух теплоизоляции изготовлен из стального листа толщиной 1,5 мм (марка стали ВСт3сп). Толщины кирпичной стенки печи и слоя минераловаты δк и δм соответственно. Внутренняя поверхность стенки печи имеет температуру tв наружная поверхность кожуха tн. Определить: 1) плотность теплового потока через стенку печи; 2) температуру наружной поверхности кирпичной стенки; 3) часовые потери тепла в расчете на 1 м2 поверхности кожуха. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.9, по предпоследней цифре – из табл. 6.10.
Рис. 6.5. Схема стенки печи и ее теплоизоляции: 1 – огнеупорный кирпич; 2 – минераловата; 3 – стальной лист
tи = 40 ºС, δк = 330 мм, tв = 800 ºС δм = 250 мм
Скачать решение задачи 5 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 6 (Калишук) Обогрев испарителя емкостного типа (рис. 6.6) ведется с использованием встроенного змеевика. Корпус испарителя имеет толщину δст и покрыт снаружи слоем теплоизоляции толщиной δиз. Удельная теплопроводность материалов стенки корпуса и теплоизоляции λст и λиз соответственно. При работе испарителя наружная поверхность слоя теплоизоляции нагревается до 45°С. Удельные тепловые потери в окружающую среду при этом составляют qпот, а температура внутренней поверхности стенки корпуса на 1 К ниже температуры кипящей жидкости. Определить: 1) температуру кипения жидкости в испарителе; 2) давление насыщенного пара этой жидкости в испарителе.
Рис. 6.6. Емкостный испаритель: 1 – корпус; 2 – теплоизоляция; 3 – змеевик
δСТ = 5 мм, qпот = 95 Вт/м2, λиз = 80*10-3 Вт/м*К, жидкость – бензол,
δиз = 185 мм, λСТ = 45 Вт/м*К
Скачать решение задачи 6 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 17 (Калишук) По трубе диаметром D×δ течет жидкость плотностью ρ и вязкостью μ. Локальная скорость движения жидкости в точке сечения ее потока, удаленной на A от внутренней поверхности стенки трубы, составляет wА (рис. 5.11).
Рис. 5.11. К определению расхода жидкости в трубе при ламинарном движении
Определить: 1) объемный и массовый расходы жидкости в трубе; 2) динамическое давление на оси трубы. При решении задачи принять режим движения жидкости ламинарным с последующей проверкой, рассчитав значение числа Рейнольдса. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.33, по предпоследней цифре – из табл. 5.34.
D = 45мм, μ = 8,2 мПа·с, wА = 0,11 м/с, δ = 3мм, ρ = 920 кг/м3, А = 5,5мм.
Скачать решение задачи 17 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 18 (Калишук) В кожухотрубчатом теплообменнике при эксплуатации на поверхностях труб образовались загрязнения (рис. 6.18). Средняя толщина слоя загрязнений на внутренних поверхностях труб δ. Среднее термическое сопротивление загрязнений на наружных поверхностях составляет r. Коэффициенты теплоотдачи в теплообменнике: для теплоносителя в межтрубном пространстве α1, для теплоносителя в трубном пространстве α2. Трубы теплообменника стальные диаметром d × δст. Определить: 1) коэффициент теплопередачи в теплообменнике при наличии загрязнений на его трубах; 2) во сколько раз увеличится (уменьшится) интенсивность теплопередачи после полной очистки стенок труб от загрязнений (значения коэффициентов теплоотдачи принять неизменными).
Рис. 6.18. Труба теплообменника в разрезе: 1 – стенка трубы; 2 и 3 – слои загрязнений
Вар 84 Характер загрязнений на внутренних поверхностях труб – ржавчина, б = 1,5 мм, a1=8 кВт/м2*К, dxбст = 25х2 мм, r=0,7*105 м2*К/Вт, a2=800 Вт/м2*К, материал труб 12ХН2
Скачать решение задачи 18 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 23 (Калишук) В кожухотрубчатом теплообменнике (рис. 6.23) нагревается газ. Начальная температура газа tн конечная – tк.
