База задач ФизМатБанк
| 63451. С помощью диаграммы t - х, у*(рис. ) определить состав равновесного пара и температуру кипения для жидкости, молярный состав которой 55 % бензола и 45 % толуола. |
| 63452. Определить температуру кипения при атмосферном давлении жидкой смеси толуола и воды, учитывая их полную взаимную нерастворимость. |
| 63453. Вычислить состав равновесной паровой фазы при 60°С для жидкой смеси, состоящей из 40 % бензола и 60 % толуола (молярные доли), считая, что смесь характеризуется законом Рауля. Найти также, какого состава жидкая смесь бензола и толуола кипит при 90°С под общим давлением 760 мм рт. ст. |
| 63454. Вычислить состав равновесной паровой фазы при 50°С для жидкости, состоящей из смеси гексана и воды, предполагая их взаимную нерастворимость. |
| 63455. Определить высоту слоя насадки в противоточном насадочном абсорбере диаметром 0,8 м, в котором вода поглощает пары аммиака из потока воздуха. Расход воздушно-аммиачной смеси 0,50 м3/с при температуре 20°С и атмосферном давлении. Начальная и конечная концентрации аммиака в потоке воздуха 0,055 и 0,007 кмоль ам/кмоль вх. В исходной воде, подаваемой на слой насадки, аммиак отсутствует. Удельная поверхность насадки 80,5 м2/м3, доля ее смачиваемости 0,75. Значение коэффициента массопередачи паров метанола от потока воздуха к пленке воды на насадке KY = 4,0*10^-4 кмоль ам/(м2*с (кмоль ам/кмоль вх)). Равновесная зависимость линейная Y*(X) = 1,45Х в молярных долях аммиака в воздухе и в воде. Действительный расход воды в 1,7 раз превышает его теоретическое минимальное значение. |
| 63456. Вычислить необходимую высоту противоточного насадочного абсорбера (рис. ) для непрерывного процесса поглощения паров метанола из потока воздуха водой при атмосферном давлении. Диаметр абсорбера 1,0 м, удельная поверхность насадки 140 м2/м3. Температура процесса 15 °С. Расход воздуха 1500 м3/ч при заданной температуре. Концентрации метанола в воздухе на входе и выходе из абсорбера 0,060 и 0,006 кмоль м/кмоль вх. В подаваемой на слой насадки воде метанол отсутствует. Насадка смачивается водой на 85 %. Коэффициент избытка воды по отношению к ее теоретически минимальному количеству составляет 1,5. Коэффициент массопередачи паров метанола от воздуха к воде 0,333*10^-3 кмоль м/(м2*с (кмоль м/кмоль вх)). Линейная равновесная зависимость содержания метанола в воде и воздухе имеет вид Y*(X) = 1,20Х в мольных долях. |
| 63457. В скруббере с насадкой из керамических колец 50 x 50 x 5 мм производится поглощение диоксида углерода водой из газа под давлением рабс = 16 кгс/см2 (1,57 МПа) при температуре 22°С. Средняя молярная масса газовой смеси 20,3 кг/кмоль, динамическая вязкость газа при рабочих условиях 1,31*10^-5 Па*с, коэффициент диффузии СO2 в инертном газе 1,7*10^-6 м2/с. Фиктивная скорость газа в скруббере 0,041 м/с, плотность орошения (фиктивная скорость жидкости) 0,064 м3/(м2*с). Определить общую высоту единицы переноса h0y, принимая коэффициент смоченности насадки ф равным единице. |
| 63458. Вычислить коэффициент массоотдачи для газовой фазы в насадочном абсорбере, в котором производится поглощение диоксида серы из азота при атмосферном давлении. Температура в абсорбере 20°С. Скорость газа в абсорбере (фиктивная) 0,35 м/с. Абсорбер заполнен кусками кокса (s = 42 м2/м3, Vсв = 0,58 м3/м3). Поглощающая жидкость стекает по насадке в пленочном режиме. |
| 63459. Определить теоретически минимальный расход жидкого поглотителя, необходимый для полного извлечения пропана и бутана из 1000 м3/ч (при нормальных условиях) газовой смеси. Объемная доля пропана в газе 15 %, бутана 10 %. Температура в абсорбере 10°С, абсолютное давление 1800 мм рт. ст. Растворимости бутана и пропана в поглотителе характеризуются законом Рауля. |
| 63460. Аммиак поглощается в скруббере водой из газа под атмосферным давлением. Начальное содержание аммиака в газе 0,03 кмоль/кмоль инертного газа. Степень извлечения равна 90 %. Вода, выходящая из скруббера, содержит аммиака 0,02 кмоль/кмоль воды. В скруббере поддерживается постоянная температура. Равновесные данные приведены ниже: ####. Определить требуемое число единиц переноса n0у: 1) графическим построением; 2) методом графического интегрирования. |
