Процессы и аппараты

Министерство культуры РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения
Кафедра общей химической технологии и промышленной экологии
Процессы и аппараты химической технологии
Методические указания к выполнению контрольных работ и курсового проекта
для студентов заочного обучения
специальности 250700 "Химическая технология кинофотоматериалов и магнитных носителей"
Санкт-Петербург
2002

Стоимость выполнения контрольной работы 1, 2 по процессам и аппаратам на заказ составляет ...руб.
Стоимость готового варианта составляет ... руб
Готовы следующие варианты:

Вариант 0

Контрольная работа 1
Задача 2
Манометр на трубопроводе, заполненном жидкостью, показывает давление 0,18 кгс/см2. На какую высоту над точкой присоединения манометра поднимается в открытом пьезометре жидкость, находящаяся в трубопроводе, если эта жидкость: а) вода, б) четыреххлористый углерод?
Задача 15
По горизонтальному трубопроводу с внутренним диаметром 200 мм протекает минеральное масло относительной плотностью 0,9. В трубопроводе установлена диафрагма с острыми краями (коэффициент расхода 0,61). Диаметра отверстия диафрагмы 76 мм. Ртутный дифманометр, присоединенный к диафрагме, показывает разность уровней 102 мм. Определить скорость масла в трубопроводе и расход его.
Задача 30
20 т/ч хлорбензола при 45 С перекачиваются насосом из реактора в напорный бак. В реакторе над жидкостью поддерживается разряжение 200 мм рт. ст., в напорном баке атмосферное давление.
Задача 43
Определить к.п.д. насосной установки. Насос подает 380 л/мин мазута относительной плотностью 0,9. Полный напор 30,8 м. Потребляемая двигателем мощность 2,5 кВт.
Задача 50
При испытании центробежного вентилятора 1440 об/мин получены следующие данные:...
Сколько воздуха будет подавать вентилятор при работе на некоторую сеть (с той же частотой вращения, что и при испытании), у которой при расходе 13500 м3/ч составляет 167 Па, а Рдоп = 128 Па?
Задача 59
Бак диаметром 900 мм и высотой 1100 мм, снабженный мешалкой, заполнен на 3/4 цилиндровым маслом. Какой мощности надо установить электродвигатель для трехлопастной пропеллерной мешалки с частотой вращения 180 об/мин?

Контрольная работа 2
Задача 1
Как изменится величина коэффициента теплопередачи в теплообменном аппарате, выполненном из стальных труб толщиной 3 мм, если на поверхности труб отложится слой накипи(водяного камня) толщиной 2 мм: а) в водяном холодильнике для газа, б) в выпарном аппарате?
Задача 12
Воздух атмосферного давления нагревается насыщенным водяным паром в кожухотрубчатом конденсаторе с трубками диаметром 25*2 мм. Средняя температура воздуха 60 С. Сравнить коэффициенты теплопередачи для двух случаев: 1) воздух проходит по трубам со скоростью 10 м/с, греющий пар конденсируется в межтрубном пространстве; 2) воздух проходит по межтрубному пространству, снабженному поперечными перегородками. Скорость воздуха в вырезе перегородки (в самом узком сечении пучка труб) 10 м/с, греющий пар конденсируется в трубах. Принять коэффициент теплопередачи пара 11600 т/м2*К.
Задача 21
Сопоставить удельный расход воздуха и теплоты в сушилке для летнего и зимнего времени (в условиях Санкт-Петербурга), если в обоих случаях воздух, уходящий из сушилки, будет иметь t2 = 40C. Сушилка теоретическая, нормальный сушильный вариант.
Задача 35
Определить расход воздуха, расход греющего пара и требуемое его давление для противоточной воздушной сушилки, работающей по нормальному сушильному варианту. Производительность сушилки 600 кг/ч влажного материала, начальная влажность которого 50% (считая на общую массу), а конечная 9%. Воздух, поступающий в калорифер, имеет t0 = 40C. Воздух, выходящий из сушилки, имеет t2 = 50C. Температуру греющего пара выбрать. Влажность греющего пара 6%.
Задача 47
В ректификационной колонне непрерывного действия разгоняется 5000 кг/ч смеси метиловый спирт - вода. Массовая концентрация метилового спирта в питании 20%, в верхнем продукте 90%. Коэффициент избытка флегмы 1,8. Расход воды на флегматор 40 м3/ч, вода в нем нагревается от 20 до 40 С. Определить количество метилового спирта, уходящего с кубовым остатком.

Дата выполнения: 05/12/2011

Вариант 1

Контрольная работа 1
Задача 3
По трубопроводу с внутреннем диаметром 100 мм подается двуокись углерода под давлением 2 ruc/cv2 (по манометру) при средней температуре 75 С с массовой скоростью 30 кг/м2*с. Шероховатость трубы е = 0,7 мм. Определить гидравлическое сопротивление горизонтального трубопровода при длине его 90 м и при наличии четырех колен под углом 90 и задвижки. Определить также мощность, потребляемую газодувкой для перемещения двуокиси углерода, если к.п.д. составляет 50%.
Задача 7
Определить плотность углекислого газа при t = 85C и Ризб = 2 кгс/см2. Атмосферное давление 760 мм рт. ст.
Задача 14
Холодильник состоит из 19 труб диаметром 20*2 мм. В трубное пространство холодильника поступает вода по трубопроводу диаметром 57*3,5 мм. Скорость воды в трубопроводе 1,4 м/с. Вода идет снизу вверх. Определить скорость воды в трубах холодильника.
Задача 28
В напорный бак с площадью поперечного сечения 3 м2 вытекает вода. В дне бака имеется отверстие. При установившемся течении расход через отверстие равен притоку и уровень воды устанавливается на высоте 1 м. Если прекратить приток воды, уровень воды будет понижаться и через 100 с бак опорожниться. Определить приток воды в бак.
Задача 46
Центробежный насос для перекачки воды имеет следующие паспортные данные: Q = 56 м3/ч, Н - 452 м, N = 10,9 кВт при 1140 об/мин. Определить: 1) к.п.д. насоса, 2) производительность его, развиваемый напор и потребляемую мощность при n = 1450 об/мин, считая, что к.п.д. остался неизменным.
Задача 55
Определить диаметр частиц свинцового блеска угловатой формы, осаждающихся со скоростью 0,25 м/с в воде при температуре 15 С. Плотность свинцового блеска 7500 кг/м3.

Контрольная работа 2
Задача 2
Горячий концентрированный раствор, выходящий из выпарного аппарата с температурой 106 С, используется для подогрева до 50 С холодного разбавленного раствора, поступающего на выпарку с температурой 15 С. Концентрированный раствор охлаждается до 60 С. Определить среднюю разность температур для прямоточной и противоточной схем.
Задача 19
Метиловый спирт (100%) нагревается в трубном пространстве одноходового кожухотрубчатого теплообменника от 15 до 40 С. Противотоком в межтрубчатом пространстве течет вода, которая охлаждается от 90 до 40 С. Теплообменник с кожухом 400 мм состоит из 111 стальных труб диаметром 25*2 мм. Скорость метилового спирта в трубах 0,75 м/с. Коэффициент теплоотдачи для воды 840 Вт/м2.*К, суммарная тепловая проводимость стенки и обоих загрязнений стенки 1700 Вт/м2*К, средняя температура поверхности загрязнения, соприкасающейся со спиртом, 38 С. Определить требуемую площадь поверхности теплообмена.
Задача 31
В сушилке производительностью 500 кг/с (по абсолютно сухому продукту) высушивается материал от 42 до 9 % влажности (на абсолютно сухое вещество). Температура воздуха, поступающего в калорифер, 20 С, а его точка росы 8 С. Процесс сушки в теоретической сушилке шел бы при 125 кДж/кг. Температура воздуха на выходе из сушилки 45 С. Нормальный сушильный вариант. Определить расход греющего пара и поверхность нагрева калорифера, если давление (абсолютное) греющего пара 2 кгс/см2 и влажность 5%, а коэффициент теплопередачи К = 32 Вт/м2*К. Сумма всех потерь теплоты составляет 15% от расхода теплоты в теоретической сушилке.
Задача 33
Найти температуру и влагосодержание воздуха, уходящего из теоретической сушилки, если средний потенциал сушилки 41 С. Воздух поступает в калорифер при 15 С, φ = 70%. Энтальпия воздуха, поступающего из калорифера в сушилку 144,2 кДж/кг. Определить также температуру влажного материала (в первом периоде сушки).
Задача 46
В ректификационную колонну поступает 5000 кг/ч смеси, состоящей из 29%(масс) метилового спирта и 7%(масс) воды. Уравнение рабочей линии верхней (укрепляющей) части колонны у = 0,73х + 0,15. Кубового остатка получается 3800 кг/ч. Определить: а) массовый процент метилового спирта в кубовом остатке; б) количество пара (в кг/ч), поступающего из колонны в дефлегматор; в) расход воды в дефлегматоре, если она нагревается в нем на 12 К.

Дата выполнения: 06/11/2013

Вариант 2

Контрольная работа 1
Задача 1
Масса воды при 20 С равна 20 кг. Рассчитать ее вес в системе СИ и в системе МКГСС

Задача 25
В теплообменнике типа "труба в трубе", состоящем из 2 концентрических труб (внутренний диаметр 44,5*3,5 мм и наружный диаметр 89*5 мм), охлаждается от 70 до 30 С толуол в количестве 1900 кг/ч. Толуол проходит по кольцевому пространству между наружной и внутренней трубой; по внутренней трубе протекает охлаждающая вода, нагревающаяся от 14 до 21 С. Определить потерю давления на трение на 1 м длины трубы для толуола и для воды, принимая, что стальные трубы имеют незначительную коррозию. Средняя температура стенки внутренней трубы 25 С.
Задача 31
По водопроводной трубе проходит 10 м3/ч воды. Сколько воды в 1 ч пропустит труба удвоенного диаметра при той же потере напора на трение? Коэффициент трения считать постоянным. Течение турбулентное.
Задача 41
Насос перекачивает 30%-ную серную кислоту. Показание манометра на нагревательном трубопроводе 1,8 кгс/см2, показание вакуумметра (разряжение) на всасывающем трубопроводе перед насосом 29 мм рт. ст. Манометр присоединен на 0,5 м выше вакуумметра. Всасывающий и нагревательный трубопроводы одинакового диаметра. Какой напор развивает насос?
Задача 48
Центробежный вентилятор, делающий 960 об/мин, подает 3200 м3/ч воздуха, потребляя при этом 0,8 кВт. Давление (избыточное), создаваемое вентилятором, 44 мм вод. ст. Каковы будут у этого вентилятора подача, давление и затрачиваемая мощность при n = 1250 об/мин? Определить также к.п.д. вентилятора.
Задача 52
Найти соотношение диаметров чстиц свинцового блеска (ρ = 7800 кг/м3) и кварца (ρ = 2600 кг/м3), осаждающихся с одинаковой скоростью: а) в воздухе; б) в воде, считая, что осаждение происходит при Rу меньше 0,2.

Контрольная работа 2
Задача 3
В многоходовом кожухотрубчатом теплообменнике, имеющем 4 хода в трубном пространстве и один ход в межтрубном, толуол охлаждается водой от 106 до 30 С. Вода, проходящая по трубам, нагревается от 11 до 24 С. Определить среднюю разность температур в теплообменнике.
Задача 20
По змеевику проходит 1,5 т/ч толуола, охлаждающегося от 90 до 30 С. Охлаждение (противотоком) производится водой, нагревающейся от 15 до 40 С. Труба змеевика стальная, диаметром 57*3,5 мм. Диаметр витка 0,4 м. Определить необходимую длину змеевика и расход воды. Термическое сопротивление стенки и ее загрязнений принять равным 0,0007(м2*К)/Вт, а отношение Rч/Rчст для толуола - равным 0,75.
Задача 23
Воздух перед поступлением в сушилку подогревается в калорифере до 113 С. При выходе из сушилки температура воздуха 60 С. Определить точку росы воздуха, поступающего в калорифер. Процесс сушки идет по линии I = const.
Задача 36
В термическую сушилку, работающею с промежуточным (ступенчатым) подогревом воздуха, поступает 1800 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 39%. Конечная влажность 8% (считая на общую массу). Воздух на выходе из сушилки имеет температуру 45 С. Температура атмосферного воздуха 20 С. Всего в сушильной установке три калорифера, в каждом из которых воздух нагревается до 70 С. После каждого калорифера воздух в сушилке насыщается водяным паром до 0,7. Определить расход сухого воздуха и греющего пара. Давление греющего пара 3 кгс/см2, влажность его 5%. Дать схему процесса на диаграмме Рамзина.
Задача 45
В ректификационной колонне непрерывного действия разгоняется под атмосферным давлением 340 кмоль/ч смеси вода - уксусная кислота. Ордината точки пересечения рабочих линий 0,48. Уравнение рабочей линии верхней части колонны у = 0,84х + 0,15. Количество пара, поступающего в дефлегматор, 550 кмоль/ч. Определить количество кубового остатка(в кг/ч) и массовую концентрацию уксусной кислоты в нем.