Рис. 6.23. Схема движения теплоносителей в кожухотрубчатом подогревателе
Подогреватель имеет поверхность теплообмена F. Трубы теплообменника имеют наружный диаметр dн при толщине стенки δ. Обогрев производится водяным насыщенным паром, имеющим избыточное давление Ризб Коэффициент теплоотдачи от пара к трубам 1, α коэффициент теплоотдачи от труб к газу – α2. Определить: 1) тепловую мощность подогревателя; 2) массовый расход потребляемого в теплообменнике греющего пара. Тепловую проводимость загрязнений на поверхностях стенок труб принять в соответствии с рекомендациями справочной литературы. Тепловыми потерями в окружающую среду пренебречь. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.45, по предпоследней цифре – из табл. 6.46.
Ризб = 500 кПа, dн = 25мм, α1 = 8,6 кВт/(м2⋅К), tк = 120ºС, материал труб – М (медь) F = 81м2, б = 1,5мм, α2 = 53 Вт/(м2⋅К), tн = 15ºС
Скачать решение задачи 23 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 25 (Калишук) Вертикальный кожухотрубчатый испаритель (рис. 6.25) используется для получения насыщенного пара органической жидкости под давлением P Теплообменник имеет кожух диаметром D и высоту стальных кипятильных труб H Испаряемая жидкость подается в трубное пространство испарителя при температуре насыщения. Обогрев производится греющим водяным паром влажностью .x Давление греющего пара выше давления пара кипящей жидкости на ΔР. Тепловая проводимость загрязнений поверхности стенки кипятильных труб со стороны греющего теплоносителя 1/r31 Термическое сопротивление загрязнений поверхности стенки со стороны кипящей жидкости rз2/ Наружный диаметр труб испарителя 25 мм, толщина их стенок 2 мм. Определить: 1) коэффициент теплопередачи в испарителе; 2) производительность (килограмм в секунду) испарителя по испаряемой жидкости; 3) массовый расход потребляемого в испарителе греющего пара. Поверхность теплообмена испарителя F взять из справочного приложения в соответствии с D и H Тепловыми потерями в окружающую среду пренебречь. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.49, по предпоследней цифре – из табл. 6.50.
Рис. 6.25. Схема движения теплоносителей в кожухотрубчатом испарителе: st – температура насыщения
Органическая жидкость – сероуглерод
D = 600мм, Р = 130 кПа, rэ2=18*105 м2*К/Вт,х = 5,5 % мас., Н = 3м; ΔР = 300 кПа; Материал труб: сталь 08Х18Н10Т
Скачать решение задачи 25 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 26 (Калишук) В выпарном аппарате многокорпусной выпарной установки непрерывного действия содержание растворенного вещества в водном растворе повышается от xн до xк.
Выпарной аппарат вертикальный с естественной циркуляцией раствора и кипением в зоне нагрева (рис. 6.26) имеет трубы высотой H. Давление вторичного пара над кипящим раствором в выпарном аппарате РW. Среднее объемное паросодержание раствора в трубах аппарата ε.
Определить:
1) температуру кипения раствора в аппарате;
2) соотношение массовых расходов исходного и упаренного растворов.
Расчетную плотность раствора приближенно принять равной его плотности при 40°C.
Рис. 6.26. Схема выпарного аппарата с естественной циркуляцией раствора и кипением в зоне нагрева
Вар 77 NaCl, xк = 0,24 кг/кг, Н = 5 м, РW = +80кПа, xн = 0,11кг/кг, ε = 0,6 м3/м3
Скачать решение задачи 26 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 28 (Калишук) Массовый расход водного раствора, получаемого в результате выпаривания в прямоточной двухкорпусной выпарной установке непрерывного действия (рис. 6.28), составляет Gк. Из сепаратора второго корпуса установки отводится Vw2 вторичного пара при давлении Pw2 Производительность второго корпуса по вторичному пару (килограмм в секунду) в n раз больше производительности первого корпуса. Массовая доля растворенного вещества в растворе на выходе из установки к.
Рис. 6.28. Схема движения потоков в двухкорпусной прямоточной выпарной установке.
Определить: 1) производительность установки по исходному раствору; 2) массовую долю растворенного вещества в растворах на выходе из первого корпуса и на входе в него. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.55, по предпоследней цифре – из табл. 6.56.