| 63461. Вычислить коэффициент массопередачи в водяном скруббере при поглощении из газа диоксида углерода по следующим данным. В скруббер поступают 5000 м3/ч газовой смеси, считая при атмосферном давлении и при рабочей температуре, и 650 м3/ч чистой воды. Начальное содержание (объемная доля) диоксида углерода в газе 28,4 %, конечное 0,20 %. Общее давление в скруббере рабс = 16,5 кгс/см2. Температура 15°С. В нижнюю часть скруббера загружено 3 т керамических колец 50 x 50 x 5 мм. Выше загружено 17 т колец 35 x 35 x 4 мм. Коэффициент смоченности насадки считать равным единице. |
| 63462. Скруббер для поглощения паров ацетона из воздуха при атмосферном давлении и температуре 20°С орошается чистой водой с расходом 3000 кг/ч. Объемная доля ацетона в исходной паровоздушной смеси 6 %. Расход чистого воздуха в поступающей смеси 1400 м3/ч (считая на нормальные условия). Степень поглощения ацетона hп = 0,98. Уравнение линии равновесия: Y*= 1,68Х, где X и Y*выражены в киломолях ацетона на киломоль второго компонента, т. е. воды или воздуха. Определить необходимые диаметр и высоту скруббера, заполненного керамическими кольцами размером 25 x 25 x 3 мм. Скорость газа принять на 25 % меньше скорости захлебывания. Коэффициент массопередачи Ку = 0,4 кмоль ацетона/[м2*ч (кмоль ацетона/кмоль воздуха)]. Коэффициент смоченности насадки равен единице. |
| 63463. Определить расход серной кислоты, используемой для очистки воздуха. Производительность скруббера 500 м3/ч по сухому воздуху при нормальных условиях. Начальное содержание влаги в воздухе 0,016 кг/кг сухого воздуха, конечное содержание 0,006 кг/кг сухого воздуха. Начальное содержание воды в кислоте 0,6 кг/кг моногидрата, конечное содержание 1,4 кг/кг моногидрата. Давление атмосферное. |
| 63464. Вычислить коэффициент диффузии сероводорода в воде при 40°С. |
| 63465. В массообменном аппарате, работающем под давлением рабс = 3,1 кгс/см2, коэффициенты массоотдачи имеют следующие значения: by = 1,07 кмоль/(м2*ч*dy), bx = 22 кмоль/(м2*ч*dx). Равновесные составы газовой и жидкой фаз характеризуются законом Генри р*= 8*10^4х. Определить: а) коэффициенты массопередачи Ky и Кх; б) соотношение диффузионных сопротивлений в жидкой и в газовой фазах. |
| 63466. Коэффициент массопередачи в абсорбере Кy = 10,4 кмоль/(м2*ч*кмоль/м3). Инертный газ - азот. Давление в аппарате рабс = 760 мм рт. ст., температура 20°С. Определить значение коэффициента массопередачи Ку в следующих единицах: 1) кмоль/(м2*ч*dу); 2) кмоль/(м2*ч*мм рт. ст.); 3) кг/[м2*ч (кг/кг инертного газа)]. |
| 63467. При температуре 25°С приведены в соприкосновение: воздух атмосферного давления, содержащий 14 % (объемная доля) ацетилена (С2Н2), и вода, содержащая растворенный ацетилен в количестве: а) 0,29*10^-3 кг на 1 кг воды; б) 0,153*10^-3 кг на 1 кг воды. Определить: 1)из какой фазы в какую будет переходить ацетилен; 2) движущую силу этого процесса перехода (в относительных молярных долях). Общее давление 765 мм рт. ст. Равновесные содержания ацетилена в газовой и в жидкой фазах определяются законом Генри. |
| 63468. Воздух при давлении 745 мм рт. ст. и температуре 34 °С насыщен водяным паром. Определить парциальное давление воздуха, объемную и массовую долю пара в воздушно-паровой смеси и его относительную массовую долю, считая оба компонента смеси идеальными газами. Определить также плотность воздушно-паровой смеси, сравнить ее с плотностью сухого воздуха. |
| 63469. Определить плотности диффузионных потоков аммиака в его смеси с воздухом и в аммиачной воде, если массовые концентрации аммиака на одинаковом расстоянии 1,9 м составляют в обоих случаях 5,20*10^-3 и 0,14*10^3 кг/м3. Изменение концентрации считать линейным; температура воздуха и воды 15 °С; давление в газе 1300 мм рт. ст. Плотности диффузионных потоков в воздухе и в воде сравнить с расходами конвективно переносимого аммиака (по значению большей концентрации), если скорости движения воздушно-аммиачной смеси и аммиачной воды составляют 1,80 и 0,18 м/с соответственно. |
| 63470. Жидкая смесь имеет состав: молярная доля толуола 58,8 % и тетрахлорида углерода (ТХУ) 41,2 %. Определить относительную массовую долю толуола X (в кг толуола/кг ТХУ) и его массовую объемную концентрацию Сх (в кг/м3). |
