Теоретические основы гидравлики и теплотехники

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет)
Кафедра инженерной защиты окружающей среды
Г.К. Ивахнюк, З.В. Капитоненко, В.С. Семенов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ И ТЕПЛОТЕХНИКИ
Методические указания к выполнению контрольных работ
для студентов заочного обучения
Санкт-Петербург
2009

Стоимость выполнения контрольной работы уточняйте при заказе

Выполнены следующие варианты:

Вариант 01

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода.
Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.
Дано:
Бензол
ω=1,4 м/с
L=50 м
d=120 мм=0,12м
t=800С
P=0,4 Мпа=4∙105Па
d0=75мм=0,075м
n=8

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны 1 и 2, а вязкости 1 и 2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.
Дано:
V=35 м3/ч=0,00972 м3/с
L=300м
d=100 мм=0,1 м
H=18 м
t1=200С
t2=550С
r1=980 кг/м3
r2=920 кг/м3
1=2,6 Па∙с
m2=0,16 Па∙с

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.
Дано:
X=30 % масс.
tср=500С
tст=650С
W=0,8 м/с
N=196
L=2 м
Z=6
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м

Дата выполнения: 29/05/2012

Вариант 02

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в которм поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода.
Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.
Данные:
ацетон
W=2 м/с
L=80 м
d=75 мм=0,075м
t=400С
P=0,3 Мпа=3∙105Па
d0=55мм=0,055м
n=12 шт

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости m1 и m2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.
Данные:
V=45 м3/ч=0,013 м3/с
L=400 м
d=80 мм=0,08 м
H=20 м
t1=400С
t2=500С
r1=940 кг/м3
r2=860 кг/м3
m1=3,2 Па∙с
m2=0,20 Па∙с

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.
Данные:
X=50 % масс.
tср=800С
tст=900С
W=0,3 м/с
N=404
L=3 м
Z=4
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м

Дата выполнения: 14/05/2011

Вариант 03

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода. Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.

Дано:
Вода
ω=1,5 м/с
L=90 м
d=100 мм=0,1м
t=75С
P=0,15 МПа=1,5∙105Па
d0=80мм=0,08м
n=6
Найти:
h
∆p

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости м1 и м2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.
Дано:
V=40 м3/ч=0,0111 м3/с
L=450м
d=125 мм=0,125 м
H=10 м
t1=15С
t2=60С
r1=960 кг/м3
r2=870 кг/м3
м1=2,4 Па∙с
м2=0,12 Па∙с
Найти:
Экономическая целесообразность

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.

Дано:
X=40 % масс.
tср=60С
tст=75С
w=0,6 м/с
N=100
L=6 м
Z=2
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м
Найти:
∆p
α

Вариант 04

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода. Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.

Дано:
Бутанол
ω=2,3м/с
L=60 м
d=64 мм=0,064м
t=60С
P=0,2 МПа=2∙105Па
d0=50 мм=0,05 м
n=15
Найти:
h
∆p

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости м1 и м2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.
Дано:
V=50 м3/ч=0,0139 м3/с
L=350м
d=150 мм=0,15 м
H=25 м
t1=25С
t2=50С
r1=970 кг/м3
r2=890 кг/м3
м1=1,8 Па∙с
м2=0,10 Па∙с
Найти:
Экономическая целесообразность

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.

Дано:
X=25 % масс.
tср=75С
tст=95С
w=0,2 м/с
N=642
L=4 м
Z=6
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м
Найти:
∆p
α

Вариант 05

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода. Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.

Дано:
Октан
ω=1,8 м/с
L=48 м
d=82 мм=0,082м
t=30С
P=0,5 МПа=5∙105Па
d0=65 мм=0,065 м
n=9
Найти:
h
∆p
Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости м1 и м2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.

Дано:
V=28 м3/ч=0,0078 м3/с
L=280м
d=75 мм=0,075 м
H=20 м
t1=20С
t2=48С
r1=910 кг/м3
r2=830 кг/м3
м1=2,3 Па∙с
м2=0,14 Па∙с
Найти:
Экономическая целесообразность

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.

Дано:
X=10 % масс.
tср=55С
tст=80С
w=0,4 м/с
N=206
L=2 м
Z=4
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м
Найти:
∆p
α

Вариант 06

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода. Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.