Gк = 2,5кг/с, Pw2 = 20 кПа, n = 1,09, Vw2 = 7,3*10-4 м3/ч, хк = 43*102 кг/кг
Скачать решение задачи 28 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 37 (Калишук) Молярный расход чистого растворителя (ЧР) в противоточном массообменном аппарате (абсорбере или десорбере, см. рис. 6.36) равен L, газа-носителя (ГН) – G. Рабочая линия аппарата при выражении составов фаз через относительные молярные доли (ОМД) распределяемого компонента (РК) представляет отрезок прямой, описываемой уравнением Y=YA+L/G(X-XA)
где Y и – текущая и максимальная ОМД РК в газовой фазе соответственно, кмоль/кмоль ГН; X и – текущая и максимальная ОМД РК в жидкой фазе соответственно, кмоль/кмоль ГН. Равновесие между фазами в аппарате определяется по зависимости Y*=m*X
где Y*– равновесная ОМД РК в газовой фазе, кмоль/кмоль ГН; m– коэффициент распределения вещества по фазам.
Рис. 6.36. Схемы противоточных массообменных аппаратов: а – абсорбера; б – десорбера
Минимальная ОМД РК в жидкой фазе XВ в Nраз меньше XА. Определить:
1) вид процесса в аппарате (абсорбция или десорбция);
2) среднюю движущую силу процесса по газовой и жидкой фазе, выраженную через ОМД РК. Выполнить XY-диаграмму с линиями равновесия и рабочей. Отобразить на диаграмме движущую силу в обеих фазах на их входе и выходе из аппарата. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.74, по предпоследней цифре – из табл. 6.75.
m = 94; L/G = 98 кмоль/кмоль, N = 6,5, YA=4,1*10-2 кмоль/кмоль ГН, XA=5,2*10-4 кмоль/кмоль ГН,
Скачать решение задачи 37 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 38 (Калишук) В тарельчатый абсорбер, орошаемый водой, подается воздушно-аммиачная смесь, содержащая yн аммиака (рис. 6.37). Процесс абсорбции в аппарате протекает при средних давлении P и температуре t. Степень извлечения аммиака из газовой смеси ϕ. В подаваемой в абсорбер воде аммиак отсутствует. Содержание аммиака в растворе, покидающем абсорбер, на A меньше равновесного
Рис. 6.37. К расчету числа тарелок в абсорбере для поглощения аммиака
Определить число тарелок абсорбера при их средней эффективности η Абсорбцию принять изотермической. Расчеты, необходимые для построения линии равновесия, выполнить, используя данные из справочного приложения.
yн=2,3*10-3 кмоль NH3/кмоль смеси, Р = 220 кПа, ϕ = 0,85. t = 27ºC, А = 26%,
Скачать решение задачи 38 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 39 (Калишук) В сечении А-А противоточного абсорбера (рис. 6.38) при давлении P и температуре t1 рабочее содержание абсорбата в газовой смеси в N раз выше равновесного и составляет y. Поглотителем в аппарате является вода. Определить: 1) во сколько раз изменится движущая сила процесса в фазах (уменьшится, увеличится) при изменении температуры в сечении А-А до t2; 2) не вызовет ли сдвиг равновесия, обусловленный изменением температуры в сечении А-А возникновения десорбции. При расчетах давление и рабочие составы фаз в сечении А-А принять неизменными.
Рис. 6.38. К расчету изменения движущей силы в абсорбере при изменении температуры
Хлор, t1 = 27ºC, y=2,1*10-2 кмоль/кмоль смеси, t1 = 19ºC, Р = 1,8 МПа, N = 1,57.
Скачать решение задачи 39 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 43 (Калишук) Расход абсорбата, переходящего в абсорбере из газовой фазы в жидкую, равен M. При этом абсолютная массовая доля абсорбата в газовой смеси снижается от yн до yк. Плотность газовой смеси, поступающей на очистку, при нормальных условиях составляет ρ0. При рабочих условиях плотность этой смеси в N раз больше.
Определить объемный расход газовой смеси, поступающей на очистку (при нормальных и рабочих условиях).
Вар 84 Абсорбат – сероводород, yн =18*10-3 кг/кг смеси, р0=1,25 кг/м3, М = 25*10-4 кмоль/с, yk=53*10-4 кг/кг смеси, N = 3,5
Скачать решение задачи 43 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 51 (Калишук) Газовая смесь, поступающая на очистку в тарельчатый абсорбер (рис. 6.48), имеет следующий состав: воздух – св, остальное – пар ацетона. Избыточное давление в абсорбере Ризб температура t. Для поглощения ацетона в абсорбер поступает чистая вода. В результате взаимодействия фаз на ситчатых тарелках аппарата из газовой смеси извлекается ϕ ацетона. Диаметр абсорбера D межтарельчатое расстояние в нем т.h Средняя эффективность тарелок составляет η. Коэффициент избытка поглотителя α. Массовая скорость газовой смеси на входе в абсорбер W.