| 63471. Вычислить необходимые значения теплопередающей поверхности греющей (кипятильной) камеры выпарного аппарата и расхода греющего пара (абсолютное давление 3 кгс/см2, влажность 3,5 %) при непрерывном выпаривании 7,5 т/ч водного раствора от 10 до 40 % при атмосферном давлении над кипящим раствором (в сепараторе выпарного аппарата (см. рис. )). Начальная температура раствора 80°С; коэффициент теплопередачи от греющего пара к кипящему раствору 1400 Вт/(м2*К). Потери разности температур на концентрационную депрессию 2 К (°С) и на гидростатический эффект 5 К (°С). Потери теплоты в окружающую среду составляют 6 % от суммарной полезной теплоты. |
| 63472. Определить необходимые значения расхода греющего пара (избыточное давление рг.п = 2,2 кгс/см2, влажность 7 %) и поверхности теплопередачи выпарного аппарата при концентрировании 2,5 кг/с водного раствора от 5 до 35 % при абсолютном давлении в барометрическом конденсаторе рб.к = 0,5 кгс/см2. Начальная температура раствора 15°С. Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к кипящему в трубках раствору 950 Вт/(м2*К). Потери разности температур составляют: на гидравлические сопротивления 1,5 К (°С), на гидростатический эффект 4 К (°С) и на концентрационную депрессию 3 К (°С). Потери теплоты в окружающую среду составляют 2 % от суммарной теплоты на подогрев раствора и на выпаривание растворителя. |
| 63473. Определить необходимые значения расхода охлаждающей воды, проходящей противотоком и нагревающейся от 15 до 20°С, при непрерывной кристаллизации 5000 кг/ч водного раствора нитрата натрия, содержащего 16 моль NaNO3 на 1 кг воды и охлаждаемого от 90 до 40°С. Одновременно с охлаждением раствора происходит испарение из него воды в количестве 3 % от исходного расхода раствора. Коэффициент теплопередачи от раствора к воде К = 300 Вт/(м2*К). |
| 63474. Определить количество выделяющихся при изогидрическом процессе кристаллов при охлаждении от 80 до 35°С 10 т/ч водного раствора поташа. Образующийся кристаллогидрат содержит две молекулы воды. |
| 63475. Определить теплопередающие поверхности греющих камер двухкорпусной выпарной установки (рис. ) при концентрировании от 4 до 14 % 10 т/ч раствора с начальной температурой 22°C. Давление в барометрическом конденсаторе 0,40 кгс/см2; давление греющего пара 3,0 кгс/см2. Массовая доля растворенного вещества в растворе на выходе из первого корпуса xк1 = хн2 = 7 %. Потери разности температур: вследствие концентрационной депрессии в первом корпусе dtдепр.1 = 2,5°С, во втором корпусе dtдепр.2 = 4,0°С; на гидростатический эффект dtг.эф.1 = 5,0°С и dtг.эф.2 = 3,0°С; вследствие гидравлического сопротивления dtг.с.1 = 1,0°С и dtг.c.2 = 1,5°С соответственно в первом и втором корпусах. Значения коэффициентов теплопередачи по корпусам К1 = 1500 и К2 = 1200 Вт/(м2*К). Тепловые потери составляют 3 и 2 % от полезно используемой теплоты в каждом из корпусов. Определить также удельный расход греющего пара. |
| 63476. Определить необходимую поверхность греющей камеры и удельный расход греющего пара абсолютным давлением 2,5 кгс/см2 и влажностью 3 % при упаривании 6,5 т/ч раствора от 12 до 18 %. Температура конденсации в барометрическом конденсаторе составляет 75°С. Коэффициент теплопередачи для греющей камеры К = 1400 Вт/(м2*К). Потери разности температур составляют: на концентрационную депрессию dtдепр = 2,5 К, на гидравлические сопротивления dtг.с = 1,0 К и на гидростатический эффект dtг.зф = 3,0 К. Потери через теплоизоляцию принять 3,5 % от полезно используемой теплоты. Температура исходного раствора 20°С. Найти также необходимый расход воды, подаваемой в барометрический конденсатор смешения при ее начальной температуре 14°С, объемный расход откачиваемого из конденсатора воздуха и высоту барометрической трубы диаметром 200 мм и внутренней шероховатостью е = 0,2 мм. |
| 63477. Определить необходимые значения давления и расхода сухого насыщенного греющего пара при выпаривании 0,90 кг/с раствора от 3 до 7 % при остаточном давлении 0,60 кгс/см2. Температура исходного раствора 60°С; потери разности температур вследствие концентрационной и гидростатической депрессии составляют dtдепр. = 8,2 К и dtг.эф = 2,6 К. Поверхность греющей камеры F = 120 м2, значение коэффициента теплопередачи К = 815 Вт/(м2*К). Потери теплоты в окружающую среду составляют 4 % от суммарной теплоты испарения и нагрева. |
| 63478. Определить необходимые значения площади теплообменной поверхности и расхода греющего насыщенного пара для выпаривания 20 т/ч раствора СаСl2 от 15 до 25 % при абсолютных давлениях в барометрическом конденсаторе и греющего пара p0 = 0,345 и рг.п = 1,4 кгс/см2 соответственно. Температура исходного раствора tн = 75°С. Влажность греющего пара 5 %. Коэффициент теплопередачи для греющей камеры К = 1000 Вт/(м2*К). Тепловые потери в окружающую среду составляют 5 % от полезно используемой теплоты. |
| 63479. Определить значение гидростатической потери разности температур dtг.эф при выпаривании 25 %-го водного раствора хлорида кальция при абсолютном давлении над раствором р1 = 0,36 кгс/см2 и высоте кипятильных труб Hтр = 4,0 м. |
| 63480. Вычислить значение гидравлической депрессии dtг.c. при движении вторичного водяного пара из выпарного аппарата в барометрический конденсатор по паропроводу диаметром 150 мм и длиной 14 м, имеющему три поворота на 90° (коэффициент местного сопротивления С = 0,2). Скорость пара 50 м/с, абсолютное давление в конденсаторе р0 = 0,3 кгс/см2. Коэффициент трения при движении пара по трубопроводу L = 0,03. |
| 63481. Определить значение температурной депрессии dtдепр для 25 % -го водного раствора хлорида кальция, кипящего при абсолютном давлении над раствором р1 = 0,36 кгс/см2. |
| 63482. Вычислить удельную теплоемкость 25 %-го водного раствора натриевой соли салициловой кислоты (C6H4(OH)COONa). |
| 63483. Определить необходимый расход греющего насыщенного водяного пара при непрерывном выпаривании 2 т/ч водного раствора NaOH от 14 до 24 % (маc.) при атмосферном давлении. Температура греющего пара 150°С. Тепловые потери составляют 58 кВт. Удельная теплота дегидратации для раствора исходного состава qдегидр. = 3,97 кДж/кг. Сравнить три варианта: а) температура исходного раствора tн = 20°С; б) раствор поступает на выпаривание при температуре кипения в аппарате; в) исходный раствор перегрет до 130°С. |
| 63484. Определить для анилина: а) температуру кипения и б) удельную теплоту парообразования при абсолютном давлении 0,2 кгс/см2. |
| 63485. Определить расход испаряемого растворителя при концентрировании 1,2 т/ч водного раствора, содержащего 70 г/л растворенного вещества, до концентрации 810 г/л при плотности упаренного раствора 1500 кг/м3. |
| 63486. При атмосферном давлении нагревается V = 6000 м3/ч воздуха (объемный расход отнесен к 0°С и 760 мм рт. ст.) от 20 до 120°С насыщенным водяным паром. Избыточное давление пара 6 кгс/см2, влажность 3 %. Определить необходимую поверхность теплопередачи одноходового кожухотрубчатого теплообменника с 120 трубками диаметром 38 x 2 мм и расход греющего пара. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к наружной поверхности трубок аг.п = 9500 Вт/(м2*К). |
| 63487. Определить необходимую поверхность кожухотрубчатого теплообменного аппарата и расход охлаждающей воды при охлаждении 18 т/ч метанола от 68 до 20°С. Вода перемещается противотоком и нагревается от 10 до 42°С. Число труб одноходового теплообменника 21, их диаметр 35 x 3,5 мм. Температура стенки трубы со стороны жидкого метанола 50°С. Коэффициент теплоотдачи к воде ав = 1100 Вт/(м2*К). |
| 63488. Определить расход получаемого жидкого воздуха и затраты мощности при переработке 200 кг/ч сжимаемого до 200 кгс/см2 воздуха по простому регенеративному циклу Линде. Температура изотермического сжатия воздуха (рис ) 25°С. Дросселирование происходит с 200 кгс/см2 до атмосферного давления (1 кгс/см2). Потери холода в окружающую среду 10,7 кДж/м3 воздуха (при нормальных условиях). |
| 63489. Определить холодопроизводительность аммиачного вертикального компрессора при температуре испарения -25 °С, температуре конденсации 30 °С и температуре переохлаждения 25 °С, если при нормальных условиях он имеет холодопроизводительность Q0 = 175 кВт. |