Дано:
Гексан
ω=0,8 м/с
L=85 м
d=150 мм=0,15м
t=45С
P=0,3 МПа=3∙105Па
d0=112 мм=0,112 м
n=12
Найти:
h
∆p

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости м1 и м2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.

Дано:
V=32 м3/ч=0,009 м3/с
L=340м
d=82 мм=0,082 м
H=12 м
t1=18С
t2=40С
r1=980 кг/м3
r2=900 кг/м3
м1=2,7 Па∙с
м2=0,16 Па∙с
Найти:
Экономическая целесообразность

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.

Дано:
X=30 % масс.
tср=70С
tст=90С
w=1,2 м/с
N=56
L=3 м
Z=2
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м
Найти:
∆p
α

Вариант 07

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода.
Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.
Данные:
этанол
W=1,3 м/с
L=50 м
d=100 мм=0,1м
t=500С
P=0,4 Мпа=4∙105Па
d0=80мм=0,08м
n=7

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости m1 и m2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.
Данные:
V=42 м3/ч=0,0117 м3/с
L=420 м
d=100 мм=0,1 м
H=18 м
t1=140С
t2=500С
r1=950 кг/м3
r2=840 кг/м3
m1=3,0 Па∙с
m2=0,20 Па∙с

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.
Данные:
X=15 % масс.
tср=500С
tст=750С
W=0,8 м/с
N=384
L=2 м
Z=6
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м

Дата выполнения: 24/05/2011

Вариант 08

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода. Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.

Дано:
Метанол
ω=2,1м/с
L=75 м
d=80 мм=0,08м
t=40С
P=0,15 МПа=1,5∙105Па
d0=60 мм=0,060 м
n=10
Найти:
h
∆p

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости м1 и м2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.

Дано:
V=36 м3/ч=0,01 м3/с
L=300м
d=70 мм=0,07 м
H=22 м
t1=25С
t2=45С
r1=920 кг/м3
r2=860 кг/м3
м1=2,4 Па∙с
м2=0,14 Па∙с
Найти:
Экономическая целесообразность

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.

Дано:
X=35 % масс.
tср=40С
tст=55С
w=0,5 м/с
N=442
L=4 м
Z=2
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м
Найти:
∆p
α

Вариант 09

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода. Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.

Дано:
Толуол
ω=1,5м/с
L=95 м
d=120 мм=0,12м
t=60С
P=0,2 МПа=2,0∙105Па
d0=100 мм=0,10 м
n=14
Найти:
h
∆p

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости м1 и м2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.
Дано:
V=48 м3/ч=0,0133 м3/с
L=450м
d=125 мм=0,125 м
H=28 м
t1=16С
t2=60С
r1=960 кг/м3
r2=890 кг/м3
м1=2,8 Па∙с
м2=0,18 Па∙с
Найти:
Экономическая целесообразность

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.

Дано:
X=45 % масс.
tср=60С
tст=80С
w=0,1 м/с
N=986
L=6 м
Z=4
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м
Найти:
∆p
α

Вариант 10

Задача 1
По горизонтальному трубопроводу из емкости с атмосферным давлением в реактор, в котором поддерживается давление P, перемещается жидкость. Средняя скорость жидкости W, температура t. Трубопровод стальной, имеет незначительную коррозию, его длина L, внутренний диаметр d. На трубопроводе установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0, вентиль, задвижка и имеется n плавных поворотов на 900 с относительным радиусом поворота R0/d=3.
Определить разность уровней жидкости в ртутном дифманометре, присоединенном к диафрагме, и общее гидравлическое сопротивление трубопровода. Представить схему измерения расхода с помощью диафрагмы.
Дано:
Бензол
ω=1,0 м/с
L=75 м
d=90 мм=0,09м
t=60С
P=0,2 МПа=2∙105Па
d0=60 мм=0,06 м
n=10
Найти:
h
∆p

Задача 2
Определить экономическую целесообразность нагревания высоковязкой жидкости от t1 до t2 при ее перемещении по трубопроводу длиной L, включающей эквивалентную длину местных сопротивлений. Внутренний диаметр трубопровода d. Высота подачи жидкости H. КПД насосной установки составляет 0,7. Объемный расход жидкости равен V, ее плотности при температурах t1 и t2 равны p1 и p2, а вязкости м1 и м2 соответственно.
Жидкость нагревается водяным насыщенным паром с абсолютным давлением 2 атм. Принять стоимость пара 15 рублей за 1 тонну, а стоимость электроэнергии 50 коп. за 1 кВт∙ч.

