Задачи ПАХТ разные

Контрольные задачи раздел 5 Теповой баланс

Задача V. 1. Определить теплоту парообразования анилина при давлении р=0,2 атм, если, температура кипения анилина при атмосферном давлении составляет 184° С, давление паров анилина при 160° С равно 390 мм рт. ст.
Указание. В качестве стандартной жидкости принять воду.

Задача V.2. Давление паров ацетона при 60, 70, 80, 90 и 100° С составляет соответственно 1,14; 1,58; 2,12; 2,81 и 3,67 атм. Определить теплоту парообразования ацетона при 80° С следующими методами:
а) графическим определением производной dp/dT
б) путем замены производной dp/dT отношением конечных разностей;
в) интегрированием уравнения Клаузиуса - Клапейрона;
г) при использовании в качестве стандартной жидкости воды.
Плотность парообразного и жидкого ацетона при равновесии и температуре 80° С составляет соответственно 4 и 719 кг/м3.

Задача V.3. Определить теплоту парообразования бензола при 160°С. Теплота парообразования при температуре кипения бензола 80,1°С и атмосферном давлении составляет г=3,95-105 Дж/кг. Критическая температура бензола tкр = 288,5°С. Сравнить полученный результат с экспериментальным значением теплоты парообразования г = 3,36-105 Дж/кг.

Задача V.4. Определить, какое количество тепла выделяется при смешении 3 кг 90%-ного раствора Н2SО4 с 4 кг 20%-ного раствора этой кислоты.
Указание. Использовать рис. V-1.

Рис. V-1. – Теплоты растворения кислот

Рис. V-1. – Теплоты растворения кислот

Задача V. 5. Определить температуру жидкости при смешении 4 кг 50%-ного раствора NаОН и 2 кг 15%-ного раствора NаОН. Начальная температура растворов 20° С.
Указание. Для определения теплоты смешения использовать рис. V-2. Удельную теплоемкость растворов NaOH определить по соответствующей формуле из табл. V-1.

Задача V.6. Определить энтальпию перегретых паров бензола при давлении 2230 мм рт. ст. и температуре 450° С. Удельная теплоемкость жидкого бензола 1730 дж/(кг-град); мольная теплоемкость паров бензола См = -8,65 + 0,1158T - 7,54-10^5T + 1,854-10^-8 T3 кал/ (моль - град) [температура выражена в °К]. Теплоту парообразования определить по данным примера (V. 3). Температура кипения бензола при давлении 2230 мм рт. ст. равна tК=120°С.
Указание. Отсчет энтальпии производить от жидкого бензола при 0°С.

Задача V.7. Определить расход воды, необходимой для конденсации 5 м?/сек насыщенных водяных паров при давлении 0,2 атм. Охлаждающая вода входит в конденсатор смешения при температуре 20°С и выходит вместе с конденсатом при 50° С.

Задача V.8. В кристаллизаторе получают 2 т/ч кристаллов FeSO4-7Н2О. Концентрированный раствор входит при температуре 50° С и охлаждается до 25° С. Растворимость сернокислого железа составляет 47,6 части на 100 частей воды при 50° С и 29,8 части на 100 частей воды при 25° С. Определить расход охлаждающей воды, если ее начальная температура составляет 12° С, а конечная 20° С. Удельная теплоемкость концентрированного раствора равна 0,7 ккал/(кг •-град); теплота растворения сернокислого железа qp = 4,4 ккал/моль.
Указание. Удельные теплоемкости растворов вычислять, используя правило аддитивности.

Флореа, Смигельский рисунок к задаче 5.8

Задача V. 9. Определить, до какой температуры можно перегреть 500 кг/ч водяного пара, имеющего температуру 120°С и получающего тепло от топочных газов, содержащих 40 объемн.% СO2 и 60 объемн.% N2. При этом газы охлаждаются от 580 до 300° С. Расход газов составляет 945 кг/ч. Теплоемкости Ср газов, выраженные в кал/(моль-град), изменяются с температурой t (°С) следующим образом:

Задача V. 10. Два резервуара объемом 3 м3 каждый наполнены водой при температуре 25°С. Оба резервуара имеют мешалку, обеспечивающую полное перемешивание. В определенный момент в первый резервуар начинают подавать 2,5 кг/сек воды при 90°С. Вода, выходящая из первого резервуара, поступает во второй. Определить температуру воды во втором резервуаре через 30 мин после начала подачи теплой воды.
Указание. Так же как и в примере V.5, вывести уравнение для температуры воды на выходе из первого резервуара как функции от времени, а затем подставить это выражение в уравнение теплового баланса второго резервуара. Требуемую температуру определить интегрированием полученного дифференциального уравнения.