| 63490. Для фреоновой холодильной установки холодопроизводительностью Q0 = 60 кВт, работающей по сухому циклу с переохлаждением жидкого хладоагента и его дросселированием, определить удельную холодопроизводительность, значение холодильного коэффициента, отводимый в конденсаторе тепловой поток, и необходимую поверхность теплопередачи конденсатора, расход циркулирующего в установке хладоагента (Gx), необходимый расход воды в конденсаторе и потребляемую компрессором мощность при температуре испарения фреона - 12 t1 = -30°С, температуре его конденсации t2 = 25°С, температуре переохлаждения t3 = 21°С; температурах воды на входе и выходе из конденсатора tв.н = 15°С и tв.к = 18°С; коэффициент теплопередачи в конденсаторе К = 2400 Вт/(м2*К). |
| 63491. Определить эффективность (холодильный коэффициент) компрессионной установки, работающей по обратному циклу Карно, при температуре испарения -20 °С и конденсации хладоагента 25 °С. |
| 63492. Определить среднюю температуру пластины из текстолита толщиной 2R = 20 мм и продольным размером L = 240 мм при охлаждении ее от начальной температуры t0 = 80°С двухсторонним потоком атмосферного воздуха с температурой tf = 10°С и скоростью 7,5 м/с через т = 7 мин после начала процесса охлаждения. |
| 63493. Определить температуру на поверхности и в центре шаровой частицы из активированного угля радиусом R = 5 мм, которая охлаждается в течение 30 с от равномерной температуры t0 = 100 °С воздухом, имеющим скорость w = 0,60 м/с и температуру tf = 25°С. Плотность, удельная теплоемкость и теплопроводность угля р = 700 кг/м3, с = 840 Дж/(кг*К) и L = 0,20 Вт/(м*К) соответственно. |
| 63494. Определить температуру наружной стенки слоя изоляционного материала (асбеста) и плотность теплового потока, если температура внутренней поверхности асбеста 220°С, толщина слоя 80 мм, а температура окружающего воздуха 25°С. |
| 63495. Определить потерю теплоты за счет лучеиспускания Qп, а также общую потерю лучеиспусканием и конвекцией Q от поверхности стального аппарата цилиндрической формы высотой Н = 2,0 м и диаметром D = 1,0 м. Размеры помещения 10 x 6 x 4 м. Температура стенки аппарата t1 = 70 °С, температура воздуха и стенок помещения t2 = 20 °С. |
| 63496. Вычислить значение коэффициента теплопередачи и необходимую высоту слоя насадки при охлаждении 20*10^3 кг/ч воздуха атмосферного давления от 80 до 20°С в насадочном аппарате диаметром 2,0 м, заполненном керамической насадкой 25 х 25 х 3 мм, по поверхности которой стекает 18,0 м3/ч воды при средней температуре 15°С. |
| 63497. Методом последовательных приближений (итерационным методом) определить плотность теплового потока и необходимую поверхность теплопередачи в горизонтальном кожухотрубчатом теплообменнике, в межтрубном пространстве которого происходит конденсация 3,9*10^3 кг/ч насыщенного пара бензола при давлении 1 кгс/см2, а выделяющаяся при этом теплота конденсации отводится водой, проходящей по трубам диаметром 25 х 2 мм со скоростью 0,55 м/с и нагревающейся от t2н = 20 до t2к = 45°С. Среднее число труб в вертикальном ряду теплообменника nр = 9. |
| 63498. Определить коэффициент теплопередачи и плотность теплового потока в кипятильнике с вертикальными стальными трубами высотой Н = 4,0 м и диаметром 38 х 2 мм, где под абсолютным давлением 0,36 кгс/см2 при температуре tкип = 80°С кипит 20 % -й водный раствор аммонийной селитры. Насыщенный водяной пар конденсируется при абсолютном давлении 1,1 кгс/см2. Учесть термические загрязнения стенки. |
| 63499. Определить необходимую поверхность противоточного теплообменного аппарата, в котором горячее масло (удельная теплоемкость с1 = 1670 Дж/(кг*К)) в количестве 3,0 т/ч охлаждается от t1н = 100 до t1к = 25°С холодной жидкостью, нагревающейся от t2н = 20 до t2к = 40°С. Коэффициент теплопередачи изменяется с температурой масла согласно данным рис. . |
| 63500. Определить необходимую поверхность и длину трубчатой части двухходового кожухотрубчатого теплообменника (рис. ), в трубном пространстве которого подогревается от tH = 2 до tK = 90°С воздух при абсолютном давлении 800 мм рт. ст. Объемный расход воздуха при нормальных (0°С и 760 мм рт. ст.) условиях V0 = 8500 м3/ч. Общее число труб диаметром 38 х 2 мм теплообменника n = 450; в межтрубном пространстве конденсируется насыщенный водяной пар при абсолютном давлении 2,0 кгс/см2; коэффициент теплоотдачи от пара к наружной поверхности труб ап = 9700 Вт/(м2*К). Учесть наличие загрязнений на поверхности труб. |