Рис. 6.48. К расчету тарельчатого абсорбера для очистки газовой смеси от пара ацетона
Определить: 1) объемный расход газовой смеси, поступающей на очистку (расход привести к нормальным условиям); 2) объемный расход воды, подаваемой в абсорбер; 3) высоту тарельчатой части аппарата. Процесс абсорбции считать изотермическим. Условия равновесия между фазами определить с применением уравнения закона Рауля, пренебрегая летучестью воды. Плотности жидкой и газовой фаз принять равными плотности воды и воздуха при рабочих условиях. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.102, по предпоследней цифре – из табл. 6.103.
cн=992*10-3, Ризб=55 кПа, hт = 300 мм, n=42% , W = 1,3 кг/м2*с, t = 35ºC, ф=86%, D = 0,8м, α = 1,6
Скачать решение задачи 51 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 57 Уравнения верхней и нижней частей ректификационной колонны для разделения бинарной смеси
где yв и yн – молярная доля низкокипящего компонента (НК) в паровой фазе в верхней и нижней частях колонны соответственно; xв и xн – молярная доля НК в жидкой фазе в верхней и нижней частях колонны соответственно; A, B,C, E – коэффициенты, значения которых определяются содержанием НК в дистилляте, кубовом остатке, флегмовым числом и числом питания.
Определить:
1) молярную долю НК в исходной смеси и продуктах ее разделения;
2) соотношение молярных расходов дистиллята и кубового остатка.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.114, по предпоследней цифре – из табл. 6.115.
А=905*10-3, В=90*10-3, С=1070*10-3, E=30*10-4
Скачать решение задачи 57 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 61 (Калишук) В тарельчатую колонну атмосферной ректификационной установки непрерывного действия (рис. 6.57) подается бинарная смесь, которая содержит F x низкокипящего компонента (НК). Молярная доля НК в кубовом остатке xW в дистилляте – xD. В результате разделения получают GD дистиллята. Колонна работает при флегмовом числе R = 1,3Rmin + 0,3, где Rmin – минимальное флегмовое число. Расстояние между ее тарелками hn. Одной теоретической ступени взаимодействия фаз в среднем по колонне соответствует А действительных тарелок. Испаритель установки потребляет на β больше тепла, чем его выделяется при конденсации паров флегмы и дистиллята в дефлегматоре.
Определить:
1) производительность колонны (килограмм в час) по исходной смеси;
2) высоту тарельчатой части колонны;
3) объемный расход паров флегмы и дистиллята на выходе из колонны;
4) тепловую мощность испарителя установки.
Рис. 6.57. Схема непрерывно действующей ректификационной установки для разделения бинарной смеси: 1 – колонна; 2 – испаритель; 3 – дефлегматор; 4 – делитель флегмы
Выполнить x−y и t−x−y-диаграммы.
Исходные данные вар 77 Смесь: Бензол-уксусная кислота; xw=47*10-3 моль/моль, xD=934*10-3 моль/моль, А = 2,03 шт, xF=27*10-2 моль/моль, GD=0,39 кг/с, hT=500 мм, b=10%
Скачать решение задачи 61 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 67 (Калишук) Промышленный нутч-фильтр с плоской фильтровальной перегородкой диаметром D (рис. 5.58) используется для фильтрования водной суспензии с объемной долей твердой фазы c. Температура суспензии при этом t . В результате фильтрования получается однородный несжимаемый осадок, объемная доля твердой фазы в котором составляет ε. По окончании стадии фильтрования толщина слоя осадка на фильтровальной перегородке равна δ. Фильтровальная перегородка при фильтровании не забивается частицами осадка.
При испытаниях опытного фильтра с площадью фильтровальной перегородки F за промежуток времени τ1 получено V1 фильтрата, за промежуток времени τ2 – V2 фильтрата. Опытный фильтр работал при перепаде давлений в n раз меньше, чем промышленный. При этом в опытном фильтре использовались такие же, как пензии при проведении опытов составляла tо .
Определить:
1) объем суспензии, перерабатываемой в промышленном фильтре за один технологический цикл;
2) полное время (продолжительность) технологического цикла при условии, что время стадии фильтрования в нем составляет примерно α.
Продолжительность технологического цикла округлить с запасом до величины, кратной 5 мин.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.137, по предпоследней цифре – из табл. 5.138.
D = 0,65 м, t = 36ºC, б = 54мм, F = 1,5дм2, n = 1,7, а = 82%
С = 0,018 м3/м3, e=0,66, t1=120с, t2=360с, V1=200см2, V2=571см2, t0 = 25ºC
Скачать решение задачи 67 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 69 (Калишук) Производительность конвективной сушилки по влажному исходному материалу G1. Сушилка не имеет транспортных устройств для перемещения материала и работает по простому сушильному варианту под атмосферным давлением (рис. 6.65). Влажность материала (в расчете на его общую массу) в процессе сушки снижается от u1 до u2. При этом u2 выше значения гигроскопической влажности материала. В калорифер сушильной установки поступает воздух, имеющий температуру t0 и относительную влажностью ϕ0. Температура воздуха на входе в сушилку равна t1. Относительная влажность воздуха на выходе из сушилки ϕ2, а энтальпия – на ΔI ниже его энтальпии на выходе из калорифера. Удельные потери тепла в окружающую среду через ограждения сушилки составляют qпот. Температуры материала, поступающего в сушилку, и воздуха на входе в калорифер одинаковы.
Рис. 6.65. К определению параметров сушильной установки
Определить:
1) производительность сушилки по высушенному материалу;
2) массовый расход абсолютно сухого воздуха, подаваемого в сушилку;
3) тепловую мощность калорифера сушильной установки;
4) массовый расход воздуха на выходе из сушилки;
5) удельный расход тепла на подогрев материала.
Отобразить на I−x-диаграмме рабочие линии изменения параметров воздуха в калорифере и сушилке
Вар 84 G1 = 2,5 кг/с, u1 = 7 %мас., t0 = 15ºС, ϕ2 = 66%, u2 = 1,5%мас, ϕ0 = 90%, t1 = 130ºС, ΔI = 17 кДж/кг, qпот = 360 кДж/кг.
Скачать решение задачи 69 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 71 (Калишук) В конвективной сушилке непрерывного действия за сутки обрабатывается Gсут исходного материала, влажность которого при этом снижается от U1 до U2 (в расчете на массу абсолютно сухого). Сушилка прямоточная воздушная, работает по простому сушильному варианту под давлением, близким к атмосферному (рис. 6.67). Температура воздуха в сушилке уменьшается от t1 до t2. Его относительная влажность на входе в паровой калорифер сушильной установки составляет ϕ0, на выходе из сушилки 50%. Энтальпия воздуха на выходе из калорифера на ΔI1 больше энтальпии абсолютно сухого воздуха при температуре t2. Минимальная разность температур теплоносителей в калорифере (водяного пара влажностью 5% мас. и воздуха) равна Δtmin Конденсат пара из калорифера отводится при температуре насыщения.
Рис. 6.67. К определению параметров сушильной установки: 1 – паровой калорифер; 2 – сушилка; 3 – вытяжной вентилятор
Определить: 1) часовую производительность сушилки по высушенному материалу; 2) объемную производительность вытяжного вентилятора сушильной установки; 3) давление пара в калорифере и его расход; 4) температуру воздуха, поступающего в калорифер. На I-x-диаграмме отобразить рабочие линии нагрева воздуха в калорифере и изменения его параметров в сушилке. При расчетах не учитывать тепловые потери калорифера, а также падение температуры воздуха по пути его следования от сушилки к вытяжному вентилятору.
t1=130 C, Gсух=1,9*104 кг, U1=85*10-3 кг/кг, tmin=20°C, t2=52°C, ф0=60%, U2=22*10-3кг/кг, ΔI1=10 кДж/кг
Скачать решение задачи 71 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 73 (Калишук) Температура и влагосодержание топочных газов, поступающих из камеры смешения в прямоточную барабанную сушилку (рис. 6.69), составляют соответственно t1 и x1. В сушилке газы охлаждаются до температуры t2, а высушиваемый материал нагревается до температуры мокрого термометра (по варианту теоретической сушилки). Подаваемый в сушилку исходный влажный материал имеет влажность в расчете на общую массу u1 и температуру Θ1. Расход абсолютно сухого материала через сушилку G, его теплоемкость см. При сушке из материала удаляется A влаги. Удельные потери тепла в окружающую среду непосредственно из сушилки составляют qпот (в расчете на 1 кг испаряемой влаги). Средняя по длине барабана сушилки массовая скорость топочных газов должна составлять от 0,6 до 1,2 кг/(м2⋅с).