Задача V. 11. Через резервуар с мешалкой (объем резервуара 5 м3) циркулирует G=1 кг/сек раствора. Температура раствора на входе и в резервуаре равна 20°С. Определить время, требуемое для нагревания раствора в резервуаре до 60°С, не прерывая подачи свежего раствора, а также максимальную температуру нагревания раствора, если тепловой поток, поступающий в резервуар, составляет (Q = 200 000 вт. Плотность раствора р=1100 кг/м3; удельная теплоемкость с = 3800 Дж/(кг-град).
Указание. Так как резервуар снабжен мешалкой, обеспечивающей полное перемешивание, можно считать, что температура раствора на выходе равна температуре в резервуаре.

Задача V. 12. По данным примера V.6 написать уравнение теплового баланса для бесконечно малого интервала времени, которому соответствует изменение температуры воды на величину dt. Показать, что при интегрировании дифференциального уравнения теплового баланса получается такое же выражение для изменения температуры во времени, как и в примере V. 6.
Указаний. Бесконечно малыми величинами второго порядка пренебречь.

 

Контрольные задачи раздел 4 Разделение гетерогенных систем

Задача IV.1. Определить критический диаметр гранул суспензии, если их плотность р1=2750 кг/м3, плотность жидкой фазы p2=1200 кг/м3, а ее вязкость м=2,4 сиз.

Задача IV. 2. Из условий предыдущей задачи определить скорость осаждения гранул диаметром d= 25 мкм.

Задача IV. 3. Определить скорость осаждения гранул пирита в газе при температуре 400°С. Дано: минимальный диаметр гранул пирита d=10 мкм; плотность гранул p1 = 4000 кг/м3; плотность газа р2=0,508 кг/м3; его кинематическая вязкость v=6,038-10^-5 м2/сек.

Задача IV. 4. По условиям предыдущей задачи определить размеры осадительной камеры. Расход газа, приведенного к нормальным условиям, Qоб=3600 м3/ч; максимально допустимая скорость газа в камере принята равной W = 0,25 м/сек.

Задача IV. 5. Определить константы фильтрования а и Ь по следующим экспериментальным данным:
Время г, сек..................70……225…..455…..770
Объем фильтрата, л.....10…….20……30……40
Эти данные получены при фильтровании суспензии на фильтре поверхностью F=0,05 м2 при перепаде давления р=4,91-104Н/м2 и температуре 20° С.

Задача IV. 6. По условиям предыдущей задачи определить удельное сопротивление осадка и сопротивление фильтра, если Х=0,01 м3/м3 и м=1 спз.

Задача IV. 7. .Определить константы фильтрования при фильтровании водной суспензии при 20° С и перепаде давления на фильтре р = 6 кгс/см2. Отношение х = 0,07 м3/м3; г0 = 2,86-10^15лг2; Rо=4,3-10^10 м-1.

Задача IV. 8. На рамном фильтрпрессе фильтруют суспензию динатрийфосфата, содержащую qтв = 50% твердой фазы. Влажность Полученного осадка u=40%. Производительность фильтра по осадку Моc = 700 кг/ч. Определить расход фильтруемой суспензии, фильтрата и отношение x. Если плотность твердой фазы р1 = 1600 кг/м3; плотность жидкой фазы р2 = 1000 кг/м3.

Задача IV. 9. По условиям предыдущей задачи определить требуемую поверхность фильтрования. Известны константы фильтрования: а=1,19-106сек/м2; b= 51 сек/м.

