Задачи на расчет хим аппаратов
Задача 4.1 По трубопроводу внутренним диаметром d = 0,04 м движется бутанол при t = 40 С со скоростью w = 1,2 м/с. Длина трубопровода l = 75 м. Плотность бутанола р = 795 кг/м3, его вязкость р = 1,78*10^-3 Па-с. Определить влияние абсолютной шероховатости труб в диапазоне 0,1 – 0,4 мм на гидравлические потери в трубопроводе.
Скачать решение задачи 4.1 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.2 В открытую вертикальную емкость цилиндрической формы (рис.) диаметром D = 2 м поступает жидкость с расходом V1 = 5.4 м3/час. Одновременно жидкость вытекает из отверстия диаметром d0 =0,02 м, расположенного в днище. Требуется определить изменения уровня жидкости Н во времени, если начальный уровень H0 = 4,5 м, а коэффициент расхода 0,6
Скачать решение задачи 4.2 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.3 В емкость втекает жидкость через вентиль 1 и вытекает через вентиль 2, которые расположены на высоте Нг от днища резервуара. Емкость герметизирована и имеет объем 9. В момент открытия обоих вентилей уровень жидкости в емкости равен И и давление газа над поверхностью жидкости Рв. Найти значение высоты уровня Ну, и давление газа Ру, в установившемся режиме при условии, что:
Скачать решение задачи 4.3 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.4 На переработку в аппарат с кипящим слоем поступает G = 600 кг/час материала с плотностью частиц рг=900 кг/м3, Порозность псевдоожиженного слоя е = 0,55. Необходимое время обработки материала 0,2 часа. Предполагается, что имеет место идеальное перемешивание. Требуется определить: 1) Зависимость объема кипящего слоя от доли частиц х. находящихся в нем не менее 0.2 часа. 2) Зависимость доли частиц, находящихся в аппарате не менее чем 0,2часа, от числа последовательно соединенных слоев с идеальным перемешиванием.
Скачать решение задачи 4.4 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.5 В горизонтальном аппарате диаметром D = 1,2м и длиной L = 3,8м с наружной поверхностью F = 25 м2 конденсируется водяной пар давлением Р = 15 ат и температурой t = 197 °С. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке а1 = 1720 Вт/м*К. Аппарат выполнен из стали 1Х18Н9Т. Толщина стенки 6=12 мм. В качестве изоляционного материала используется асбозурит. Требуется определить толщину слоя изоляции 8т и температуру на поверхности слоев для трех вариантов: 1) Задана температура наружной поверхности изоляции tСТ: =50 "С. Температура окружающей среды tос =25 С. Аппарат расположен в закрытом помещении. 2) Заданы допустимые потери тепла 5000 Вт. Температура окружающей среды tос =25 С. Аппарат расположен в закрытом помещении.
Скачать решение задачи 4.5 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.6 Определить число теоретических ступеней в верхней и нижней частях колонны при ректификации смеси этанол - изопропанол. Состав исходной смеси хf = 0,555 мол. дол. Требуется получить дистиллят с концентрацией хd = 0,023 мол. дол. Давление в колонне Р = 760 мм рт. ст.. Потоки пара и жидкости определены: Gв = 1,39 кмолъ/с; Gн = 1,5 кмоль/с: LB = 1,34 кмолъ/с; LH = 1,54 кмолъ/с. Расчет равновесия выполнить по модели Вильсона.
Скачать решение задачи 4.6 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.7 Определить число единиц переноса при ректификации смеси толуол-этилбензол. Расход исходной смеси F = 0,0188 кмоль/с; расход дистиллята D = 0,00381 кмоль/с; флегмовое число R = 5; расход пера в колонне G = 0,0229 кмоль/с; расход жидкости в верхней части колонны LВ=0,0191 кмоль/с; расход жидкости в нижней части LН =0,0378 кмоль/с. Концентрация исходной смеси xf =0,2.мол. дол.; дистиллята xd =0.98мол. дол.; кубового остатка xw = 0,002 мол. дол Давление в колонне Р = 120 мм рт. ст.
Скачать решение задачи 4.7 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.8 Определить эффективность колпачковой, ситчатой и клапанной тарелок, если локальная эффективность Еог = 0,7, расход пара G=0,164 кмоль/с, расход жидкости L = 0,0858 кмоль/с, тангенс угла наклона линии равновесия m = 0,43, высота двухфазного слоя на тарелке hf = 0,098м, газосодержание слоя Фг =0,45, расход жидкости Vж =3,04*10^-3 м3/с, длина сливной перегородки lw = 1,615 м, высота переливного порога hw =0,087 м, расстояние между приемным и сливным порогами zw =1,45,м, подпор жидкости над сливной перегородкой how = 0,011 м, расход пара Vг =4,61 м3/с, скорость пара в колонне wk =1,2 м/с, активная площадь тарелки S1 = 2,8 м2, высоте слоя монолитной жидкости на тарелке h0 = 0,054 м, скорость жидкости на тарелке w = 0,029 м/с.
Скачать решение задачи 4.8 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.9 В производстве полистирола осуществляется разделение трехкомпонентной смеси бензол - толуол - этилбензол с выделением этипбензола первого сорта хЭБ =0,996масс.дол.Состав исходной смеси хFB =0,08масс. дол., хFT =0.12масс, дол., хГЭБ =0,8 масс. дол. Количество смеси поступающей на разделение 7000 кг/час. Требуется определить число теоретических тарелок, необходимых для получения этилбензола с концентрацией не ниже чем ХWЭБ =0,996 мол. дол. При этом содержание этилбензола в дистилляте не должно превышать хDЭБ = 0,05 мол. дол.
Скачать решение задачи 4.9 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.10 Для выделения орто-ксилола из его смеси с изомерами и зтилбензолом используется колонна, снабженная 147 решетчатыми тарелками провального типа. Давления вверху колонну РВ=1 ата; внизу – РН = 1,4 ата. Питание е количестве Р =0,0353 кмоль/с подается на 84 - тарелку, считая снизу Т,е. точка ввода питания делит тарелки в колонне в соотношении nB : nH 63 : 84 = 0,75: 1. Состав питания: о-ксилол хFOK =0,264мол.дол., м-ксилол хFMK = 0,3938 мол. дол.; n-ксилол хглк =0,184 мол. дол.; этилбензол хFЭБ =0,1582 мол. дол. При флегмовом числе R = 5 получают кубовый остаток с содержанием орто-ксилола хWОК =0,955 мол. дол. и дистиллят с содержанием о-ксилола xDOC =0,152 мол. дол. Требуется оценить КПД колонны. При расчете допустить, что смесь идеальная. Точность расчета мольных потоков компонентов 0,0001 кмоль/с. Диапазон возможных изменений температур 500 - 0 °С.
Скачать решение задачи 4.10 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.11 Рассчитать отстойник для непрерывного осаждения частиц гипса эквивалентным диаметром 36 мкм. Концентрация частиц в растворе составляет х = 0,008 масс. дол., в осадке хос = 0,5 масс. дол. и в осветленной жидкости хОСВ = 0,0001 масс. дол.. Количество обрабатываемой суспензии 300 м3/ч; её температура t = 95 °С. Плотность воды рс = 962 кг/м3; плотность частиц гипса рг = 2240кг/м3; вязкость воды, vc = 0,301*10^-6 м2/с.
Скачать решение задачи 4.11 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.12 Определить индекс производительности центрифуги НОГШ-800-2 при таком заполнении барабана, когда внутренний радиус кольцевого слоя R1 = 0,25 м.
Скачать решение задачи 4.12 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.13 Необходимо осадить частицы гипса (рг = 2240 кг/м3) продолговатой формы с диаметром равновеликого шара dш =5 мкм из воды при температуре 95 °С (рс =962 кг/м3 vc = 0,301*10^-6 м2/с). Концентрация частиц в растворе составляет 0,008 масс. дол. Количество обрабатываемой суспензии 12 м3/ч. Для осаждения частиц предполагается использовать центрифугу НОГШ-800-2. Радиус кольцевого слоя R1 =0,25 м. Индекс производительности центрифуги 408м2.