Дано:
V=25 м3/ч=0,0069 м3/с
L=350м
d=68 мм=0,068 м
H=15 м
t1=25С
t2=45С
r1=920 кг/м3
r2=840 кг/м3
м1=2,0 Па∙с
м2=0,10 Па∙с
Найти:
Экономическая целесообразность

Задача 3
В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается раствор гидроксида натрия. Массовая доля NaOH в растворе составляет X Средняя температура раствора в трубном пространстве равна tср. Температура поверхности стенки со стороны раствора равна tст. Скорость движения раствора в трубах составляет W. Внутренний диаметр труб d=21 мм, общее число труб N, их длина L. Внутренний диаметр штуцеров равен 200 мм. Теплообменник имеет число ходов Z.
Определить гидравлическое сопротивление трубного пространства и коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору гидроксида натрия.

Дано:
X=20 % масс.
tср=60С
tст=80С
w=0,5 м/с
N=240
L=4 м
Z=2
d=21 мм=0,021 м
D=200 мм=0,2 м
Найти:
∆p
α

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет)
Кафедра инженерной защиты окружающей среды
Г.К. Ивахнюк, З.В. Капитоненко, В.С. Семенов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ И ТЕПЛОТЕХНИКИ
Методические указания к выполнению курсового проекта
для студентов заочного обучения
Санкт-Петербург
2009

Стоимость выполнения курсового проекта уточняйте при заказе

Готовы следующие варианты:

Задание 1, вариант 01

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: хлороформ-бензол
(G_F ) ̅=2,5 кг/с
Р=0,1МПа=1∙105Па
Н=8 м
xF=30% мол.
t1=10С
t2=70С
d=80мм
L1=200м
L2=5м

Задание 1, вариант 03

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.
Исходные данные:
Исходная смесь: сероуглерод-тетрахлорид углерода
(G_F )=2кг/с
Р=0,1МПа=1∙105Па
Н=12м
xF=40% мол.
t1=25С
t2=59С
d=64мм
L1=140м
L2=12м
Содержание работы:
1. Введение 4
2. Технологическая схема и ее описание 5
3. Основные свойства рабочих сред 6
4. Расчетная часть 7
4.1. Исходные данные: 7
4.2. Расчет подогревателя исходной смеси 7
4.3. Расчет центробежного насоса 13
5. Заключение 17
6. Список использованной литературы 18

Дата выполнения: 16/05/2011

Задание 1, вариант 04

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: ацетон-вода
(G_F ) ̅=4 кг/с
Р=0,2МПа=2
∙105Па
Н=6 м xF=50% мол.
t1=10С
t2=60С
d=75мм
L1=180м
L2=8м

Задание 1, вариант 05

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: бензол – уксусная кислота
(G_F ) ̅=3,5 кг/с
Р=0,3МПа=3,0∙105Па
Н=8 м
xF=40% мол.
t1=15С
t2=90С
d=59мм
L1=125м
L2=6м

Задание 1, вариант 06

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: вода – уксусная кислота
(G_F ) ̅=1,5 кг/с
Р=0,4МПа=4,0∙105Па
Н=12 м
xF=20% мол.
t1=20С
t2=110С
d=62 мм
L1=160 м
L2=7 м

Задание 1, вариант 08

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: хлороформ-бензол
(G_F ) ̅=3,0 кг/с
Р=0,1МПа=1∙105Па
Н=10 м
xF=15% мол.
t1=25С
t2=79С
d=81мм
L1=180м
L2=16м

Задание 2, вариант 03

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2.
Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3.
После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L.
Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха.
Представить схему установки и выполнить чертеж циклона.

Исходные данные:
V=0,7м^3/с
t_1=200℃
t_2=35℃
d=300 мм
l_1=180 м
l_2=15 м
n_1=3 шт
n_2=8 шт
m=0,5
D=1,2 м
H=12 м
L=5,0 м

Задание 2, вариант 06

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2.
Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3.
После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L.
Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха.
Представить схему установки и выполнить чертеж циклона.