Задача IV. 10. Определить по условиям предыдущей задачи, сколько времени потребуется для промывания осадка из расчета 2 кг воды на 1 кг осадка. Вязкость фильтрата мф=0,7 спз; вязкость промывной воды мв=1 спз.

Задача IV. 11. Определить поверхность нутч-фильтра, работающего в следующих условиях: количество фильтруемой суспензии рс = 2500 кг; содержание в ней твердой фазы qтв=10%; влажность осадка u=60%; плотность фильтрата рг=1040 кг/м3; плотность осадка рос=1100 кг/м3; удельное сопротивление осадка rо = 1,324-10^14 м-2; сопротивление фильтровальной перегородки Rо=5,69- 10^11 1/м; количество промывной воды 1,75 м3/м3 влажного осадка; вязкость фильтрата мф=1,1 спз; вязкость промывной воды 1 спз; перепад давления на фильтре р=1,96-10^5 н/м2. Время, необходимое для разгрузки и подготовки фильтра, тр+подг=20 мин.

   

Контрольные задачи раздел 3 Прикладная Гидравлика

Задача III. 1. В колонне (рис. III. 10) находится вода (плотность p1= 1000 кг/м3) и органическая жидкость,. не смешивающаяся с водой (плотность р2 = 900 кг/м3) . Общая высота столба жидкости Н = 2,7 м. Давление на поверхности жидкости Pо = 1,8 атм. Определить высоту слоя органической жидкости, если разность уровней открытого ртутного манометра, установленного в нижней части колонны, h = 0,79 м. Плотность ртути р = 13 600 кг/м3.

Рис. III-10. Схема колонны

Рис. III-10. Схема колонны

Скачать решение задачи 3.1 Флореа, Смигельский

Задача III. 2. Определить вязкость газообразного пропана при 300° С и сравнить значения, полученные по уравнениям (III.7) и (III.8), с экспериментальным (м = 0,0144 спз).
Вязкость пропана при 20° С м20 = 0,008 спз, критическая температура tkp = 95,6° С, а критическое давление ркр = 43 атм.

Скачать решение задачи 3.2 Флореа, Смигельский

Задача III.3. Определить вязкость толуола при 60° С. Плотность толуола при этой температуре р = 0,82 г/см3, вязкость толуола при t1 = 20° С и t2=140°С соответственно равна м1 = 0,586 спз и м2 = 0,199 спз. Сравнить значения, полученные по уравнениям (III.11) и (III.13), с экспериментальными данными (м = 0,381 спз).

Скачать решение задачи 3.3 Флореа, Смигельский

Задача III.4. Профиль скоростей при ламинарном течении жидкости между двумя параллельными пластинами выражается уравнением

Флореа, Смигельский рисунок к задаче 3.4

Определить максимальную и среднюю скорость при течении жидкости вязкостью м = 2 спз между пластинами шириной b = 3 м, расположенными на расстоянии h = 3 см одна от другой. Общий расход жидкости Gоб = 20 м3/ч. Найти также значение градиента давления.

Скачать решение задачи 3.4 Флореа, Смигельский

Задача III.5. Вода вытекает из резервуара через штуцер. Определить скорость ее истечения при давлении в резервуаре р = 6аг. Трением пренебречь. Плотность воды принять р=1000 кг/м3.

Скачать решение задачи 3.5 Флореа, Смигельский

Задача III.6. Серная кислота (р = 1840 кг/м3, м = 25 спз) в количестве G = 4540 кг/ч перекачивается по трубопроводу длиной 30 м и внутренним диаметром 25,4 мм в резервуар, расположенный на высоте 13 м. Определить давление жидкости перед входом в трубопровод. Средний размер, выступов шероховатости принять е = 0,05 мм.

Скачать решение задачи 3.6 Флореа, Смигельский

Задача III. 7. Разность уровней жидкости в открытых манометрах трубы Вентури (рис. III-11) z=0,5 м. Определить объемный расход жидкости. Манометрическая жидкость та же, что и в трубе. Диаметр трубопровода (перед сужением) D = 0,2 м,. а диаметр сужения d=0,1 м. Трением пренебречь.
Использовать уравнение (III.22) и уравнение неразрывности (III.20).

