Задачи ПАХТ разные

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 (μ = 0,0144 спз).
Вязкость пропана при 20° С μ20 = 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 μ1 = 0,586 спз и μ2 = 0,199 спз. Сравнить значения, полученные по уравнениям (III.11) и (III.13), с экспериментальными данными (μ = 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 μ = 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/м3μ = 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 μ = 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 μ = 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 μ = 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 μ = 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 μ = 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

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.

на треугольной диаграмме для системы вода (А)-ацетон (В) -трихлорэтан (S)

Скачать решение задачи XII.1 (задача ПАХТ)

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.

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

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

Скачать решение задачи XII.2 (задача ПАХТ)

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.

Скачать решение задачи XII.3 (задача ПАХТ)

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.

Расчет простой одноступенчатой экстракции по треугольной диаграмме

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

Расчет простой одноступенчатой экстракции по диаграмме S - В

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

Равновесные данные вода - уксусная кислота - этиловый эфир

Скачать решение задачи XII.4 (задача ПАХТ)

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.

Расчет многоступенчатой экстракции с перекрестным током по треугольной диаграмме

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

Равновесные данные диаграмма вода - ацетон - метилизобутилкетон

Скачать решение задачи XII.5 (задача ПАХТ)

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.

Расчет многоступенчатой перекрестноточнои экстракция ацетона из воды, четыреххлористым углеродом

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

Скачать решение задачи XII.6 (задача ПАХТ)

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.

Скачать решение задачи XII.7 (задача ПАХТ)

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.

Определение рабочих концентраций по диаграмме S - В

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

Равновесные данные диаграммы уксусная кислота - вода - диизопропиловый эфир

Скачать решение задачи XII.8 (задача ПАХТ)

   

Раздел XI Перегонка и ректификация

Задача XI.1. 100 кмоль смеси бензол - толуол, содержащей 70 мол. % бензола, подвергают простой перегонке и получают 92,13 кмоль дистиллята. Определить конечный состав кубового остатка и дистиллята. Равновесные данные для рабочей смеси:

Равновесные данные для рабочей смеси:

Скачать решение задачи XI.1 (задача ПАХТ)

Задача XI.2. 100 кмоль смеси, содержащей 10,8 мол. % пропана (А), 67,4 мол. % бутана (В) и 21,8 мол. % пентана (С), подвергают простой перегонке при давлении 760 мм рт. ст., пока не испарится половина содержащегося в смеси бутана. Определить составы дистиллята (пары) и остатка. Относительные летучести по бутану: аАВ = 4,55; аВВ = 1; аСВ = 0,2325

Скачать решение задачи XI.2 (задача ПАХТ)

Задача XI.3. Эквимолярную смесь бензола и толуола подвергают интегральной перегонке при давлении 760 мм рт. ст. с целью отгонки 40 мольн. % исходной смеси. Определить равновесный состав дистиллята (пары) и остатка и температуру перегонки. Равновесные данные приведены в задачае XI.1.

Определение концентраций при интегральной перегонке

Рис. Х1-4. Определение концентраций при интегральной перегонке (к задачи Х1-3).

Скачать решение задачи XI.3 (задача ПАХТ)

Задача XI.4. Смесь, содержащую 15 мольн. % пропана, 65 мольн. % бутана и 20 мольн. % пентана, подвергают равновесной перегонке при температуре / = 5° С и давлении 600 мм рт. ст. Определить мольную степень разделения и состав жидкой и паровой фаз. Константы равновесия k1 = 6,34; k2 = 1,37; k3 = 0,32.

Скачать решение задачи XI.4 (задача ПАХТ)

Задача XI.5. Смесь, содержащую 10 моль изобутана, 10 моль к-пентана, 16 моль изопентана, 47 моль м-гексана и 17 моль «-гептана, подвергают равновесной перегонке при давлении 10 ат и температуре 160° С. Определить состав полученных продуктов, если константы равновесия равны k1 = 3,6; k2 = 1,79; k3 = 1,6; k4 = 0,95; k5 = 0,6.

Скачать решение задачи XI.5 (задача ПАХТ)

Задача XI.6. 3000 кг неочищенного скипидара, содержащего 8% воды, подвергают перегонке с водяным паром при давлении 760 мм рт. ст. Для перегонки применяют насыщенный пар давлением р = 1,725 кгс/см2. Определить общий расход пара.
Начальная температура смеси t=25°С; теплота парообразования скипидара r=71,5 ккал/кг удельная теплоемкость скипидара с=0,59 ккал/(кг-град); молекулярный вес скипидара MСК = 140; эффективность насыщения n = 0,85.