Исходные данные:
V=0,5м^3/с
t_1=120℃
t_2=28℃
d=225 мм
l_1=140 м
l_2=20 м
n_1=2 шт
n_2=6 шт
m=0,6
D=0,8 м
H=11 м
L=2,5 м

Задание 2, вариант 07

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2. Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3. После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L. Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха. Представить схему установки и выполнить чертеж циклона. Исходные данные:
V=0,8м^3/с t_1=200℃
t_2=40℃
d=350 мм
l_1=180 м
l_2=45 м
n_1=5 шт
n_2=12 шт
m=0,4
D=1,0 м
H=15 м
L=4,0 м

Задание 2, вариант 08

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2.
Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3.
После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L.
Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха.
Представить схему установки и выполнить чертеж циклона.

Исходные данные:
V=1,4 м^3/с
t_1=150℃
t_2=35℃
d=425 мм
l_1=220 м
l_2=30 м
n_1=3 шт
n_2=8 шт
m=0,6
D=1,8 м
H=8 м
L=10 м

Задание 2, вариант 09

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2.
Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3.
После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L.
Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха.
Представить схему установки и выполнить чертеж циклона.

  Исходные данные:
V=0,9м^3/с
t_1=220℃
t_2=30℃
d=375 мм
l_1=120 м
l_2=25 м
n_1=4 шт
n_2=10 шт
m=0,3
D=1,4 м
H=12 м
L=6,0 м

Задание 3, вариант 07

Задание на курсовой проект
Выполнить проект однокорпусной выпарной установки для концентрирования водного раствора. Производительность по исходному раствору G_н. Раствор упаривается от концентрации X_н до Х_к. Давление греющего пара Р, давление в барометрическом конденсаторе Р_о. Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к кипящему раствору равен К. Исходный раствор перед подачей в выпарной аппарат подогревается греющим паром в кожухотрубчатом теплообменнике от температуры t_н до температуры кипения.
Рассчитать поверхности нагрева выпарного аппарата и теплообменника для подогрева разбавленного раствора. Выполнить расчет барометрического конденсатора. Представить схему однокорпусной вакуум - выпарной установки и выполнить чертеж выпарного аппарата.
Исходные данные:
Исходное вещество: NaNO_3
G_н=4,5кг/с
X_н=10% масс.
Х_к=30% масс.
Р=0,25 МПа
Р_о=0,03 МПа
К=800Вт/м2∙К
tн=250С
Содержание работы:
1. Введение 3
2. Технологическая схема и ее описание 5
3. Расчетная часть 6
3.1. Исходные данные: 6
3.2. Расчет поверхности нагрева выпарного аппарата 6
3.2.1. Выбор конструкционного материала 6
3.2.2. Материальный баланс процесса выпаривания 6
3.2.3. Определение температур и давлений в выпарном аппарате 7
3.2.4. Определение тепловой нагрузки аппарата 8
3.2.5. Определение площади поверхности нагрева 9
3.3. Расчет поверхности нагрева теплообменника для подогрева разбавленного раствора 10
3.4. Расчет барометрического конденсатора 13
3.4.1. Расход охлаждающей воды 13
3.4.2. Диаметр барометрического конденсатора 14
3.4.3. Высота барометрической трубы 14
4. Заключение 16
5. Список использованной литературы 17

Дата выполнения: 21/05/2011

Задание 3, вариант 09

Задание на курсовой проект
Выполнить проект однокорпусной выпарной установки для концентрирования водного раствора. Производительность по исходному раствору G_н. Раствор упаривается от концентрации X_н до Х_к. Давление греющего пара Р, давление в барометрическом конденсаторе Р_о. Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к кипящему раствору равен К. Исходный раствор перед подачей в выпарной аппарат подогревается греющим паром в кожухотрубчатом теплообменнике от температуры t_н до температуры кипения.
Рассчитать поверхности нагрева выпарного аппарата и теплообменника для подогрева разбавленного раствора. Выполнить расчет барометрического конденсатора. Представить схему однокорпусной вакуум - выпарной установки и выполнить чертеж выпарного аппарата.

Исходные данные:
Исходное вещество: NaOH
G_н=5,0кг/с
X_н=15% масс.
Х_к=35% масс.
Р=0,5 МПа
Р_о=0,03 МПа
К=950Вт/(м2∙К)
t_н=15С