Флореа, Смигельский рисунок к задаче 3.4 Труба Вентури

Рис. III-11. Труба Веитури

Скачать решение задачи 3.7 Флореа, Смигельский

Задача III. 8. Жидкость перетекает из резервуара А в резервуар В под действием постоянной разности уровней z=20 м через три параллельных трубопровода, имеющих следующие длины и диаметры (в м): l1 = 2500, d1 = 0,1; l2 = 1500, d2 = 0,08; l3 = 1500, d3 = 0,054. Определить общий объемный расход жидкости, а также дополнительную разность уровней, которая была бы необходима для обеспечения удвоенного расхода. Значение коэффициента трения л, принять равным 0,03.

Скачать решение задачи 3.8 Флореа, Смигельский

Задача III.9. Под действием разности уровней нефтепродукт из резервуаров А и В (рис. III-12) вытекает в резервуар С через два трубопровода длиной 1500 м и диаметром 0,3 м каждый, которые соединяются в точке D в один трубопровод длиной 1000 м и диаметром 0,45 м. Начальные разности уровней резервуаров А и В относительно резервуара С составляют соответственно 16 и 10 м. Определить начальный расход жидкости, поступающей в резервуар С. Всеми потерями напора, кроме потерь на трение в трубопроводах, пренебречь. В первом приближении коэффициент трения принять равным л = 0,015 (с последующей проверкой). Плотность жидкости р = 870 кг/м3, вязкость м = 0,7 спз, размер выступов шероховатости е = 0,05 мм.

Флореа, Смигельский рисунок к задаче 3.9 Схема движения жидкости

Рис. III-12. Схема движения жидкостей

Скачать решение задачи 3.9 Флореа, Смигельский

Задача III. 10. Через трубопровод диаметром 0,15 м, находящийся под вакуумом, откачивается воздух температурой 20° С. Определить расход воздуха, если известно, что на расстоянии 30 м давление падает от 10 до 1 мм рт. ст. Вязкость воздуха при 20 С м = 0,018 спз. Относительная шероховатость труб е/d = 0,002.

Скачать решение задачи 3.10 Флореа, Смигельский

Задача III.11. Воду в количестве 2,25 м3 при 36° С перекачивают по трубопроводу диаметром 38мм. Линия состоит из горизонтального участка трубы длиной 150 м и вертикального участка длиной 10 м. На линии имеются вентили, общая эквивалентная длина которых равна 200 диаметрам, а также отводы, и фиттинги, которым соответствует общая эквивалентная длина, равная 60 диаметрам трубы. В линию включен также теплообменник; потеря давления в нем составляет 15000 н/м2. Определить мощность, потребляемую насосом, если полный к. п. д. насоса n = 0,6. Относительная шероховатость стенок трубопровода е/d = 0,005, а вязкость воды м = 0,65 спз.

Скачать решение задачи 3.11 Флореа, Смигельский

Задача III. 12. В межтрубном пространстве теплообменника циркулирует воздух (G = 5 кг/сек) при средней температуре tcp = 40° С. Теплообменник имеет 673 трубки наружным диаметром 38 мм и длиной 2 м, расположенные по вершинам равностороннего треугольника (с шагом t=48 мм). Средняя температура стенок трубок tст = 110° С. Внутренний диаметр кожуха Dвн= 1,4 м, а диаметр входного и выходного штуцеров d0 = 0,4 м. В межтрубном пространстве на равном расстоянии одна от другой установлены три сегментные перегородки. Определить потерю давления воздуха при проходе через теплообменник.
Указание. Потерю давления определить по уравнению (III.42) н внести поправку на иеизотермичиость потока.

Скачать решение задачи 3.12 Флореа, Смигельский

Задача III. 13. Имеется кожухотрубчатый теплообменник с 757 трубами диаметром 25/21 мм и длиной 2,5 м. Диаметр кожуха Dви= 1 м, а шаг трубной решетки (расстояние между осями двух соседних труб) I = 32 мм. Трубы расположены по вершинам равностороннего треугольника. В межтрубном пространстве установлены сегментные перегородки, находящиеся на расстоянии 0,25 м одна от другой. Диаметр входных штуцеров d0 = 0,14 м. В межтрубном пространстве циркулирует вода (G =15 кг/сек) при средней температуре 60° С. В трубном пространстве циркулирует раствор (С' = 8 кг/сек), плотность которого р=1100 кг/м3, вязкость м = 3,2 спз. Определить потери давления в трубном и межтрубном пространствах теплообменника.

Скачать решение задачи 3.13 Флореа, Смигельский

Задача III. 14. Вода из цилиндрического резервуара диаметром D = 5 м вытекает через трубу диаметром 0,2 м и длиной 100 м. Начальный уровень воды в резервуаре расположен на 3 м выше трубы. Определить время, необходимое для понижения уровня на 0,3 м. Вязкость воды м = 1 спз, плотность р = 1000 кг/м3. В первом приближении коэффициент трения X принять равным 0,016 (с последующей проверкой).

Скачать решение задачи 3.14 Флореа, Смигельский

Задача III.15. Прямоугольный резервуар разделен на две камеры вертикальной перегородкой (рис. III-13), в которой имеется круглое отверстие диаметром d1 = 0,1 м. В наружной стенке резервуара имеется второе отверстие, расположенное на том же уровне, что и первое, диаметром d2 = 0,12 м. Уровень жидкости в первой камере поддерживается постоянным и расположен над центром отверстий на высоте z1 = 3,07 м. Определить уровень г2 во второй камере и объемный расход жидкости Gоб через отверстия при стационарном режиме. Значение коэффициента расхода принять С = 0,62.

Флореа, Смигельский рисунок к задаче 3.15 Двухкамерный резервуар

Рис. III-13. Двухкамерный резервуар

Скачать решение задачи 3.15 Флореа, Смигельский

Задача III. 16. Определить максимальную высоту всасывания насоса при откачке воды температурой 50° С по трубопроводу внутренним диаметром 25 мм и длиной 10 м. Расход воды G= 1,75 кг/сек. Труба имеет три отвода под углом 90° С. Размер выступов шероховатости принять е = 0,01 мм.

Скачать решение задачи 3.16 Флореа, Смигельский

Задача III. 17. Из резервуара перекачивают охлаждающую воду в конденсатор, расположенный на высоте 11 м над ним. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром 80 мм и длиной 200 м. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент сопротивления конденсатора 16, коэффициент трения 0,025. Определить к. п. д. насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет 1,8 кВт. Характеристика насоса (изменение напора в зависимости от производительности при n=const) следующая:

Флореа, Смигельский рисунок к задаче 3.17

Скачать решение задачи 3.17 Флореа, Смигельский

Задача III. 18. Определить высоту жидкости плотностью р = 850 кг/м3 над круглым переливом, если массовый расход Г жидкости на единицу длины перелива составляет 5000кг/(м-ч).

Скачать решение задачи 3.18 Флореа, Смигельский

Задача III. 19. Высота слоя сферических частиц диаметром 0,2 мм и плотностью ртв = 1800 кг/м3 при псевдоожижении воздухом температурой 60° С составляет z = 0,484 м. Начальная высота, слоя (до псевдоожижения) zн = 0,4 м. Определить скорость воздуха (ориентировочно), а также скорость воздуха, при которой начинается унос частиц.

Скачать решение задачи 3.19 Флореа, Смигельский

Задача III.20. Частицы диаметром d=1,2 мм и плотностью ртв = 2100 кг/м3 подвергают псевдоожижению водой при 20° С. Определить потери давления в слое высотой 1,8 м. Насыпная плотность сухих частиц в неподвижном слое роб = 1300 кг/м3.

Скачать решение задачи 3.20 Флореа, Смигельский

Задача III.21. Воздух температурой 20° С сжимают от атмосферного давления до 30 ат. Определить необходимое число ступеней сжатия, промежуточные давления и величину механической работы, необходимой для сжатия 1 кг воздуха, если между ступенями воздух охлаждается до начальной температуры 20° С. . Сжатие считать адиабатическим, показатель адиабаты для воздуха k = 1,4.