Определить:
1) часовую производительность сушилки по исходному влажному материалу;
2) диаметр барабана сушилки;
3) суточный расход природного газа, сжигаемого в топке сушильной установки.
Выполнить на I−x-диаграмме рабочую линию, характеризующую изменение параметров топочных газов сушилки.
Расчетный диаметр сушилки округлить до величины, кратной 0,2 м. При расчетах диаметра сушилки плотность влажных топочных газов принять равной плотности сухого воздуха. Тепловую мощность топки установки считать равной расходу тепла, вносимого топочными газами в сушилку. Теплотворная способность природного газа 33 МДж/м3.
Исходные данные
t1 = 510ºC, u1 = 0,126 кг/кг, Θ1 = 18 ºC, см = 1,44 кДж/кг*К, qпот = 210 кДж/кг, х1 = 0,031 кг/кг, t2 = 105ºC, G = 1,45 кг/с, А = 87%
Рис. 6.69. К расчету барабанной сушилки: 1 – топка; 2 – барабанная сушилка
Скачать решение задачи 73 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 74 (Калишук) Два параллельно установленных адсорбера работают попеременно, обеспечивая непрерывную очистку газовой смеси от паров бензина. Адсорберы вертикальные, цилиндрические, внутренний диаметр каждого из них D (рис. 6.70). Высота слоев адсорбента (активного угля) в адсорберах одинакова и равняется H. Насыпная плотность адсорбента составляет ρн, а динамическая активность по бензину 8% мас. После регенерации адсорбент имеет остаточную активность a0. Фиктивная скорость газовой смеси в адсорбере при проведении стадии адсорбции w. Массовая концентрация паров бензина в смеси, поступающей на очистку, с0.
Определить:
1) часовую производительность адсорбционной установки по газовой смеси;
2) максимально допустимое суммарное время на проведение всех стадий регенерации адсорбента (десорбции, сушки и охлаждения);
3) количество бензина, собираемого при регенерации адсорбента за один цикл работы установки.
При расчетах принять, что в очищенной газовой смеси содержание бензина пренебрежимо мало. Потери бензина при регенерации не учитывать.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.148, по предпоследней цифре – из табл. 6.149.
D = 2м, ρн = 285 кг/м3; w = 0,17 м/с, Н = 0,7м, a0 = 0,27%мас. с0=102*10-4 кг/м3
Скачать решение задачи 74 (Калишук) раздел 2, цена 200р
Задача 75 (Калишук) Двигатель мощностью N будет использован для привода мешалки. Угловая скорость вращения вала двигателя ω. Мешалкой предусмотрено перемешивать жидкую среду, плотность которой ρ, а вязкость μ. Перемешивание будет осуществляться в вертикальном цилиндрическом аппарате, диаметр которого приблизительно в ГD раз больше диаметра мешалки (рис. 5.66).
Окружная скорость мешалки должна быть примерно равной w. Номинальная мощность, потребляемая мешалкой, приблизительно в три раза меньше мощности двигателя. Диаметры мешалки, аппарата, его номинальный объем, угловая скорость мешалки принимаются из ряда соответствующих параметров по ГОСТ 20680.
Определить:
1) диаметр мешалки;
2) диаметр и номинальную емкость аппарата;
3) передаточное число редуктора;
4) номинальную мощность, которую будет потреблять мешалка.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.153, по предпоследней цифре – из табл. 5.154.
Рис. 5.66. Схема вертикального аппарата с мешалкой: 1 – аппарат (емкость); 2 – мешалка; 3 – вал мешалки; 4 – редуктор; 5 – электродвигатель
N = 3 кВт, p = 1200 кг/м3, w = 298 рад/с
Тип мешалки по ГОСТ 30680 тип 25, мПа*с, ГD = 3, w = 4м/с
Скачать решение задачи 75 (Калишук) раздел 2, цена 200р
