Задачи по Калишуку контрольная работа №1
Задача 3 (Калишук) Температура и абсолютное давление газовой смеси в исходном состоянии составляет t1 и P1 соответственно. Смесь была подвергнута компримированию (дросселированию), а затем после компримирования охлаждению (после дросселирования – нагреванию). В результате давление смеси изменилось в N раз (после дросселирования уменьшилось, после компримирования увеличилось), а температура – на Δt. Смесь состоит из компонентов A и B, причем объемная доля компонента A в n раз больше доли компонента В. Определить: 1) какой объем занимал 1 кг смеси при исходных температуре и давлении; 2) кинематическую вязкость смеси после дросселирования с последующим нагреванием (после компримирования с последующим охлаждением). Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.5, по предпоследней цифре – из табл. 5.6.
t1 = 70ºC, N = 2, А – этилен, n = 1,4, Р1 = 650 кПа, Δt = 20 ºC, процесс дросселирование, В – Азот
Скачать решение задачи 3 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 4 (Калишук) Раствор приготовлен из m1 бензола и m2 органического соединения (ОС). Температура раствора составляет t. Определить: 1) объемную долю ОС в растворе; 2) объем, плотность и динамическую вязкость полученного раствора. При расчетах раствор принять неассоциированным
m1 = 36 кг, ОС – этилацетат, m2 = 10кг, t = 30ºC
Скачать решение задачи 4 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 10 (Калишук) Емкость Монтежю используют для откачивания высокоагрессивных жидких продуктов плотностью ρ из реактора (рис. 5.5). Емкость представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, внутренний диаметр которого Dе с эллиптическими днищем и крышкой. Высота цилиндрической части емкости Монтежю Hе. Реактор – вертикальный цилиндрический аппарат с внутренним диаметром Dр, днище его эллиптическое. Отвод жидких продуктов из реактора и вход их в емкость Монтежю осуществляется через штуцеры, расположенные в нижней части днищ. Плоскость соединения штуцера с днищем реактора А-А расположена на расстоянии hр от уровня фундамента здания. Плоскость соединения штуцера с днищем емкости Монтежю Б-Б расположена на hе выше уровня фундамента. При полном опорожнении реактора емкость Монтежю заполняется жидкостью на ϕ своего объема. При откачивании продуктов из реактора абсолютное давление газовой среды в нем постоянно и составляет Pр. Определить:
1) уровень жидкости в емкости Монтежю относительно плоскости Б-Б при полном опорожнении реактора;
2) уровень жидкости в реакторе относительно плоскости А-А перед началом его опорожнения;
3) минимальное значение разрежения, которое должен создавать вакуумный насос для полного опорожнения реактора;
4) массу продуктов реакции в реакторе до начала его опорожнения. Диаметрам стандартных эллиптических днищ (крышек) соответствуют следующие номинальные объемы: 0,6 м – 0,0352 м3; 0,7 м – 0,0453 м3; 0,8 м – 0,0793 м3; 1,0 м – 0,1617 м3; 1,2 м – 0,2534 м3; 1,4 м – 0,3960 м3; 1,6 м – 0,5840 м3; 1,8 м – 0,8617 м3; 2,0 м – 1,1681 м3; 2,2 м – 1,5395 м3; 2,4 м – 1,9823 м3.
Рис. 5.5. Схема опорожнения реактора при использовании емкости Монтежю: 1 – реактор; 2 – емкость Монтежю; 3 – вакуумный насос
Вар 84 р=1030 кг/м3, Не = 2,8м, hp = +0,4м,
De = 2м, Dp = 2,2м, he = 3,7м, Рр = 112 кПа.
Скачать решение задачи 10 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 13 (Калишук) Трубопровод, внутренний диаметр которого d, используется для перекачивания жидкости в двух режимах. В первом режиме средняя скорость движения жидкости w1, а температура T1. Во втором режиме температура жидкости T2, а ее средняя скорость в A раз больше w1. Определить: 1) массовые расходы жидкости в трубопроводе в обоих режимах ее перекачивания; 2) соотношение динамических давлений на оси трубопровода в первом и втором режимах перекачивания жидкости. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.25, по предпоследней цифре – из табл. 5.26.
Жидкость: этилацетат, Т1 = 365 К, А = 2,2, d = 51мм, w1 = 0,12 м/с, Т2 = 290К
Скачать решение задачи 13 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 26 (Калишук) Измерительная часть трубки Пито – Прандтля установлена на геометрической оси трубопровода, внутренний диаметр которого D (рис. 5.20).