Скачать решение задачи 3.21 Флореа, Смигельский

Задача III. 22. Определить число ступеней сжатия и потребляемую мощность турбокомпрессора при производительности 1,5 кг/сек воздуха температурой 20° С. Воздух сжимается от 2 до 15 ат. Сжатие считать адиабатическим, полный к. п. д. (включая механический) n = 0,8.

Скачать решение задачи 3.22 Флореа, Смигельский

Задача III.23. Метан при 20° С подвергается многоступенчатому сжатию от 1,5 до 90 ат с промежуточным охлаждением до начальной температуры. Определить увеличение потребляемой мощности при нарушении работы промежуточных холодильников и охлаждении газа только до 40° С. Сжатие считать адиабатическим (показатель адиабаты k =1,31).

Скачать решение задачи 3.23 Флореа, Смигельский

Задача III. 24. Определить рабочую мощность, необходимую для перемешивания жидкости в сосуде внутренним диаметром dвн=1,2 м при Rе = 106. Перемешивание осуществляется двухлопастной мешалкой с длиной лопасти l = 0,3 м и высотой h = 0,1 м. Плотность жидкости р = 950 кг/м3, вязкость м = 3 спз. Высота слоя жидкости h3 = 1 м.

Скачать решение задачи 3.24 Флореа, Смигельский

   

Контрольные задачи раздел 2 Материальный баланс

Задача II.1. Какие количества 62- и 92%-ной серной кислоты нужно смешать, чтобы получить 25 кг 73%-ной серной кислоты?

Задача II. 2. Необходимо приготовить 3500 кг нитрующей смеси состава 63% Н2SО4, 28% НNО3 и 9% Н2О. Имеется: 2100 кг отработанной кислоты, содержащей 68% Н2SО4, 22% НNО3 и 10% Н2О; 82%-ная азотная кислота; 92%-ная серная кислота и 20%-ный олеум. Определить необходимые количества азотной кислоты, серной кислоты и олеума.

Задача II. 3. Определить количества водных растворов A, В и С, необходимые для получения 6,6 кг смеси, содержащей 20% этилового спирта, 37% метилового спирта и 43% воды. Исходные •растворы имеют следующий состав: А - 35% С2Н5ОН, 20% СН3ОН, В-10% С2Н5ОН, 60% СН3ОН, С -20% С2Н5ОН, 15% СН3ОН.

Задача II.4. В кристаллизатор поступает 2,5 кг/сек водного раствора, содержащего 21,5% КСl и 16,9% NаСl. Маточный раствор на выходе из кристаллизатора содержит 12,5% КСl. Опреелить:
а) расход рециркулируемого маточного раствора и количество кристаллизующегося в единицу времени КСl (принять, что кристаллы не содержат влаги);
б) концентрацию NаС1 в маточном растворе (принять, что NаС1 не кристаллизуется).

Задача II.5. Выпаривается 2500 кг/ч 56%-ного раствора NН4NО3 до концентрации 96%. Определить количество концентрированного раствора, количество выпариваемой воды и конечную концентрацию примесей, если их количество, поступающее с исходным раствором, составляет 5 кг/ч.

Задача II.6. В колонну для абсорбции двуокиси углерода под давлением поступает синтез-газ, содержащий 18 объемн. % СО2. Температура газа на входе в абсорбер 35° С, давление 20 ат, газ насыщен водяным паром. Расход исходного сухого газа 150 кмоль/ч. Газ, содержащий 4% СО2, покидает абсорбер при 20° С.
Определить: а) количество абсорбируемой двуокиси углерода; б) количество конденсирующихся паров воды; в) расход воды, требуемой для абсорбции, если известно, что концентрация СО2 .в поступающей воде равна нулю, а на гёыходе из .абсорбера мольная доля СО2 в воде составляет 0,0019.
Указание. Считать, что двуокись углерода является единственным компонентом, растворимым в воде.

Задача II.7. На установке непрерывного действия, состоящей из выпарного аппарата и кристаллизатора (рис. II-3), подвергают переработке 1,5 кг/сек раствора КМnO4, имеющего концентрацию 5%, с целью получения кристаллического перманганата калия.