Давление перегонки с водяным паром смеси скипидара и воды при различных температурах

Скачать решение задачи XI.6 (задача ПАХТ)

Задача XI.7. В тарельчатой ректификационной колонне непрерывного действия производительностью 1000 кмол/ч исходной смеси, содержащей 40 мол. % метилового спирта и 60 мольн. % этилового спирта, надо получить дистиллят, содержащий 95 мольн. % метилового спирта, и остаток, содержащий 96,66 мольн. % этилового спирта. Колонна работает при атмосферном давлении. Определить минимальное число теоретических тарелок, число теоретических тарелок при флегмовом числе R = 1,5 Rмин и действительное число тарелок.

Равновесные концентрации приведены в табл. Х1-6.

Зависимость относительных летучих компонентов смеси этанол - метанол

Скачать решение задачи XI.7 (задача ПАХТ)

Задача XI.8. В тарельчатой ректификационной колонне подвергают ректификации 775,8 кмоль/ч дебутанизированного газойля для получения дистиллята, содержащего 94,3 мольн. % изопента-на; остаток должен содержать 2,54- мольн. % изопентана. Колонна работает с флегмовым числом R = 2,80 Rмин. Определить действительное число тарелок, если общий к.п.д. n = 0,70. Состав исходной смеси (в мольн. %): н-бутан - 0,59; изопентан-18,00; н-пентан - 27,5; циклопентан - 0,36; гексан - 53,55.

Скачать решение задачи XI.8 (задача ПАХТ)

Задача XI.9. Определить оптимальное значение флегмового числа для колонны, в которой происходит ректификация смеси четыреххлористый углерод - толуол. Четыреххлористый углерод содержится: в исходной смеси 22 мольн. %; в дистилляте 90 мольн. %; в остатке 2,2 мольн. %.

Скачать решение задачи XI.9 (задача ПАХТ)

Задача XI.10. В ректификационной колонне с колпачковыми тарелками, работающей при атмосферном давлении, происходит разделение 42 000 кг/сутки бинарной смеси четыреххлористый углерод - толуол. Концентрация легколетучего компонента: в исходной смеси ср = 32%; в дистилляте сD = 93,4%; в остатке сw = 3,6%.
Определить действительное число тарелок и высоту колонны если коэффициенты массоотдачи, отнесенные к активной поверхности тарелки, равны:
kг = 1000 кмоль/(м2-ч-y)
kж = 400 кмоль/(м2-ч-x)
Определить также расходы пара в кипятильнике и воды в дефлегматоре.

Скачать решение задачи XI.10 (задача ПАХТ)

Задача XI.11. По условиям предыдущей задачи определить высоту насадочной колонны, работающей в тех же условиях, что и тарельчатая колонна. В качестве насадки применяются кольца Рашига размером 50X50X5 мм, загруженные внавал.

Скачать решение задачи XI.11 (задача ПАХТ)

   

Раздел X Абсорбция

Задача X.1. В насадочной колонне происходит абсорбция СО2 водой. Начальная концентрация у1 = 10 объемн. %; конечная концентрация y2 = 0,3 объемн. %. Начальная концентрация жидкости c2 = 25 мг/л. Расход газа 1000 м3/ч (при нормальных условиях). Давление 15,5 ат, температура 25°С. Требуется:
1) определить минимальный расход абсорбента; 2) построить рабочую линию при расходе воды, превышающем минимальный в 2 раза; 3) определить среднюю движущую силу вверху и внизу колонны.

Скачать решение задачи X.1 (задача ПАХТ)

Задача X.2. Определить высоту насадки в колонне для абсорбции двуокиси углерода водой при следующих условиях: среднее давление р = 15,5 ат; средняя температура t= 25° С; расход газа (при нормальных условиях): на входе V = 4430 м3/ч; на выходе V2 = 2965 м3/ч; содержание СО2 в газе: на входе у1 = 0,297; на выводе y2 = 0,009; концентрация СО2 в абсорбенте: на входе С1 = 0,025 кг/м3; на выходе с2 = 4,250 кг/м3; диаметр колонны dк = 2150 мм; тип насадки - кольца Рашига 75X75X10 мм, загруженные внавал.
Коэффициенты массоотдачи: внизу колонны kг1= 0,537 кмоль/(м2-ч- (кмоль/кмоль)); вверху колонны kг2= 0,281 кмоль/(м2ч (кмоль/кмоль)); для всей колонны kж = 83,5 кмоль/(м2-ч- (кмоль/кмоль)).

Скачать решение задачи X.2 (задача ПАХТ)

Задача X.3. Определить высоту насадки в колонне для десорбции аммиака из водного раствора воздухом. Колонна работает в следующих условиях: расход раствора аммиака L2= 1069,90 кмоль/ч; концентрация аммиака в растворе: на входе С2 = 0,0698 кг/кг; на выходе С1 = 0,0186 кг/кг; расход воздуха G = 530 кмоль/ч; концентрация аммиака в выходящем из колонны воздухе у2 = 0,1; средняя температура t = 40° С; диаметр колонны dк = 2200 мм; тип насадки: кольца Рашига 50X50X5 мм, загруженные внавал. Коэффициент массопередачи, отнесенный к газовой фазе, Кг = 0.7 кмоль/(м2-ч- (кмоль/кмоль)). Для построения линии равновесия имеются следующие экспериментальные данные:
X........0,0201….. 0,0498…… 0,0795
У*.......0,0388 …..0,1044….. 0,1875

Скачать решение задачи X.3 (задача ПАХТ)

Задача X.4. В колонне с насадкой из колец Рашига происходит водная абсорбция двуокиси серы из ее смеси с воздухом. Колонна работает при следующих условиях: расход газа V = 3000 м3/ч; концентрация SО2 в газе: на входе у1 = 0,04; на выходе y2 = 0,005; концентрация SO2 в растворе на входе в колонну Х2 = 0; расход абсорбента L = 1,16-LМин; средняя температура в колонне t = 20° С; диаметр колонны dк = 1,26 м.
Определить концентрации SО2 на поверхности раздела в газовой и жидкой фазах по длине колонны. Даны коэффициенты массоотдачи вычисленные в задачие VIII. 20: kг = 31,3 м/ч и kж = 0,438 м/ч; для построения линии равновесия использовать следующие величины, полученные на основе экспериментальных данных при t = 20° С:

Скачать решение задачи X.4 (задача ПАХТ)

Задача Х.5. По исходным данным и результатам расчета задачи X.4 определить необходимую поверхность и высоту слоя насадки в колонне.

Скачать решение задачи X.5 (задача ПАХТ)

Задача X.6. Рассчитать насадочную колонну для абсорбции двуокиси серы из смеси с воздухом. Расход очищаемого газа при 20° С составляет 3000 м3/ч, а концентрация SO2 - 4 объемн.%. Абсорбцию проводят при атмосферном давлении водой. Средняя температура в колонне равна 20° С. На выходе из колонны газ содержит 0,5 объемн. % SО2. Расход абсорбента в 1,16 раз больше минимального. Влажностью газа пренебречь.

Скачать решение задачи X.6 (задача ПАХТ)

Задача X.7. Найти формулу для определения средней движущей силы на n-ой тарелке абсорбционной колонны, работающей по следующей схеме: перемешивание газа на тарелке идеальное, а концентрация жидкости изменяется линейно в интервале от Xn+1+1 до Хn.

Скачать решение задачи X.7 (задача ПАХТ)

Задача X.8. Определить среднюю движущую силу на n-ой тарелке колонны для абсорбции аммиака при различных режимах работы, пользуясь следующими экспериментальными данными: Л

Скачать решение задачи X.8 (задача ПАХТ)

Задача X.9. По условиям задачи X. 8 определить число единиц переноса и коэффициент массопередачи, отнесенный к газовой фазе. Дано: расход инертного газа G=54 кмоль/ч; рабочая площадь тарелки SТ = 0,4496 м2.

Скачать решение задачи X.9 (задача ПАХТ)

Задача X.10. Определить необходимое число колпачковых тарелок в колонне для абсорбции аммиака из отходящих газов на установке синтеза аммиака. Колонна работает при следующем режиме: расход отходящих газов (при нормальных условиях) V = 1300 м3/ч; содержание аммиака в газе уг = 0,065; начальная температура газа t = 16°С; начальная температура воды t= 16°С; среднее давление в колонне р = 1,095-105 Н/м2; диаметр колонны dк = 0,8 м.
В колонне абсорбируется 94 объемн.% содержащегося в газе аммиака; конечная концентрация аммиака в воде составляет 90% от равновесной. При расчете следует учесть теплоту растворения аммиака. Коэффициент массопередачи Кг = 78,2 кмоль/(м2-ч- (кмоль/кмоль)).

Скачать решение задачи X.10 (задача ПАХТ)

   

Cтраница 8 из 16

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат