Задачи по "Процессы и аппараты химической технологии"

№ 2.1. Манометр на трубопроводе заполненном жидкостью показывает давление 0,18 кгс/см2. На какую высоту h над точкой присоединения манометра поднимается в открытом пьезометре жидкость, находящаяся в трубопроводе, если эта жидкость: а) вода, б) четыреххлористый углерод.

Решение:

Манометр показывает избыточное давление в трубопроводе:

Ризб = ρ·g·h, отсюда h =      [pic 1]

Плотности ρH2O и ρCCl4 возьмем из приложения А, таблица А.4

а) hH2O==0,18*9,81*104/1000*9,81=1,8 м[pic 2]

б) hccl4==0,18*9,81*104/1633*9,81=1,1 м[pic 3]

№ 2.2. Холодильник состоит из 19 труб диаметром 20×2 мм. В трубное пространство холодильника поступает вода по трубопроводу диаметром 57×3,5 мм. Скорость воды в трубопроводе 1,4 м/с. Вода идёт снизу вверх. Определить скорость воды в трубах холодильника.

Решение:

Рассчитаем, сколько воды подаётся в холодильник:

Q = W*S = W*π*D2/4 = 1,4*3,14*(0,057-2*0,0035)2/4 = 2,7475*10-3 м3/с

Т.к. вода равномерно распределяется по всем трубкам, то каждой достаётся 1/19 часть общего расхода воды, т.е.:

Qтр = Q/19 = 2,7475*10-3/19 = 1,4461*10-4 м3/с

Скорость воды в трубках найдём из уравнения расхода:

Qтр = Wтр*Sтр 

Wтр= Qтр/ Sтр= Qтр /(π*Dтр2/4)= 1,4461*10-4*4/3,14*(16*10-3)2= 0,72 м/с

№ 2.4. Холодильник состоит из двух концентрических стальных труб диаметром 29×2,5 мм и 54×2,5 мм. По внутренней трубе 3,73 т/ч рассола плотностью 1150 кг/м3. В межтрубном пространстве проходит 160 кг/ч газа под давлением Рабс=3 кгс/см2 при средней температуре 0 °С. Плотность газа при 0°С и 760 мм рт. ст. равна 1,2 кг/м3. Найти скорости газа и жидкости в холодильнике.

Решение:

Скорость движения жидкости – из уравнения расхода:

Gж= Wж*Sтр.внутр*ρж

Wж= Gж/ Sтр.внутр*ρж= Gж*4/ π*Dтр. внутр 2*ρж= 3730*4/3,14*3600*(24*10-3)2*1150= 2 м/с

Плотность газа при рабочих условиях находим по формуле:

ρ= ρ0*= 1,2*= 3,49 кг/м3[pic 4][pic 5]

Скорость движения газа равна:

Wг= Gг*4/ π*(Dтр. внутр 2-dнар2)*ρ= 4*160/3,14*3600*(0,0492-0,0292)*3,49=10,4 м/с

№ 2.5. Вычислить в общей форме гидравлический радиус при заполненном сечении для кольцевого сечения, квадрата, прямоугольника и равностороннего треугольника.

Решение:

Гидравлический радиус по формуле равен:

rг=[pic 6]

Кольцевое сечение равно:

ƒ= π*d2/4 П= π*d rг= π*d2/4*π*d= d/4

Квадратное сечение равно:

ƒ= а2 П=4*а rг=а2/4*а= а/4

Прямоугольное сечение равно:

ƒ= а*b П= 2*(a+b) rг= а*b/2*(a+b)

Сечение равносторонний треугольник равно:

ƒ= (a2* /4 П=3*a rг= (a2* /4*3a= (a*/12[pic 7][pic 8][pic 9]

№ 2.9. Определить местную скорость по оси трубопровода диаметром 57×3,5 мм при протекании по нему уксусной кислоты в количестве 200 дм3/ч при 38 °С.

Используя формулу линейной интерполяции и приложение А, таблица А.4. получим: