5 pkt.
8. Wyprowadź zależność opisującą strumień ciepła przenikający przez ściankę cylindryczną jedno i wielowarstwową.
Wnikanie:
Przewodzenie:
Dla ścianek cylindrycznych wielowarstwowych:
Po przekształceniach:
4 pkt.
1. Przedstaw metody wyznaczania współczynnika s
s – znając stałe C1 , K1 ,C2 ,K2
2. Opisz przemywanie osadu:
Opór jaki stawia cieczy myjącej osad i przegroda filtracyjna jest taki sam jak dla filtratu w ostatnim momencie filtracji:
Ponieważ filtrat i ciecz przemywająca mogą mieć różną lepkość to szybkość przemywania przyjmuje postać:
Jeśli μf = μp to:
Równania te są słuszne w przypadku gdy Δp filtracji i przemywania są takie same w przeciwnym przypadku musimy policzyć K i C dla wartości Δp przemywania:
3. Wyprowadź zależność opisującą strumień ciepła przewodzonego przez ściankę płaską.
9.Wyprowadź różniczkowe równanie Rayleigh dla destylacji prostej i przedyskutuj jego zastosowanie.
Korzystając z tego równania można rozwiązać 2 zagadnienia:
1) Jeżeli są dane wartości L0 , x0 , L – to dla konkretnego układu dwuskładnikowego o znanej zależności y= f (x) możemy znaleźć końcowy skład cieczy w kotle x, oraz przeciętny skład ciekłego destylatu:
-- z bilansu materiałowego składnika bardziej lotnego:
2)jeżeli znamy L0 , x0 , x to możemy wyznaczyć L
- liczbę moli cieczy w kotle.
Równanie:
Lub w postci scałkowanej:
10. Przedstaw interpretacje graficzną McCabe i Thiele umożliwiającą wyznaczenie prawidłowej i koniecznej liczby półek w kolumnie rektyfikacyjnej:
Licznik – oznacza przyrost ułamka molowego składnika niżej wrzącego jaki nastąpił podczas przepływu pary przez półkę n
Mianownik – oznacza spadek wartości ułamka molowego SBL podczas przepływu przez półkę n
Jednocześnie licznik i mianownik to dwie przyprostokątne z których pionowa odpowiada zmianom składu pary a pozioma zmianom składu cieczy na półce n
Przeciwprostokątna w tym Δ przebiega pod kątem α
4. Wyprowadź zależność opisującą strumień ciepła:
5. Omów konwekcje naturalną w przestrzeni nieograniczonej.
Dla płyty pionowej: (ruch ciepła odbywa się przez przewodzenie)
Ruch uwarstwowiony Strefa przejściowa Ruch burzliwy
Nu= f (Gr , Pr) ,
β – współczynnik rozszerzalności cieplnej
ΔT – różnica temperaturmiędzy płynem a ścianką
6. Wyprowadź zależność opisującą gęstość strumienia cieplnego przy przenikaniu ciepła przez ściankę płaską jedno i wielowarstwową.
Ustalamy ruch ciepła: Qh1= Qh2= Qh3= Qh = const.
Zatem:
Ścianka wielowarstwowa:
7. Przedstaw bilans materiałowy i cieplny półki teoretycznej.
Bilans materiałowy:
Bilans cieplny półki teoretycznej:
Stałe dla składnika łatwiej lotnego na półce n:
Stąd:
8.Przedstaw równanie, omów i podaj metody wykreślania linii operacyjnej dla górnej części kolumny rektyfikacyjnej.
Dla składnika bardziej lotnego:
xn , yn+1 – zmienne bieżące
Górna linia operacyjna: [GLO]
Matematyczne wykreślanie GLO:
1)
2) a)
b)
Gdy rektyfikat nie był odbierany to G=L a linia operacyjna pokrywa się z przekątną kwadratu.
9. Podaj równani, omów przebieg i podaj metody wykreślania linii operacyjnej dla dolnej części kolumny rektyfikacyjnej.
Dla SBL:
ym+1 , xm – zmienne bieżące
Dolna linia operacyjna: [DLO]
Rainhardt