Рис. II-3. К материальному балансу -установки для выпаривания и кристаллизации.

Рис. II-3. К материальному балансу -установки для выпаривания и кристаллизации.

Исходный раствор содержит 0,1% примесей; концентрация упаренного раствора после выхода из выпарного аппарата равна 35% КМпO4, а концентрация рециркулируемого маточного раствора - 8% КМnO4. Максимально допустимая концентрация примесей в системе должна быть такой, чтобы их содержание в кристаллизованном перманганате не превышало 6%. Определить количество и концентрацию раствора, поступающего в кристаллизатор, количество выпариваемой воды и получаемых кристаллов, а также количество раствора, отбираемого для поддержания постоянного содержания примесей. Кристаллы, получаемые на установке, считать сухими.

Задача II.8. На установку непрерывного действия по противоточной промывке (рис. II-4) поступает 1,5 кг/сек шлама, содержащего 40 вес. % раствора NаОН концентрацией 30%. На промывку шлама расходуется 2 кг/сек воды. Определить выход и концентрацию конечного раствора, а также степень рекуперации щелочи. Считать, что шлам, покидающий каждый отстойник, содержит 50 вес. % раствора. Принять, что осветленный раствор не содержит твердых частиц, а перемешивание является идеальным.

Рис. II-4. Схема движения материала в установке непрерывного отстаивания.

Рис. II-4. Схема движения материала в установке непрерывного отстаивания.

Задача II.9. Сосуд емкостью V = 3м3 с мешалкой наполнен раствором концентрацией 25%. В определенный момент начинают подачу чистой воды (G = 1,2 кг/сек). Через сколько времени концентрация на выходе из сосуда станет равной 2%?
Указание. Принять, что плотность раствора практически равна плотности воды, так что расход раствора, выходящего из сосуда, равен расходу поступающей воды. Перемешивание считать идеальным.

Задача II.10. Два сосуда емкостью по 2 м3, оборудованных мешалкой и соединенных последовательно, наполнены раствором концентрацией со=20%. В определенный момент начинают подавать воду в первый сосуд (П=3 кг/сек), а раствор, вытекающий из него, подают во второй сосуд. Найти закон -изменения концентрации раствора на выходе из второго сосуда.
Указание. Задачу решать аналогично задаче II. 9; получив закон изменения концентрации на выходе из первого сосуда, подставить его в уравнение материального баланса второго сосуда.

Задача II.11. Для гашения флюктуации концентрации раствора, питающего реактор, с 30 до 2% устанавливают два буферных сосуда с мешалками. Определить объем сосудов и выбрать способ их соединения (последовательно или параллельно).
Количество раствора G=4 кг/сек, его плотность р=1100 кг/ма, максимальный период флюктуации 30 мин.

Задача II. 12. Определить зависимость между объемом двух буферных сосудов, количеством поступающего раствора G и частотой флюктуации на входе при условии, что степень затухания флюктуации при последовательном соединении сосудов больше, чем при их параллельном соединении. Плотность раствора р.
Указание. При решении использовать уравнения (II.9) и (II.11), принимая во внимание, что с точки зрения гашения флюктуации два параллельно соединенных сосуда эквивалентны одному сосуду емкостью, -равной емкости обоих.

Задача II. 13. Определить максимальную амплитуду флюктуации концентрации на выходе из системы, образованной тремя одинаковыми буферными сосудами с мешалкой, соединенными последовательно. Объем каждого сосуда V = 2м3; расход поступающего раствора G =2,1 кг/сек; его плотность р = 1020 кг/м3; максимальная амплитуда флюктуации на входе А = 40% от среднего значения концентрации, а их минимальная частота 0,0012 сек-1.
Какова конечная амплитуда флюктуации концентрации, если к указанным трем сосудам последовательно присоединить четвертый, имеющий такой же объем, что и первые три?

   

Раздел XII Жидкостная экстракция

Для получения задачи пишите на почту Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. . Цена одной задачи 70р

Задача ХII. 1. Построить бинодальную кривую и провести кон-ноды на треугольной диаграмме для системы вода (А)-ацетон (В) -трихлорэтан (S), пользуясь опытными данными, приведенными в табл. ХII-1.