Скачать решение задачи 4.13 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.14 Подобрать циклон типа ЦН для очистки V0=3600 нм3/ч воздуха при t = 20аС и давлении Р=1,2ат (рс = 1,44 кг/м3; мс =1,8*10^-5 Па-с ) от частиц гипса (рт = 2240 кг/м3). Концентрация пыли в воздухе сВX = 5*10^-3 кг/м3. Пыль характеризуется средним диаметром частиц dМ =20 мкм и дисперсией lgG = 0.25. Требуемая степень очистки 90%.
Скачать решение задачи 4.14 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.15 Подобрать барабанный вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью на производительность по фильтрату 10 м3/ч (2,78*10^-3 м3/с). Исходные данные: перепад давления при фильтровании и промывке Р = 60000 Па; жидкая фаза суспензии и промывная жидкость - вода; температура фильтрования 20 С (мс =1*10^-3 Па-с; рс = 1000кг/м3); влажность осадка wос = 40%масс.; удельное сопротивление осадка rоc =7,7*10^11 м-2; сопротивление фильтровальной перегородки RФП = 1,32*10^10 м-1; плотность твердой фазы рг = 2220 кг/м3; массовая концентрация твердой фазы в суспензии ст=6 % масс.; температура промывной воды 53 °С (м = 0,52*10^-3 Па*с; р = 987 кг/м3); расход промывной воды на 1 кг осадка 1*10^-2 м3/кг; продолжительность окончательной сушки осадка тс, не менее 20 с.
Скачать решение задачи 4.15 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.16 Определить необходимую поверхность фильтра F, м2 для разделения Vс = 30 м3/сутки водной суспензии, содержащей 6 % масс, твердых частиц плотностью рт = 2220 кг/м3 при постоянном перепаде давления Р = 60000 Н/м2 и температуре 20 °С (мс=1*10^-3 Па-с; рс = 1000 кг/м3). Соотношение твердой фазы в суспензии и в осадке характеризуется параметром 0,0745 м3 осадка/м3 фильтрата; удельное сопротивление осадка roc =7,73*10^11, м-2:; сопротивление фильтровальной перегородки. RФП =1,32*10^10 м-1. Промывка осадка осуществляется водой при температуре t = 40 °С (м = 0,66*10^-3 Па-с; р = 992 кг/м3) из расчета 8м3 воды на 1 м3 осадка. Установлено, что продолжительность вспомогательных операций, связанных с выгрузкой осадка и подготовкой фильтра к работе, 0,3 ч (1080 с).
Скачать решение задачи 4.16 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.17 При сушке полистирола в аппарате с псевдоожиженным. слоем наблюдается унос пыли с отработанным воздухом. Расход воздуха V = 4000 м3/ч. Концентрация пыли 3 г/м3. Пыль по крупности относится к категории "средняя". Требуется определить необходимую поверхность фильтрации F, м2 гидравлическое сопротивление АР, Па, а также подобрать по каталогу фильтр марки СМЦ-166Б.
Скачать решение задачи 4.17 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.18 Рассчитать и подобрать по каталогу теплообменник для охлаждения 15 тонн в час дихлорэтана (GДХУ =4,17кг/с) от tн = 93 С до tК = 27 С. Охлаждение осуществляется водой с начальной температурой tH=18 С.
Скачать решение задачи 4.18 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.19 Требуется рассчитать и подобрать по каталогу конденсатор кожухотрубчатого типа для конденсации 5260 кг/ч насыщенных паров метанола (Gм = 1,46 кг/с) при давлении 1 ат (tкон = 64,7 С). Охлаждение осуществляется водой с начальной температурой tНВ = 18 С.
Скачать решение задачи 4.19 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.20 Рассчитать и подобрать по каталогу вертикальный испаритель для испарения 72 тонн в час (G=20 кг/с) четыреххлористого углерода, нагретого до температуры кипения при давлении 1 ата. Обогрев осуществляется водяным паром давлением 2 ат. Определить расход греющего пара, приняв тепловые потери в размере 2 % от полезно используемого тепла.
Скачать решение задачи 4.20 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.21 Рассчитать трехкорпусную выпарную установку для выпаривания раствора NaOH. На выпаривание подается GН = 80 т/ч (22,22 кг/с) раствора NaOH с температурой tH = 120 С и с начальной концентрацией хн=0,14кг/кг раствора (14 % масс.). Раствор необходимо упарить до концентрации хк = 0,41 кг/кг раствора (41 % масс.). Давление пара, обогревающего первый корпус Ргп = 10,2 ат, а давление в последнем корпусе установи Р,=0.2ат. Решено использовать выпарные аппараты с выносной греющей камерой и барометрический конденсатор с сегментными полками.
Скачать решение задачи 4.21 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.22 Требуется, определить диаметр и высоту абсорбера. Расход газа, приведенный к нормальным условиям, Vcм = 27000 нм3/ч. Температура газа 1Г=20°С, давление Р = 3,2ат, Начальная концентрация дихлорэтана в смеси сн=1,3% об. Коэффициент извлечения 0,96. Содержание дихлорэтана б регенерированном абсорбенте х=0,7 %масс. Принято решение установить е колонне клапанные тарелки.
Скачать решение задачи 4.22 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.23 Определить диаметр колонны и высоту слоя насадки из колец Рашига 25x2,5x3, при абсорбции дихлорэтана из абгазов фракцией нафтено-парафиновых углеводородов. Расход газовой смеси при нормальных условиях Vcм = 27000 нм3 /ч; массовый расход газа Gсм = 9,7 кг/с; объемный расход газа Vcм = 2,51 м3/с; давление в абсорбере Р = 3.2 ат ; средняя температура t = 22 С; начальная концентрация дихлорэтана в газе yH =0,0132 кноль ДХЭ/кмоль воздуха; коэффициент извлечения 0,96; расход жидкого поглотителя L = 2,23 кг/с; объемный расход поглотителя Vж =0,003 м3/с; количество поглощенного дихлорэтана Gдхэ = 15 кмоль/ч
Скачать решение задачи 4.23 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.24 На ректификацию поступает смесь метиламина и диметиламина (МА-ДМА) нагретая до температуры кипения с расходом F = 13600 кг/ч. Содержание метиламина в ней хF = 0,42 мол. дол. Возможны колебания нагрузки от 14800 кг/ч до 11800 кг/ч. В процессе ректификации необходимо выделить кубом товарный диметиламин с концентраций 0,999мол. дол. (хw =0,001 мол, дол.). Содержание диметиламина в дистилляте не должно превышать 0.14 мол. дол. (хD =0,86 мол. дол.). Давление вверху колонны Рн= 6 ат; внизу - Рн=6,2 ат. Обогрев колонны осуществляется насыщенным водяным паром давлением РГР = 4 ат. Для. охлаждения дефлегматора используется оборотная вода с начальной температурой tВН = 22 °С. Решено использовать колонну с колпачковыми тарелками. Требуется определить основные размеры колонны.
Скачать решение задачи 4.24 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.25 Требуется разделять бинарную смесь толуол - этилбензол с выделением этилбензола концентрацией 0,998 мол. дол. Содержание этилбензола в дистилляте не должно превышать 0,02 мол. дол. Расход исходной смеси F = 1000 кг/ч. Концентрация толуола в исходной смеси xf = 0.2 мол. дол. Давление в верхней части колонны РВ=80 мм.рт.ст., в нижней части колонны Рн =160 мм.рт. ст. Смесь подается в колонну в виде жидкости нагретой до температуры кипения. Обогрев куба колонны осуществляется насыщенным водяным паром давлением РГР =10 ат.
Скачать решение задачи 4.25 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.26 Рассчитать непрерывнодейстеующий колонный тарельчатый экстрактор для извлечения сероводорода (Н2S) из сжиженных газов 10 %-ным раствором моноэтаноламина (МЭА). Производительность экстрактора по сырью Vг = 74.4 м3/ч (0,02067 м3/с} при давлении Р = 10ат и температуре t = 30 С (плотность сжиженного газа р = 528 кг/м3). Содержание Н2S в сжиженном газе ун=1,06 кг Н2S/м3. Требуемое содержание H2S е сжиженном газе на выходе из экстрактора ук =0,016 кгН2S/м3. Раствор МЭА имеет плотность р = 1008 кг/м3. Концентрация Н2S в регенерированном экстрагенте хS = 1 кг H2S/м3, а в отработанном хЕ=20 кг Н2S/м3. Процесс экстракции Н2S из сжиженных газов моноэтаноламином изучался в лаборатории. При этом, было установлено, что соотношение объемов сжиженного газа и МЭА должно быть 1 : 0,06. Исследование равновесия между раствором Н2S е сжиженном газе и 10 %-ным раствором МЭА показало, что в области концентраций от хн=0 до хк = 20 кг Н2S/м3 равновесную зависимость можно считать линейной у* =0,003х. Кроме того, исследование кинетики процесса в экстракторе с двенадцатью ситчатыми тарелками позволило установить число единиц переноса, приходящееся на одну тарелку noy =0,131.
