Inżynieria chemiczna - ćwiczenia 

Zestaw zadań nr 1

1. Obliczyć średnicę zastępczą przestrzeni międzyrurowej wymiennika ciepła, składającego się z 61 rur 

   o średnicy 38×2.5 mm. Wewnętrzna średnica płaszcza jest równa 625 mm.                       Odp. 0,288m

2.  Chłodnica  składa  się  z 19  rur  o  średnicy 20×2  mm.  Do  przestrzeni  rurowej  dopływa  woda  ruro-

ciągiem

    o średnicy 57×3.5 mm. Prędkość przepływu wody w rurociągu wynosi 1.4m/s. Woda płynie z dołu do

    góry. Obliczyć prędkość przepływu wody w rurach chłodnicy.                                      Odp. 0,169m/s.

3.  Chłodnica  składa  się z dwóch koncentrycznych  rur o  średnicach  29×2.5  mm  oraz 54×2.5mm.Przez 

rurę

     wewnętrzną przepływa 3.73 t/h solanki o gęstości 1150 kg/m

3

. W przestrzeni międzyrurowej płynie

    160 kg/h gazu pod ciśnieniem 5 at o średniej temperaturze 0

o

C. Gęstość gazu w warunkach normal

    nych ( 0

o

C, 760 mm Hg ) wynosi 1.2 kg/m

3

. Obliczyć liniowe prędkości przepływu gazu i cieczy.

                                                                                                                                Odp. 1,99m/s i 6,13m/s.

4. W przestrzeni międzyrurowej płaszczowo-rurowego wymiennika ciepła o średnicy płaszcza 0.53m 

    płynie z prędkością 0.3 m/s woda o średniej temperaturze 60

o

C. W płaszczu znajduje się 61 rur 

    o średnicy zewnętrznej 33 mm. Określić charakter przepływu wody, jeżeli jej gęstość wynosi

    983 kg/m

3

 a lepkość 0.47⋅10

-3

 Pas⋅s.                                                                            Odp.  Re=159873

5. Określić charakter przepływu cieczy w przestrzeni międzyrurowej wymiennika ciepła typu 

     „rura  w rurze”,  którego  wewnętrzna rura  ma  średnicę 25×2 mm, zewnętrzna  51×2.5  mm,  masowe 

natę-

    żenie przepływu cieczy wynosi 3730 kg/h, jej gęstość1150 kg/m

3

 a lepkość 1.2⋅10

-3

 Pa⋅s.

                                                                                                                                           Odp.   Re=48642

6. Przez poziomy rurociąg złożony z dwóch odcinków rur o średnicach wewnętrznych 30 i 15 mm

    przepływa 0.9t/h wody. Obliczyć zmianę ciśnienia i stosunek prędkości liniowych przy przejściu 

    wody z rury o większej średnicy do rury o mniejszej średnicy. Stratę ciśnienia na tarcie pominąć.

                                                                                                       Odp.      w

1

/w

2

 =  0,25    Δp = -938,1 Pa

7. Prostym rurociągiem o średnicy 0.1 m płynie woda o gęstości 1000 kg/m

3

 i lepkości 10

-3

 Pa⋅s, w iloś-

    ci 30 t/h. Obliczyć, pod jakim kątem  nachylony jest rurociąg, jeżeli  różnica  ciśnień statycznych na 

po-

      czątku i  końcu  przewodu wynosi  10

4

 Pa a  różnica  wysokości  równa  jest 1 m.      Odp.    28

o

   lub  

0,29

o

.

8. Poziomym rurociągiem o długości 1000 m i średnicy 20×1.5 mm przepływa roztwór gliceryny 

    ( ρ=1050 kg/m

3

, η= 10

-2

 Pa⋅s ). Obliczyć różnicę ciśnień na końcach rurociągu, jeżeli prędkość

    przepływu cieczy wynosi 0.8 m/s.                                                                        Odp.   Δp = 885460 Pa.

9. Obliczyć ciśnienie na początku rurociągu, jeżeli ciśnienie na jego końcu wynosi 1 bar. Wysokość

    rurociągu na początku wynosi  10 m a na końcu 4 m nad poziomem odniesienia. Średnica rurociągu

    jest 100 razy mniejsza od jego długości i wynosi 0.4 m. Objętościowe natężenie przepływu cieczy

    o gęstości 1040 kg/m

3

 wynosi 1m

3

/s. Współczynnik oporu wynosi 0.02.             Odp.   Δp = 4648,5 

Pa