Egzamin z Inżynierii - poprawkowy 2005.03.03.

Zestaw l.

1. Zbiornik o pojemności V=36 m⁵ 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. jeteli wartość oporów miejscowych przewodu łączącego zbiornik z siecią jest równa Zę-3,3.

Obliczyć prędkość powietrza potrzebną do zapoczątkowania wytwarzania złoża ' 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^J. i\ Wysokość złoża nieruchomego wynosi 45 cm. Jaki będzie opór hydrauliczny złoża.

.    fil W nrasie 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 _N uzyskano stale Rutha: K“2-10'⁵m⁶/s. 00,08 m*.

4. ty dwóch komorach chłodniczych utrzymywana jest taka sama temperatura. Ściany

i

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/(m²-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’-K). Współczynnik wnikania ciepła na zewnętrznych ściana ch obu komór jest taki sam i wynosi 22 W/(m^ł,K). Oblicz stosunek gęstości strumieni ciepła przenikających w ^ , obu przypadkach.

JSpDo wyparki pracującej pod ciśnieniem 100 hPa doprowadzana jest para grzejna w ilości 5000 kg/h o ciśnieniu 150 kPa. Q ile wzrośmc_yQ'dajnojćj_!yypsrki i zapotrzebowanie na xparę grzejną, jeżeli stopień zagęszczenia surowca wynosi 5, a ciśnienie pary grzejnej i wyrośnie do 300 kPa. Przyjąć właściwe zużycie paty grzejnej 1.2 ke/kg. roztwór I 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 <p"70%, temperatura powietrza po podgrzewaczu 90°C. Właściwe zużycie powietrza w suszarce wynosi 70 kg p.s./kg wody, ciepło 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 kJ/Kg. inrttyC

KM?

f

i

Zestaw 2. 1

r,

3.

5.

Egzamin z Inżynierii - poprawkowy ygN 2005.03.03.

Zbiornik zasilający połączony jest z nalewarką przewodem o długości 2,5 m.iśredi m l-0,05 m. Poziom loku w zbiorniku jest utrzymywany na stałym poziomie 5, m.; f....    .....'

wypływu. Sok o gęstości 1050 kg/m i lepkości 1,08-10 Pa-s spływa grawii

nalewarki, której wydajność powinna wynosić 80 i/min. Obliczyć jakie ciśnienie powtńno panować w zbiorniku nalewarki.

Filtrowano wodną zawiesinę w czasie 0,75 h. Po-czy^rzemywano osad przeciwprądówo z .

n R Hm^/mrn TrtUrt tusrtneri cłaUS PnlKa V im/flra

szybkością 0,8 dm^J/min. Jakie lyąności stałej Rutha K uzyska sip.fRy;^mini^iu^j^na^ix^,{ przegrody oraz przy uwzględnieniu oporu wiedząc, że stała C przyjmuje wówczas wartbśSr:⁵'" “ 40,5 dm^J.    £dgfci** : ■

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

Podczas mieszania z częstością 30 s*¹ moc mieszania wyniosła 0,9 kW. Obliczyć średnicę-’

ialca należy dostarczyć *hv rachować'

6.

■roj >

51

mieszadła, jego częstość obrotową oraz moc jaką należy dostarczyć aby zachować .ten ii przepływ w mieszalniku geometrycznie podobnym o objętości 120 dnr.t^Z W wymienniku plaszczowo-mrouym ogrzewa się zawiesinę wodną w ilości 3600 J temperatury 95°C parą wodną o lemperaturze 105°C. Strumień masowy pary/y kg/s. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 950 W/(m^1-K), ciepło właść 2,2 kJ/(kg-K). Oblicz jaka będzie powierzchnia wymiany ciepła przeprowadzenia tego procesu przy braku strat ciepła i przy założeniu, że wynoszą 5% ciepła dostarczonego.

Obliczyć sprawność zamrażarki fluidyzacyjnej o wydajności 4,5 t/h wykorzysty zamrażania truskawek od temperatury początkowej +15°C do średniej t< końcowej -20°C wiedząc, ic czynnik chłodniczy w parowniku oprócz ciepła < od zamrażanego produktu dodatkowo odebrał 80 kW energii cieplnej. Ponadto .określić-;_r:,, średnią temperaturę powietrza mrożącego, jeżeli zamrażanie truskawek odbywa się^as ^ ' ’ średnią efektywną szybkością zamrażania 8 cnVh. Przyjąć średnicę truskawki 30 mm. 'i,

W suszarce o wydajności 400 kg/ h suszy się materiał od zawartości wody 1,22 dó$;091 wody/g/s.s. Wskazanie psychrometru dla powietrza otaczająccgo.wynosi;23°C.ij2.$Gf podgrzewaczu temperatura powietrza wzrasta do 80°C i na wyjściu zsuśzai^i óbr' do 45°C. Straty ciepła w komorze suszenia stanowią 15% ciepła dostarczonego. O zużycie powietrza i pary grzejnej o ciśnieniu 270 kPa i stopniu suchości X“0j96. ./

Kolumna do rozdzielania alkoholu etylowego i wody pracuje ze stopniem deflegmacji 4.,

Destylat zawiera 95% masowych składnika bardziej lotnego. Obliczyć zawartość; tdkohókiij;    \

w procentach masowych w cieczy wrzącej na półce położonej pod-pótli^'-ziińiahi^ji^i^:^V: para opuszczająca półkę zasilania zawiera 61,61% molowych alkoholu.    ' '

■ JimS: *

św*

Ntt»