Скачать решение задачи 4.26 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.27 На сушку поступает Gн = 8,21 т/ч сульфата аммония плотностью рг = 1750 кг/м3 с начальной влажностью wн = 3 % масс Влажность высушенного материала wк = 0,5 %масс. Размер частиц dш = 3 мм; их форма округлая. Исходя из предварительных испытаний, принята температура воздуха на входе в сушилку t1 =120 'С, а на выходе t2 =55 С. Начальная температура материала tн =20 С. Конечная температура материала tк =53 С. Теплоемкость сульфата аммония с =3,42 кДж/кг*К. Параметры наружного воздуха t0 =22 С: ф0 =59 %; d0 =0,0103 кг влаги/кг а см.: I0=48,5 кДж/кг а.с.в. (точка А на рис.). Требуется определить основные размеры сушилки, расход воздуха и затраты тепла на сушку.
Скачать решение задачи 4.27 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.28 Задание. В пневматическую сушилку поступает G1 = 0,6 т/ч дисперсного материала с влажностью wн = 6 %мас. при температуре tн = 20 С. Сушка осуществляется горячим воздухом с начальной температурой t1 = 120 С и с влагосодержанием d1 =0,003 кг. влаги/кг а.с.в. Температура воздуха на выходе из сушилки по опытным. донным t2 = 90 С. Частицы материала характеризуются фактором формы Ф = 1,05 и диаметром равновеликого шара dш = 2,2 мм. Плотность материала рг = 1400 кг/м3 и теплоемкость с1 = 1,7 кДж/кг*К. Влажность высушенного материла wк = 0.5 % масс. Требуется определить основный размеры трубы (зоны сушки).
Схема пневматической сушилки. 1 - вентилятор; 2 - калорифер; 3 - труба; 4 - питатель; 5 ~ бункер; 6 - циклон; 7 - рукавный фильтр.
Скачать решение задачи 4.28 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.29 Рассчитать барабанную сушилку с распределительной насадкой для высушивания Gн=6,5 т/ч бурого угля со средним размером частиц dч = 8 мм от начальной влажности wн = 30 % до конечной влажности wк = 12 %. Температура влажного материала tн = 18 С. Топливо - природный газ. Температура топочных газов на входе в барабан t1 =430 С, на выходе из барабана t2 =160 C. Удельные потери тепла в окружающую среду на 1 кг испаренной влаги qп = 30 кДж/кг (что составляет примерно 1,3 % тепла, затрачиваемого на испарение 1 кг воды}. Параметры свежего воздуха t0 = 18 С, ф0 = 72 %. Давление в сушилке - атмосферное. Температура материала на выходе из сушилки tк = 95 С, теплоемкость высушенного материала см=1,4 кДж/кг*К.
Скачать решение задачи 4.29 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 4.30 Теплообменник, для охлаждения 15 тонн в час дихлорэтана (Gг =4.17 кг/с) от начальной температуры tНГ=93 С до tКГ = 27 С, Охлаждение осуществляется водой (GX =7,15 кг/с) с начальной температурой tнх =18 С. Температура воды на выходе из аппарата tкх = 32 С. Схема движения теплоносителей - противоточная (рис.). Средняя теплоемкость дихлорэтана с1 = 1521 Дж/кг*К, а воды сх = 4182 Дж/кг*К. Расчеты позволили определить коэффициент теплопередачи К = 457 Вт/м2*К и поверхность теплообмена F = 36 м2. Теплообменник, представляет собой четыре последовательно соединенных секции по 9 м2 каждая. Требуется установить распределение температур горячего и колодного теплоносителей вдоль поверхности теплообмена и их температуры на выходе из каждой секции.
Скачать решение задачи 4.30 (задачи ПАХТ) (цена 70р)