Рис. 5.20. Схема проведения измерений с помощью трубки Пито – Прандтля: 1 – трубопровод; 2 – трубка Пито – Прандтля; 3 и 4 – трубки для передачи импульсов давлений; 5 – дифференциальный двухтрубный манометр; А – внутренняя трубка; Б – кожуховая трубка; В – отверстие для отбора импульса статического давления; Г – отверстие для отбора импульса полного давления
По трубопроводу движется газ, имеющий абсолютное давление P и температуру t. Объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям, в трубопроводе составляет V. Температура воды в жидкостном двухтрубном (U-образном) дифференциальном манометре, присоединенном к трубке Пито – Прандтля, равна 25°C.
Определить: 1) среднюю скорость газа в трубопроводе;
2) показания (разность уровней жидкости в коленах) дифференциального манометра;
3) массу газа, проходящего через трубопровод за время τ.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.51, по предпоследней цифре – из табл. 5.52.
Вар 84 D = 205мм, V = 1,64 м3/с, t = 80°С
газ - этилен, Р = 180 кПа, τ = 270 мин.
Скачать решение задачи 26 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 27 (Калишук) Разность уровней воды в коленах двухтрубного (U-образного) дифференциального манометра составляет h. Дифференциальный манометр соединен с трубкой Пито – Прандтля, измерительная часть которой находится на геометрической оси трубопровода (рис. 5.21). Внутренний диаметр трубопровода D. Газ, который движется в трубопроводе, имеет избыточное давление Ризб и температуру T. Температура воды в манометре 20°C. Определить: 1) среднюю скорость газа в трубопроводе; 2) суточный массовый расход газа; 3) часовой объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям
Рис. 5.21. Схема проведения измерений с помощью трубки Пито – Прандтля: 1 – трубопровод; 2 – трубка Пито – Прандтля; 3 и 4 – трубки для передачи импульсов давлений; 5 – дифференциальный двухтрубный манометр; А – внутренняя трубка; Б – кожуховая трубка; В – отверстие для отбора импульса статического давления; Г – отверстие для отбора импульса полного давления
h = 34мм, Т = 320 К, газ-диоксид углерода, D = 163 мм, Ризб = 170 кПа.
Скачать решение задачи 27 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 35 (Калишук) Водонапорная башня соединена трубопроводом длиной L с коллектором, из которого вода разбирается потребителями (рис. 5.29). Диаметр трубопровода D×δ абсолютная шероховатость внутренней поверхности его стенок Δ. Вода имеет температуру ,t максимальное ее потребление составляет V. На трубопроводе установлены две задвижки, соединение его отдельных прямых участков осуществляется с помощью N крутозагнутых прямоугольных отводов. Давление над уровнем воды в напорной емкости водонапорной башни атмосферное. Избыточное давление воды на входе в коллектор при максимальном ее потреблении должно быть не меньше Ризб. Уровень, на котором находится место соединения трубопровода с коллектором, расположен на h ниже уровня фундамента водонапорной башни. При минимальном заполнении уровень воды в напорной емкости на hΔ ниже ее крышки. Определить: 1) эквивалентную длину трубопровода; 2) высоту водонапорной башни относительно уровня ее фундамента .
Рис. 5.29. Схема подачи воды из водонапорной башни: 1 – напорный бак; 2 – опорные конструкции водонапорной башни; 3 – фундамент; 4 – трубопровод; 5 – коллектор; 6, 7 – задвижки; 8 – отводы
D = 76мм, V = 4,5 м3/ч, N = 9, Ризб = 90 кПа, Δh = 2,4м, L = 300м, б = 3,5мм, Δ = 0,22мм, t = 12ºС, h = 3м
Скачать решение задачи 35 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 36 (Калишук) В двухкорпусной выпарной установке (рис. 5.30) раствор из первого корпуса во второй перетекает самотеком. Давление вторичного пара над поверхностью раствора в первом корпусе P1 давление вторичного пара над поверхностью раствора во втором корпусе на ΔР меньше атмосферного. Плотность раствора, перетекающего из первого корпуса во второй, ρ Плотность раствора в циркуляционной трубе второго корпуса на α больше, чем ρ1. Уровни растворов в первом и втором корпусах в их карманах одинаковы и на Δh выше уровней геометрических осей штуцеров для отвода растворов. Геометрические оси штуцеров для подвода растворов в выпарные аппараты расположены на h ниже геометрических осей штуцеров для отвода растворов. Раствор перетекает из первого корпуса во второй по трубопроводу внутренним диаметром d и абсолютной шероховатостью стенок Δ. Длина трубопровода L, на нем имеются два крутозагнутых прямоугольных отвода и регулирующий вентиль. Массовый расход раствора, перетекающего из первого корпуса во второй, зависит от степени открытия регулирующего вентиля и равен G. Динамическая вязкость этого раствора.