Задача XII. 2. Пользуясь опытными данными задачи XII.1, построить конноду, соответствующую рафинату состава XAR=69,35%, xBR = 29,54% и хSR = 1,11 %. Вычислить также количества обеих находящихся в равновесии фаз R1 и Е1, если известно, что общее количество смеси М1 = 100 кг, а количество ацетона в смеси составляет 40 кг.

Рнс. ХII-13. Диаграмма равновесия системы вода (А) - ацетон (В) - трихлорэтан (5).

Задача XII. 3. Построить конноду для системы вода - ацетон - трихлорэтан, соответствующую смеси М состава: ХAM=20%, xBM = 50% и xSM=30%. Зная общее количество смеси М1 = 100 кг, определить количества фаз R1 и Е1 в смеси. При решении пользоваться экспериментальными данными, приведенными в табл. ХII-1.

Задача XII.4. 1000 кг раствора уксусная кислота (В) - вода (A), содержащего 10% уксусной кислоты, подвергают простой одноступенчатой экстракции этиловым эфиром (S) при 20° С. Определить: 1) минимальное и максимальное количество экстрагента; 2) количества и составы полученных продуктов при расходе экстрагента, в 30 раз меньшем максимального. При решении использовать данные табл. ХП-2.

Рис. XII-16. Расчет простой одноступенчатой экстракции по треугольной диаграмме (к задачи XII. 4).

Рнс. ХII-17. Расчет простой одноступенчатой экстракции по диаграмме S - В (к задачи XII. 4)

Задача XII.5. 1000кг раствора ацетона (В) в воде (Л), содержащего 50% ацетона, подвергают экстракции метилизобутил-кетоном (5) для получения рафината, содержащего 10% ацетона. Определить потребное количество теоретических ступеней, если экстракцию проводят перекрестным током, причем в каждой ступени используется 250 кг чистого растворителя.
При решении задачи воспользоваться экспериментальными данными, приведенными в табл. ХП-3.

Рис. ХII-18. Расчет многоступенчатой экстракции с перекрестным током по треугольной диаграмме (к задачи XII. 5).

Задача XII.6. 100кг раствора ацетон (В)-вода (A), содержащего 50% ацетона, подвергают экстракции четыреххлористым углеродом -(5) для получения рафината, содержащего 10% ацетона. Определить необходимое число теоретических ступеней, если экстракцию проводят перекрестным током и в каждую ступень подают по 25 кг чистого экстрагента. Кривая равновесия и сопряженные точки приведены на треугольной диаграмме (рис. ХП-20). Сравнить результаты с полученными в задачае XII. 5.

Рнс. ХII-20. Расчет многоступенчатой перекрестноточнои экстракция ацетона из воды, четыреххлористым углеродом (к задачи XII. 7).

Задача XII. 7. Раствор ацетон (В)-вода (A), содержащий 50% ацетона, подвергают противоточной многоступенчатой экстракции метилизобутилкетоном (5) с целью получения рафината, содержащего 2,6% ацетона. Расход исходного раствора 1000 кг/ч, экстрагента 655 кг/ч. Определить необходимое число теоретических ступеней, составы и расходы продуктов каждой ступени. Данные по равновесию приведены в задачае XII. 5.

Задача XII.8. Раствор уксусная кислота (В)-вода (А), содержащий. 30% уксусной кислоты, подвергают противоточной многоступенчатой экстракции диизопропиловым эфиром (S) с целью снижения концентрации уксусной кислоты в конечном рафинате до 0,0203 кг/кг раствора.
Определить необходимое число теоретических ступеней экстракции при расходах: раствора 2000 кг/ч, экстрагента 5000 кг/ч. При решении использовать диаграммы S - В и Yв - Хв. Данные по равновесию системы вода - уксусная кислота - диизопропиловый эфир приведены в табл. ХП-7.

Рис. ХII-23. Определение рабочих концентраций по диаграмме S - В в задачае XII. 8.

   

Cтраница 6 из 15

Яндекс.Метрика Rambler's Top100