Дата выполнения: 21/11/2011

Вариант 3

Контрольная работа 1
Задача 5
Определить местную скорость по оси трубопровода диаметром 57*305 мм при протекании по нему уксусной кислоты в количестве 200 л/ч при 38 С.
Задача 17
На трубопроводе диаметром 160*5 мм установлен расходомер "труба Вентури", внутренний диаметр узкой части которой равен 60 мм. По трубопроводу проходит этан под атмосферным давлением при 25 С. Показание водяного дифманометра трубы Вентури 32 мм. Определить массовый расход этана, проходящего по трубопроводу (с кг/г), приняв коэффициент расхода 0,97.
Задача 24
Определить потерю давления на трение при протекании воды по латунной трубе диаметром 19*2 м, длиной 10 м. Скорость воды 2 м/с. Температура 55 С. Принять шероховатость трубы 0,005 мм.
Задача 35
По прямому воздуховоду прямоугольного сечения 400*600 мм, сделанному из кровельной стали, надо подавать 14400 кг/ч воздуха при 27 С и атмосферном давлении. Длина воздухопровода 60 м. Найти требуемую мощность электродвигателя, если его к.п.д. 0,96, а к.п.д. вентилятора 0,4.
Задача 45
Поршневой насос двойного действия наполняет бак диаметром 3 м и высотой 2,6 м за 26,5 мин. Диаметр плунжера насоса 180 мм, диаметр штока 50 мм, радиус кривошипа 145 мм. Частота вращения 55 об/мин. Определить коэффициент подачи насоса.
Задача 56
Во сколько раз быстрее произойдет осаждение одних и тех же частиц в центрифуге, чем в отстойнике, если барабан центрифуги имеет D 1 м и n = 600 об/мин? Режим осаждения в обоих случаях ламинарный.

Контрольная работа 2
Задача 4
1930 кг/ч бутилового спирта необходимо охладить от 90 до 50 С в противоточном теплообменнике поверхностью 6 м2. Охлаждение производится водой с начальной температурой 18 С. Коэффициент теплопередачи в теплообменнике 230 Вт/м2*К. Сколько кубических метров воды в 1 ч надо пропустить через теплообменник?
Задача 13
Определить коэффициент теплоотдачи для 98%-ной серной кислоты, проходящей по кольцевому пространству горизонтального теплообменника типа "труба в трубе" со скоростью 0,9 м/с. Средняя температура кислоты 72 С, средняя температура стенки 58 С. Наружная труба теплообменника имеет диаметр 54*4,5 мм, внутренняя - 26*3 мм.>
Задача 22
Какое количество влаги удаляется из материала в сушилке, если воздух поступает в сушилку в количестве 200 кг/ч (считая на абсолютно сухой воздух) с t1 = 95 С, а уходит из сушилки с t2 = 50С? Определить также удельный расход воздуха.
Задача 28
Определить поверхность нагрева вальцевой вакуум-сушилки производительностью 200 кг/ч (по высушенному материалу). Начальная влажность 50%, конечная 5% (считая на общую массу). Коэффициент теплопередачи 350 т/м2*К; температура сушки 60С; удельная теплоемкость сухого материала 1,26*10(3) Дж/кг*К; начальная температура материала 20 С, давление греющего пара 1,5 кгс/см2. Потери теплоты составляют 10% от общего количества теплоты, отдаваемого греющим паром.
Задача 44
Колонна непрерывного действия перерабатывает смесь бензола и хлороформа. При ректификации получается дистиллят, содержащий 95%(масс) легколетучего компонента. Питающая жидкость содержит 40% этого компонента. Найти тангенс угла наклона рабочей линии верхней части колонны, если известно, что рабочее число флегмы в 2 раза больше минимального.

Дата выполнения: 25/11/2011

Вариант 4

Контрольная работа 1
Задача 6
86%-ный раствор глицерина опускается из напорного бака в аппарат по трубе диаметром 29*2 мм. Разность уровней раствора 10м. Общая длина трубопровода 110 м. Определить расход раствора, если относительная плотность его 1,23, а динамический коэффициент вязкости 97 сП. Местными сопротивлениями пренебречь. Режим течения принять ламинарным (с последующей проверкой). Уровень раствора в баке считать постоянным.
Задача 12
Разряжение в осушительной башне сернокислого завода измеряется U - образным тягометром, наполненным серной кислотой плотностью 1800 кг/м3. Показание тягометра 3 см. Каково абсолютное давление в башне, выраженное в паскалях, если барометрическое давление составляет 750 мм рт. ст.?
Задача 18
Определить мощность, расходуемую при перекачке насосом 4,6 м3/ч холодильного рассола (25%-ный раствор CaC2) из холодильной установки в конденсатор, расположенный над ректификационной колонной. Высота подъема 16 м, динамический коэффициент вязкости рассола 9,5 сП, плотность 1200 кг/м3, диаметр трубопровода 32*2,5 мм, общая длина 80 м. Стальные трубы имеют незначительную коррозию. На линии установлены 6 отводов под углом 90 и 4 прямоточных вентиля. Общий к.п.д. насоса с электродвигателем 0,5.
Задача 34
Вода при 10 С подается из реки насосом в открытый резервуар. Верхняя точка трубопровода на 50 м выше уровня воды в реке. Трубопровод стальной с незначительной коррозией, внутренний диаметр его 80 мм, расчетная длина (собственная длина плюс эквивалентная длина местных сопротивлений) 165 м. Насос подает 575 л/мин. Какова расходуемая насосом мощность, если к.п.д. насосной установки 0,55?
Задача 40
Найти динамический коэффициент вязкости при 20 С и атмосферном давлении азотоводородной смеси, содержащей 75% водорода и 25% азота (по объему)
Задача 53
С какой скоростью будут осаждаться шарообразные частицы кварца диаметром 10 мкм: а) в воде при 15 С; б) в воздухе при 15 и 500 С?

Контрольная работа 2
Задача 5
На складе оборудования имеется кожухотрубный теплообменник, состоящий из 19 латунных труб диаметром 18*2 мм, длиной 1,2 м. Достаточна ли его поверхность для конденсации 350 кг/ч насыщенного пара этилового спирта, если принять коэффициент теплопередачи равным 700 Вт/м2*К, начальную температуру воды 15 С, а конечную 35 С? Конденсация спирта предполагается при атмосферном давлении, жидкий спирт отводится при температуре конденсации.
Задача 16
В условиях свободной конвекции охлаждается толуол. Средняя температура толуола 50 С. Диаметр горизонтальных труб 38*2 мм. Температура наружной поверхности загрязнения труб, соприкасающейся с толуолом, 30 С. Определить коэффициент отдачи толуола.
Задача 25
Найти необходимый расход воздуха в сушилке и расход теплоты на калорифер при следующих условиях:
характеристика воздуха:
атмосферного
отработанного
влажность материала (считая на общую массу):
начальная
конечная
Производительность сушилки по абсолютному сухому материалу 1 т/ч.
Потери теплоты с материалом, транспортным устройством и в окружающую среду (за вычетом теплоты, вносимой влагой) 15% от общего количества теплоты.
Задача 26
Найти средний потенциал в теоретической сушилке при t0 = 20 С и t2 = 50 С. Испарение идет при температуре мокрого термометра.
Задача 43
В ректификационной колонне непрерывного действия разгоняется смесь этилового спирта и воды. Уравнение рабочей части колонны: у = 1,28х - 0,0143. Определить массовый процент спирта в кубовом остатке. Колонна обогревается глухим паром.

Дата выполнения: 18/10/201

Вариант 5

Контрольная работа 1
Задача 4
Центробежный насос при перекачке 280 л/мин воды создает напор 18 м. Пригоден ли этот насос для перекачки жидкости относительной плотностью 1,06 в количестве 15 м3/ч по трубопроводу диаметром 70*2,5 мм из сборника с атмосферным давлением в аппарат с давлением 0,3 кгс/см2? Геометрическая высота подъема 8,5 м. Расчетная длина трубопровода (собственная длина плюс эквивалентная длина местных сопротивлений) 124 м. Коэффициент трения в трубопроводе 0,03. Определить также, какой мощности электродвигатель потребуется установить, если к.п.д. насосной установки составляет 0,55.
Задача 19
Найти потерю давления на трение для пара в стальном паропроводе длиной 50 м, диаметром 108*4 мм. Давление пара 6 кгс/см2, скорость пара 25 м/с.
Задача 33
Жидкость относительно плотности 0,9 поступает самотеком из напорного бака, в котором поддерживается атмосферное давление, в ректификационную колонну. Давление в колонне 0,4 кгс/м2 по манометру. На какой высоте Х должен находиться уровень жидкости в напорном баке над местом ввода в колонну, чтобы скорость жидкости в трубе была 2 м/с. Напор, теряемый на трение и местные сопротивления, 2,5 м. Применить уравнение Бернулли.
Задача 44
Определить производительность дифференциального поршня насоса, который имеет больший диаметр ступенчатого плунжера 340 мм, меньший - 240 мм, ход плунжера 480 мм. Частота вращения 60 об/мин. Коэффициент подачи 0,85. Определить также количество жидкости, подаваемой каждой стороной ступенчатого плунжера.
Задача 49
Какое количество воздуха будет подавать вентилятор при работе на сеть, у которой при расходе 1000 м3/ч сумма составляет 265 Па, а разность давлений в пространстве нагнетания и в пространстве всасывания равняется 20 мм вод. ст.?
Задача 60
Каков должен быть диаметр пропеллерной мешалки для интенсивного перемешивания технического глицерина в баке диаметром 1750 мм при n = 500 об/мин и расходе мощности 17 кВт?