Рис. 5.30. Схема перетока раствора из корпуса в корпус в двухкорпусной выпарной установке: 1, 2 – выпарные аппараты (первый и второй корпусы соответственно); 3 – трубопровод; 4 – регулирующий вентиль; А1, А2 – циркуляционные трубы; Б1, Б2 – греющие камеры; В1, В2 – сепараторы; Г1, Г2 – карманы для перетока раствора в циркуляционные трубы и для отвода упаренного раствора; Д1, Д2 – штуцеры для подвода раствора; Е1, Е2 – штуцеры для отвода раствора
Определить: 1) скорость движения раствора по трубопроводу; 2) коэффициент местного сопротивления регулирующего вентиля, при котором обеспечивается заданный расход раствора. При расчетах пренебречь эжектирующим эффектом, возникающим за счет движения раствора в циркуляционной трубе второго корпуса.
Р1 = 230 кПа, р1=1085 кг/м3, Δh = 45см, дельта=0,16мм, L = 23м, ΔP =22 кПа, а = 3%, h = 3м, d = 50 мм, G = 1,3 кг/с, μ=1,03 мПа*с.
Скачать решение задачи 36 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 39 (Калишук) Насос подает жидкость из емкости в аппарат (рис. 5.33). Давление над поверхностью жидкости в емкости на ΔP отличается от атмосферного. Абсолютное давление над поверхностью жидкости в аппарате Pа. Уровень жидкости в емкости на Δh1 выше уровня фундамента цеха. Всасывающий и нагнетательный патрубки насоса расположены на высоте hп от уровня фундамента. Разность уровней расположения нагнетательного патрубка насоса и жидкости в аппарате Δh2.
Суммарные необратимые потери давления в нагнетательном трубопроводе, включающие потери на трение, местных сопротивлениях и потери динамического давления, равны ΔPнаг. Суммарные необратимые потери давления во всасывающем трубопроводе составляют А от ΔPнаг. Температура жидкости t, ее объемный расход V.
Рис. 5.33. Схема подачи жидкости в аппарат:
1 – емкость; 2 – насос; 3 – аппарат; 4, 5 – всасывающий и нагнетательный
трубопроводы соответственно
Определить:
1) напор, развиваемый насосом;
2) полезную мощность насоса.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.77, по предпоследней цифре – из табл. 5.78.
Жидкость - ацетон, ΔP = -3 кПа, hn = 0,65м, Δh2 = 10м, А = 4,6%; V = 8,4 м3/ч, Рв = 95 кПа, Δh1 = 2м, Рнаг = 110 кПа, t = 20ºC
Скачать решение задачи 39 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 45 (Калишук) В состав насосной установки входит n параллельно соединенных одинаковых центробежных насосов (рис. 5.39), рабочие характеристики которых представлены в табл. 5.90.
Потери давления в сети, на которую работает насосная установка ΔPс , Па, связаны с расходом жидкости через сеть с V , м3/с, зависимостью ΔPс ≈ A + BV2, где A – потери давления, связанные с преодолением разности статических давлений в исходном и конечном сечениях сети и подъемом жидкости по сети, Па; B – коэффициент, величина которого определяется сечениями, длинами, местными сопротивлениями всасывающего и нагнетательного трубопроводов сети, а также режимами движения жидкости в них. Температура перекачиваемой жидкости t.
Рис. 5.39. Схема насосной установки
с параллельно соединенными насосами (на примере трех насосов):
1 – насосы; 2, 3 – всасывающий и нагнетательный трубопроводы сети
Определить:
1) напор и производительность одного насоса при работе на заданную сеть;
2) напор, производительность и полезную мощность насосной установки при работе на сеть.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.91, по предпоследней цифре – из табл. 5.92.
А = 100 кПа, n = 4шт, t = 30ºC, Жидкость вода, В = 5,4*10-10 кг/м3
Скачать решение задачи 45 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 51 (Калишук) В аппарат непрерывного действия (рис. 5.45) на разделение поступает Vсусп суспензии, массовая доля твердой фазы в которой составляет хсусп. В результате разделения получают осветленную жидкость с массовой долей твердой фазы в ней хосв и осадок, объемная доля жидкой фазы в котором сж Плотности фаз, входящих в состав суспензии: жидкости ρж твердых частиц ρт. Твердые частицы не обладают свойством впитывать в себя жидкость.
Рис. 5.45. К расчетам материального баланса аппарата для разделения суспензии Определить: 1) объемную производительность аппарата по осветленной жидкости; 2) массовую производительность аппарата по осадку; 3) коэффициент разделения суспензии, достигаемый в аппарате. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.105, по предпоследней цифре – из табл. 5.106
Вар 77 Vсусп = 8,4 м3/ч, хосв = 75*10-4 кг/кг, рж = 970 кг/м3, хсусп = 178*10-3 кг/кг, сж = 0,36 м3/м3, рт =1260 кг/м3.