Контрольная работа 2
Задача 6
Определить коэффициент теплопередачи в спиральном теплообменнике по следующим данным: поверхность теплообменника 48 м2, в аппарате подогревателя 85,5 т/ч воды от 77 до 95 С; нагревание производится насыщенным паром при Ризб = 0,23 кгс/см2.
Задача 10
В кожухотрубном теплообменнике по трубам диаметром 46*3 мм проходит со скоростью 0,7 м/с вода, которая нагревается. Определить коэффициент теплоотдачи, если средняя температура поверхности стенки, соприкасающейся с водой, 90 С, а средняя температура воды 46 С.
Задача 24
Определить часовой расход атмосферного давления воздуха и теплоты, а также температуру воздушной смеси перед калорифером в сушилке с рециркуляцией части отработанного воздуха при следующих условиях:
характеристика воздуха(считая на сухой воздух):
атмосферного
отработанного
Количество возвращаемого воздуха 80% (от выходящего из сушилки)
Влажность материала (считая на общую массу):
начальная
конечная
Производительность сушилки (по влажному материалу) 1,5 т/ч.
Задача 34
Определить температуру поступающего в теоретическую сушилку воздуха, если средняя движущая сила сушильного процесса 0,0136 кг/кг, температура уходящего из сушилки воздуха 45 С, а его относительная влажность 60%.
Задача 42
В ректификационную колонну непрерывного действия поступает жидкость с 24%(мол.) легколетучего компонента. Концентрация дистиллята 95%(мол.), концентрация кубового остатка 3%(мол.) легколетучего компонента. В дефлегматор поступает 850 кмоль/ч пара, в колонну из дефлегматора поступает 670 кмоль/ч флегмы. Сколько получается кубового остатка?

Дата выполнения: 24/10/2011

Вариант 6

Контрольная работа 1
Задача 8
Холодильник состоит их двух концентрических стальных труб диаметром 29*2,5 мм и 54*2,5 мм. По внутренней трубе протекает 3,73 т/ч рассола плотностью 1150 кг/м3. В межтрубном пространстве проходит 160 кг/ч газа под давлением 3 ruc/cv2 при средней температуре 0 С. Плотность газа при 0 С и 760 мм рт. ст. равна 1,2 кг/м3. Найти скорость газа и жидкости в холодильнике.
Задача 16
Из отверстия диаметром 10 мм в дне открытого бака, в котором поддерживается постоянный уровень жидкости высотой 900 мм, вытекает 750 л жидкости в 1 ч. Определить коэффициент расхода. Через сколько времени опорожнится бак, если прекратить подачу в него жидкости? Диаметр бака 800 мм.
Задача 21
По стальному трубопроводу внутренним диаметром 75 мм требуется перекачать 25 м3/ч жидкости плотностью 1200 кг/м3, с динамическим коэффициентом вязкости 1,7 сП. Конечная точка трубопровода выше начальной на 24 м. Длина трубопровода 112 м. На нем установлены 2 прямоточных вентиля и 5 прямоугольных отводов с радиусом изгиба 300 мм. Трубы имеют незначительную коррозию. Найти потребляемую мощность, если общий к.п.д. насосной установки 0,6.
Задача 27
Вычислить в общей форме гидравлический радиус при затопленном сечении для кольцевого сечения, квадрата, прямоугольника и равностороннего треугольника.
Задача 47
Требуется выкачивать 215 л/мин раствора относительной плотности 1,06 из подвального бака водоструйным насосом. Высота подъема 3,8 м. Давление воды перед насосом 1,9 кгс/см2. К.п.д. насоса 0,15. Сколько кубометров воды будет расходовать в 1 ч водоструйный насос?
Задача 54
Определить диаметр отстойника при непрерывном уплотнении водной суспензии мела, имеющий температуру 35 С. Производительность отстойника 80 т/ч начальной суспензии, содержащей 8% (масс) CaCO3. Диаметр наименьших частиц подлежащих осаждению, 35 мкм. Влажность шлама 70%. Плотность мела 2710 кг/м3.

Контрольная работа 2
Задача 7
Определить необходимую поверхность противоточного теплообменника при охлаждении 0,85 м3/ч сероводорода от температуры кипения под атмосферным давлением до 22 С. Охлаждающая вода нагревается от 14 до 25 С. Толщина стальной стенки 3 мм. Учесть наличие загрязнений - ржавчины и накипи. Определить также расход воды.
Задача 15
Вода нагревается в условиях свободного движения. Наружный диаметр горизонтальных труб 76 мм. Определить коэффициент теплоотдачи, если температуру трубы принять равной 45 С. Средняя температура воды 25 С.
Задача 27
В теоретическую сушилку поступает воздух из калорифера с температурой 85 С, при этом потенциал сушилки составляет 43 С. Потенциал сушилки воздуха, покидающего сушилку, 8 С. Найти парциальное давление водяного пара в нем, если давление в сушилке 750 мм рт. ст.
Задача 39
Определить расход воздуха, расход греющего пара, требуемое давление и поверхность калорифера для сушилки, производительность которой равна 600 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 50% и конечной 9%(считая общую массу). Показания психометра для воздуха, поступающего в калорифер, 10 и 5 С. Воздух на выходе из сушилки имеет t2 = 50 C. Температуру греющего водяного пара принять на 15 С выше температуры воздуха на выходе из калорифера. Влажность греющего водяного пара 6%. Расход теплоты на 10% больше расхода теплоты в теоретической сушилке. Коэффициент теплопередачи в калорифере 35 Вт/м2*к.
Задача 41
Смесь бензола и толуола кипит при 95 С под давлением 760 мм рт. ст. При 95 С давление насыщенного пара бензола 1167 мм рт. ст., давление насыщенного пара толуола 480 мм рт.ст. Найти состав кипящей жидкости, считая, что смесь характеризуется законом Рауля. Если жидкость будет иметь в два раза меньше толуола, то под каким давлением она будет кипеть при этой же температуре?

Дата выполнения: 29/11/2011

Вариант 7

Контрольная работа 1
Задача 9
В середине трубопровода с внутренним диаметром 320 мм установлена трубка Пито-Прандтля, дифференциальный манометр которой, затопленный водой, показывает разность уровней 5,8 мм. По трубопроводу проходит под атмосферным давлением сухой воздух при 21 С. Определить массовый расход воздуха.
Задача 13
Определить режим течения этилового спирта: а) в прямой трубе диаметром 40*2,5 мм; б) в змеевике, свитом из той же трубы. Диаметр витка змеевика 570 мм. Скоростью спирта 0,13 м/с, средняя температура 52 С.
Задача 22
По стальному трубопроводу внутренним диаметром 200 мм, длиной 1000 м передается водород в количестве 120 кг/ч. Среднее давление в сети 1530 мм рт. ст. Температура газа 27 С. Определить потерю давления на трение.
Задача 29
Как изменится потеря давления на трение, если при неизменном расходе жидкости уменьшится диаметр трубопровода вдвое? Задачу решить в двух вариантах: а) считая, что оба режима (старый и новый) находятся в области ламинарного течения; б) считая, что оба режима находятся в автомодельной (инерционной) области.
Задача 36
40%-ный этиловый спирт спускается из бака по трубе диаметром 33,5-2,8 мм. На трубе имеются кран и 2 колена под углом 90. Общая длина трубопровода 49 мм. Определить скорость спирта в трубопроводе (при разности высот 7,2 м). Коэффициент трения принять приближенно равным 0,025. Найдя скорость спирта, проверить значение коэффициент трения. Температура спирта 35 С.
Задача 57
Отстойная горизонтальная автоматическая центрифуга АОГ-1800 должна работать на водной суспензии мела. Определить производительность центрифуги по питанию, если температура суспензии 40С. Размер наименьших частиц мела 2 мкм. Техническая характеристика центрифуги: диаметр барабана 1800 мм, длина барабана 700 мм, диаметр борта 1300 мм, частота вращения 735 об/мин, к.п.д. принять равным 0,45.

Контрольная работа 2
Задача 8
Метан под избыточным давлением 5 ruc/cv2 проходит по межтрубному пространству кожухотрубного теплообменника параллельно трубам со скоростью 4,6 м/с. Средняя температура метана 75 С. Теплообменник состоит из 37 стальных труб диаметром 18/2 мм, заключенных в кожух, внутренний диаметр которого 190 мм. Определить коэффициент теплоотдачи.
Задача 18
По вертикальной стенке пленочного холодильника стекает пленкой 60%-ная серная кислота в количестве 2,1 л/с на 1 м ширины стенки. Высота холодильника 5 м. Средняя температура поверхности стенки 24 С. Средняя температура кислоты 50 С. Вычислить коэффициент теплоотдачи для кислоты, если коэффициент теплопроводности ее равняется 0,43 Вт/м2*К.
Задача 32
Воздух с t = 60 C охлаждается холодной водой в трубчатом противоточном теплообменнике до точки росы. Охлаждающая вода нагревается от 15 до 25 С. Определить расход охлаждаемого воздуха, а также расход охлаждающей воды, если поверхность теплообменника 15 м2, а коэффициент теплопередачи 46 Вт/м2*К.
Задача 37
В сушилке производительностью 500 кг/ч (по высушенному материалу) высушивается материал от 70 до 10% (считая на общую массу). Показания психометра атмосферного воздуха 15 и 20 С. Из сушилки воздух выходит с температурой 5 С и относительной влажностью 50%. Потери теплоты в сушилке и в калорифере составляют 8% от расхода теплоты в теоретической сушилке. Определить площадь поверхности нагрева калорифера и расход греющего пара, если он имеет давление 2 кгс/см2 и влажность 5%. Коэффициент теплопередачи в калорифере 35 Вт/м2*К.
Задача 50
Смесь, содержащая 28%(мол.) легколетучего компонента, подается на разделение в ректификационную колонну непрерывного действия, работающую под атмосферным давлением. Дистиллят содержит 97,5%(мол.) легколетучего компонента. Флегмовое число в 2,3 раза больше минимального. Одной ступени изменения концентрации соответствует одна тарелка. Определить состав жидкости на тарелке, расположенной над вводом питания в колонну, если упругость пара легколетучего компонента при температуре питания составляет 1440 мм рт. ст. Смесь характеризуется законом Рауля.

Дата выполнения: 01/11/2011

Вариант 8

Контрольная работа 1
Задача 11
Определить потерю давления на трение в свинцовом змеевике, по которому протекает 60%-ная серная кислота со скоростью 0,7 м/с при средней температуре 55 С. Принять максимальную шероховатость свинцовых труб по таблице. Внутренний диаметр трубы змеевика 800 мм, число витков 20. Длину змеевика определить приближенно по числу витков и их диаметру.
Задача 20
86-% раствор глицерина спускается их напорного бака в аппарат по трубам диаметром 29*2 мм. Разность уровней раствора 10 м. Общая длина трубопровода 110 м. Определить расход раствора, если относительная плотность его 1,23, а динамический коэффициент вязкости 97 сП. Местными сопротивлениями пренебречь. Режим течения принять ламинарным( с последующей проверкой) Уровень раствора в баке считать постоянным.
Задача 26
Производительность насоса 14 л/с относительной плотности 1,16. Полный напор 58 м. К.п.д. насоса 0,64, к.п.д. передачи 0,97, к.п.д. электродвигателя0,95. Какой мощности двигатель надо установить?
Задача 38
Вентилятор подает воздух, засасывая его из атмосферы. Подача вентилятора 12500 м3/ч. Какое массовое количество воздуха подает вентилятор зимой (t = -15 C) и летом (t = 30 C)?
Задача 39
Определить давление, развиваемое вентилятором, который подает воздух из атмосферы при температуре 18 С в пространство с избыточным давлением 43 мм рт. ст. Потери давления в трубопроводе 275 Па, скорость воздуха в нем 11,5 м/с.
Задача 58
Осаждение частиц какого диаметра обеспечит центрифуга НОГШ-230, если на разделение подавать 3 м3/ч водной суспензии каолина при 35 С? Техническая характеристика центрифуги: диаметр сливного цилиндра 180 мм, длина его 164 мм, вращение барабана 1600 об/*мин.

Контрольная работа 2
Задача 9
3700 кг/ч метилового спирта подогревается от 10 до 50 С, проходя по трубному пространству теплообменника, состоящего из 19 труб диаметром 16*2 мм. Определить коэффициент теплоотдачи, если принять температуру стенки 60 С.
Задача 14
Четыреххлористый углерод нагревается в трубном пространстве горизонтального кожухотрубного теплообменника. Средняя температура четыреххлористого углерода 26 С, скорость его в трубах 0,15 м/с. Средняя температура поверхности загрязнения труб, соприкасающейся с четыреххлористым углеродом, 34 С. Диаметр труб 25*2 мм. Определить коэффициент теплоотдачи четыреххлористого углерода.
Задача 29
Найти температуру влажного материала в теоретической сушилке (в первом периоде сушки), если атмосферный воздух поступает в калорифер при t0 = 15 С, φ0 = 0,8% и нагревается в нем до t1 = 123 С.
Задача 40
Расход пара в калорифере сушилки при давлении Ризб = 2 кгс/см2 и влажности 10% составляет 200 кг/ч. Расход теплоты на 10% больше расхода теплоты в теоретической сушилке. Площадь поверхности нагрева калорифера 41 м2. Атмосферный воздух имеет t0 = 25 C и точку росы tp = 10 С. Процесс сушки идет при 100 кДж/кг. Парциальное давление водяного пара в воздухе, покидающем сушилку, 25 мм рт. ст. Определить коэффициент теплопередачи в калорифере и производительность сушилки по влажному материалу, если поступающий в сушилку материал имеет влажность 60%, а выходящий из сушилки 10% (считая на общую массу).
Задача 48
На ректификацию поступает смесь метанол - вода в количестве 5000 кг/ч с массовой концентрацией метанола 40%, массовая концентрация метанола в дистилляторе 98,55, в кубовом остатке 1,5%. Определить количество дистиллятора и остатка.

Дата выполнения: 03/08/2012