Скачать решение задачи 51 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 60 (Калишук) В аппарате кипящего слоя (рис. 5.52) в псевдоожиженном состоянии находится монодисперсный слой твердых частиц, форма которых близка к сферической. Фиктивная скорость потока воздуха в аппарате w. При этом объемная доля материала в слое εм Температура воздуха в аппарате t давление его близко к атмосферному. Аппарат имеет постоянное по высоте сечение. Высота псевдоожиженного слоя h. Определить: 1) эквивалентный диаметр частиц; 2) предельное число псевдоожижения для этих частиц; 3) гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя частиц. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.123, по предпоследней цифре – из табл. 5.124.
Рис. 5.52. Схема аппарата кипящего слоя: 1 – корпус; 2 – газораспределительная решетка;3 – псевдоожиженный (кипящий) слой частиц
Материал частиц – керамика (крошка), εм = 0,36, t = 400ºС, w = 1,4м/с, h = 420мм
Скачать решение задачи 60 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 61 (Калишук) Нагнетательная система пневмотранспорта используется для вертикального перемещения твердого зернистого материала и его подсушки (рис. 5.53).
Рис. 5.53. Схема нагнетательной системы пневмотранспорта материала с его подсушкой: 1 – компрессор; 2 – калорифер (подогреватель воздуха); 3 – питатель; 4 – трубопровод; 5 – циклон
Скорость воздуха в зоне подачи материала в трубопровод составляет w, она в A раз больше скорости витания наибольших частиц. Избыточное давление воздуха в данном месте трубопровода Pизб, а температура t. Внутренний диаметра трубопровода d. Определить: 1) эквивалентный диаметр наибольших частиц, перемещающихся в системе пневмотранспорта; 2) объемный расход воздуха (приведенный к нормальным условиям) в трубопроводе системы. Частицы при расчетах принять сферическими. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.125, по предпоследней цифре – из табл. 5.126.
Вар 84, материал – кварц, А = 2,2, t = 130°C, d = 60мм, w = 22м/с, Ризб = 75 кПа.
Скачать решение задачи 61 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 66 (Калишук) При испытаниях лабораторного фильтра за промежутки времени с момента начала опытов τ1, τ2, τ3, τ4, и τ5 получено в расчете на 1 м2 фильтровальной перегородки V1, V2, V3, V4 и V5 фильтрата. Перепад давлений в опытном фильтре составлял ΔРо Поверхность фильтрования промышленного фильтра F, перепад давлений в нем постоянен и равен ΔРп Продолжительность стадии фильтрования в промышленном фильтре τn. В опытном и промышленном фильтрах подвергаются разделению одинаковые суспензии при одной и той же температуре. Фильтровальные перегородки в опытном и промышленном фильтрах одинаковы и не забиваются в ходе процесса. Получаемый осадок несжимаемый и однородный. Определить: 1) константы фильтрования для опытного фильтра (графическим путем); 2) объем фильтрата, получаемого в промышленном фильтре за один цикл его действия.
τ1=270c, τ2=540c, τ3=810c, τ4=1080c, τ5 =1350c, V1=145*10-4, V2=273*10-4, V3=388*10-4, V4=506*10-4, V5=581*10-4 м3/м2 d=ΔPn =240кПа, ΔP0=60 кПа, F = 2,8м2, τn =16ч.
Скачать решение задачи 66 (Калишук) раздел 1, цена 200р
Задача 71 (Калишук) Для очистки газа от пыли используется группа из N параллельно соединенных циклонов НИИОГАЗ типа ЦН (рис. 5.62).
Рис. 5.62. Схема группы циклонов (на примере четырех циклонов): 1–4 – циклоны; 5 – бункер-пылесборник
Диаметр корпуса каждого из циклонов D. Потери напора газа в группе циклонов ΔH. Угол наклона входных патрубков циклонов α. Корпусы циклонов по длине нормальные Н или укороченные У. Поступающий на очистку газ имеет температур t. Запыленность газа на входе в циклоны составляет C (в расчете на 1 м3 газа при нормальных условиях). Плотность газа при нормальных условиях ρ0. Очистка ведется при давлении в циклонах, близком к атмосферному. Коэффициент очистки газа в циклонах η Гидравлическое сопротивление группы циклонов на 40% больше сопротивления одиночного циклона (из-за дополнительного сопротивления соединительных трубопроводов).
Определить:
1) объемную производительность группы циклонов по газу (привести к нормальным условиям);
2) гидравлическое сопротивление одиночного циклона;
3) массу пыли, выгружаемой из бункера-пылесборника группы циклонов за одни сутки.
Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.145, по предпоследней цифре – из табл. 5.146.
N = 2, ΔH=82м, t = 120ºС, η = 94,5%
D = 450мм, а = 11 град, Корпус – нормальный, С = 0,025 кг/м3, ρ0 = 1,15 кг/м3,
Скачать решение задачи 71 (Калишук) раздел 1, цена 200р