| 63501. Рассчитать необходимую длину одноходового кожухотрубчатого теплообменника, имеющего 111 стальных труб диаметром 25 x 2 мм, в трубном пространстве которого нагревается метанол от tH = 15 до tK = 40°С. Горячая вода движется противотоком и охлаждается от 90 до 40°С. Расход метанола G = 22,6 кг/с, коэффициент теплоотдачи от воды к наружной поверхности труб ав = 940 Вт/(м2*К), суммарная тепловая проводимость загрязнений стенки трубы 1/rт = 1700 Вт/(м2*К), температура внутренней поверхности слоя загрязнений со стороны метанола tw = 38°С. |
| 63502. Определить значение коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности вертикальных труб диаметром 21 мм к кипящему при атмосферном давлении толуолу. Температура внутренней стенки трубы tw = 128°С. |
| 63503. Определить коэффициент теплоотдачи в условиях свободной (естественной) конвекции (например, в баке достаточных размеров) изопропилового спирта, имеющего среднюю температуру tf = 60°С. Греющая вода проходит внутри горизонтальных труб внешним диаметром d = 30 мм. Температура наружной поверхности труб tw = 70°С. |
| 63504. Требуется вычислить значение коэффициента теплоотдачи от насыщенного пара бензола к наружной поверхности пучка вертикальных труб высотой Н = 4,0 м. Температура наружной поверхности стенок tw = 75°С. |
| 63505. По трубному пространству вертикального теплообменника, состоящего из 61 трубы диаметром 32 х 2,5 мм и высотой Н = 1,25 м, стекает сверху Vc = 13,0 м3/ч тетрахлорида углерода со средней температурой tf = 50°С. Температура внутренней поверхности труб tw = 24°С. Сравнить значения коэффициентов теплоотдачи между внутренней поверхностью трубы и тетрахлоридом углерода в двух случаях: а) пленочное стекание по внутренней поверхности труб; б) стекание при полном заполнении поперечного сечения труб. |
| 63506. Определить значения коэффициентов теплоотдачи от наружной поверхности труб с внешним диаметром d = 44,5 мм к потоку воздуха для двух случаев: а) поперечное обтекание многорядного шахматного пучка труб под прямым углом со скоростью воздуха в узком сечении w = 12 м/с; б) прохождение воздуха по межтрубному пространству кожухотрубчатого теплообменника с поперечными перегородками при расчетной скорости воздуха в вырезе перегородки также равной 12 м/с (рис. ). Значение средней температуры воздуха tf = 200°С и давление в потоке (атмосферное) в обоих случаях одинаковы. |
| 63507. Рассчитать значение коэффициента теплоотдачи в условиях предыдущего примера, но при большей скорости рассола w = 1,20 м/с. |
| 63508. По трубному пространству теплообменника прокачивается водный раствор хлорида кальция (холодильный рассол) (массовая доля СаСl2 24,7 %) при средней температуре tf = -20°С со скоростью w = 0,10 м/с. Внутренний диаметр труб d = 21 мм, длина L = 3,0 м. Температура внутренней поверхности трубы tw = -10°С. Вычислить коэффициент теплоотдачи от стенки к рассолу. |
| 63509. Толуол при средней температуре tf = 30°С проходит по горизонтальным трубам внутренним диаметром d = 21 мм и длиной L = 4,0 м со скоростью w = 0,050 м/с. Температура внутренней стенки трубы tw = 50°С. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки к толуолу. |
| 63510. Внутри труб внутренним диаметром d = 0,053 м и длиной L = 3,0 м нагревается бензол, перемещающийся со скоростью w = 0,080 м/с и имеющий среднюю температуру tf = 40°C. Температура внутренней поверхности стенки трубы tw = 70°С. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки к бензолу. |
| 63511. Определить коэффициент теплоотдачи для воды, проходящей внутри трубы диаметром 40 x 2,5 мм и длиной L = 2,0 м со скоростью w = 1,0 м/с. Средняя температура воды tf = 47,5°С; температура внутренней поверхности трубы tw = 95°С. |
| 63512. Определить среднюю разность температур теплоносителей в теплообменнике, имеющем два хода в трубном и один ход в межтрубном пространстве (рис. ) при начальной и конечной температурах горячего теплоносителя Тн = 80°С и Тк = 40°С и начальной и конечной температурах холодного теплоносителя tн = 10°С и tк = 34°С. |
| 63513. Физическая теплота крекинг-остатка используется для подогрева нефти. Сравнить значения средних разностей температур теплоносителей в теплообменнике для случаев прямо-и противотока, если крекинг-остаток имеет начальную и конечную температуры tКр.н. = 300°С и tKр.к. = 200°С, а нефть tНф.н. = 25°С и tНф.к. = 175°С. |
| 63514. Пары аммиака в количестве G = 200 кг/ч с начальной температурой tн = 95°С конденсируются при давлении 1,19 МПа. Конденсат выходит из аппарата при температуре на 5 К ниже температуры конденсации. Определить необходимый расход воды при ее начальной температуре tв.н. = 15°С, если минимальная разность температур теплоносителей допускается в 5 К. |
| 63515. Найти максимальную температуру стальной стенки при передаче теплоты от насыщенного водяного пара (Pабс = 0,4 МПа): а) к воздуху при атмосферном давлении; б) к воде. Средние температуры воздуха (tвх) и воды (tв) одинаковы и равны 30°С. Значения коэффициентов теплоотдачи со стороны конденсирующегося пара (ап), воздуха (авх) и воды (ав) принять приближенно по табл. 3.3 (как для турбулентного течения воздуха и воды). Учесть наличие загрязнений с обеих сторон стенки, толщина которой dСТ = 4 мм. |
| 63516. Вычислить теплопроводность газовой смеси следующего состава (по объему): водород - 50 %, оксид углерода - 40 %, азот - 10 %. |
| 63517. Теплоизоляция печи состоит из слоя огнеупорного кирпича (d1 = 500 мм) и строительного кирпича (d2 = 250 мм). Температура в печи tf1 = 1300°С, температура воздуха в помещении tf2 = 25°С. Определить: а) потери теплоты через 1 м2 поверхности стенки; б) температуры внутренней (tw1) и наружной (tw2) поверхностей кладки и поверхности контакта двух слоев (tm). Коэффициенты теплоотдачи от печных газов к внутренней стенке а1 = 35,0 Вт/(м2*К) и от наружной поверхности к окружающему воздуху а2 = 16,0 Вт/(м2*К). Теплопроводность огнеупорного кирпича L1 = 1,05 Вт/(м*К) и строительного кирпича L2 = 0,75 Вт/(м*К). |
| 63518. Определить значение коэффициента теплопроводности нитробензола при 120°С. |
| 63519. Определить теплопроводность сухого воздуха при 300°C. |
| 63520. Аппарат сферической формы из нержавеющей стали имеет внутренний радиус 320 мм и наружный радиус 360 мм. Внутри имеется слой эмали толщиной 5 мм, а снаружи аппарат покрыт слоем стеклянной ваты толщиной 60 мм. Температура внутренней поверхности слоя эмали tw1 = 440°С и наружной поверхности теплоизоляции tw2 = 55°С. Определить тепловой поток, проходящий через трехслойную стенку. |
| 63521. Определить плотность теплового потока через плоскую трехслойную стенку, состоящую из стальной стенки толщиной dСТ = 16 мм, огнеупорной кирпичной кладки dК = 125 мм и слоя асбеста dA = 75 мм, при температуре внутренней поверхности стальной стенки tw1 = 700°С и температуре наружной поверхности асбеста tw2 = 50°С. |
| 63522. Цилиндрический аппарат диаметром D = 2,5 м и высотой H = 6 м покрыт слоем асбестовой теплоизоляции толщиной d = 100 мм. Температуры внутренней и наружной поверхностей изоляции tw1 = 150 и tw2 = 45°С. Определить тепловой поток, теряемый через слой изоляции. |
| 63523. Рассчитать плотности тепловых потоков, переносимых конвекцией в направлении движения а) воды со скоростью wB = 1,2 м/с и б) атмосферного воздуха со скоростью wBX = 12 м/с при одинаковых их температурах t = 80°С. |
| 63524. Рассчитать плотности тепловых потоков, излучаемых в окружающее полупространство поверхностью асбеста при температурах 50°С и 500°С и поверхностью алюминия при тех же температурах. |
| 63525. Вычислить плотности тепловых потоков при внутреннем (Rвн), наружном (Rнар) радиусах цилиндрической стенки, если стационарное распределение (рис. ) температуры поперек однослойной цилиндрической стенки имеет логарифмический характер: t(r) = tw1 - tw1 - tw2/ln (Rнар/Rвн) ln (r/Rвн). Численные значения получить при tw1 = 150°С, tw2 = 50°С; Rвн = 0,033 м; Rнар = 0,058 м; материал стенки - шлаковая вата. |
| 63526. С помощью открытой турбинной мешалки с шестью лопатками и частотой вращения 240 мин^-1, потребляющей мощность N = 16,5 кВт, необходимо интенсивно перемешивать вязкую реакционную массу, имеющую плотность 1200 кг/м3. Сосуд диаметром 1630 мм имеет внутренние вертикальные ребра, способствующие перемешиванию жидкости. Определить необходимый диаметр мешалки. |
| 63527. В реакторе диаметром 1000 мм с четырьмя вертикальными перегородками, заполненном реакционной массой плотностью 1200 кг/м3 и вязкостью 150*10^-3 Па*с, необходимо обеспечить равномерное распределение твердых частиц катализатора с диаметром 1,3 мм и плотностью 2450 кг/м3. Определить, какой тип мешалки целесообразнее использовать - пропеллерную трехлопастную или турбинную открытого типа с шестью лопастями? |
| 63528. В аппарате цилиндрической формы диаметром 1200 мм перемешивается жидкая смесь, имеющая плотность 1600 кг/м3 и динамическую вязкость 20*10^-3 Па*с (рис. ). Пропеллерная мешалка вращается с частотой 3,5 с^-1. Определить установочную мощность электродвигателя. |
| 63529. Через псевдоожиженный слой, содержащий 1000 кг идеально перемешиваемого дисперсного материала, непрерывно проходит 4000 кг/ч этого материала. Определить долю материала от его общего расхода, которая находится в слое в течение времени большего, чем среднее расходное время пребывания материала в слое, а также число последовательных слоев идеального смешения, при прохождении через которые доля частиц, находящихся в аппарате в течение времени меньшего, чем среднее расходное время пребывания в одном слое, не превышала 10 % от общего расхода. |
| 63530. Определить диаметр шарообразных частиц кварцевого песка плотностью 2640 кг/м3, слой которых будет переходить во взвешенное состояние при скорости воздуха 1,0 м/с. Температура воздуха 20°С. Определить также скорость уноса частиц из псевдоожиженного слоя. |
| 63531. В условиях предыдущего примера определить размеры аппарата и перепад статического давления при прохождении воздуха через него. Через аппарат с псевдоожиженным слоем непрерывно проходит 2,50 т/ч силикагеля при среднем времени его пребывания в слое 10 мин. Расход воздуха при рабочих условиях составляет 4300 м3/ч. Свободное сечение газораспределительной решетки 1,5 % при диаметре отверстий 0,80 мм; толщина решетки 2,0 мм. Плотность неподвижного слоя силикагеля p = 650 кг/м3. |
| 63532. Определить значения критической скорости начала псевдоожижения, а также рабочую (на полное сечение аппарата) и действительную (в свободном сечении между частицами) скорости воздуха при числе псевдоожижения Kw = w/wкр = 1,6 для псевдоожиженного (взвешенного) слоя сферических частиц силикагеля плотностью 1100 кг/м3. Температура воздуха 150°С. Ситовой состав силикателя: Фракция, мм -2,0-1,5 -1,5 + 1,0 -1,0 + 0,5 -0,5+0,25 Массовая доля, % 43 28 17 12 |
| 63533. Выбрать тип фильтрующего аппарата для геля кремниевой кислоты и определить необходимое число аппаратов при следующих условиях: 1) массовая доля твердой фазы в исходной супензии 4,7 %, ее относительная плотность 1,1; 2) производительность установки 9,0 т влажного осадка в сутки; 3) осадок не должен иметь значительной конечной влажности, поскольку далее предполагается его термическая сушка; 4) осадок аморфный, плохо фильтрующийся. Результаты предварительных опытов по фильтрованию геля на отсосном нутч-фильтре и на фильтрующей центрифуге: Характеристика Отсосный фильтр Фильтрующая центрифуга Площадь фильтрования, м2 1,0 0,3 Толщина слоя осадка, м 0,060 0,030 Продолжительность (мин): фильтрования 60 45 промывки щелочью и водой 120 33 общая 180 78 Объем отфильтрованной суспензии, м3 0,170 0,108 Остаточная влажность осадка, % 85 78 Разрежение, мм рт. ст. 400 Диаметр и длина барабана центрифуги Dб = 400 мм и Н = 250 мм; частота вращения барабана n = 800 мин^-1. |
| 63534. Определить производительность трубчатой сверхцентрифуги СГО-150 с трехлопастной крыльчаткой при осветлении минерального масла от частиц диаметром 1 мкм и плотностью 1400 кг/м3. Плотность масла р = 900 кг/м3, динамическая вязкость ц = 3,0*10^-3 Па*с. Внутренний диаметр и длина трубы (барабана) 150 мм и 750 мм, диаметр сливного порога 50 мм, частота вращения трубы 13000 мин^-1. |
| 63535. Определить производительность (по питанию) автоматической осадительной центрифуги АОГ-800 при работе ее на водной суспензии гидроксида магния. Плотность частиц 2525 кг/м3. Температура суспензии 30°С. Наименьший диаметр частиц 3 мкм. Диаметр барабана центрифуги 800 мм, длина барабана 400 мм, диаметр сливного борта 570 мм, частота вращения барабана 1200 мин^-1. Цикл работы центрифуги составляет 20 мин; из них 18 мин - подача суспензии с одновременным осаждением и 2 мин - разгрузка осадка. |
| 63536. Определить необходимый диаметр стандартного циклона для улавливания частиц с наименьшим диаметром 80 мкм из потока воздуха, расход которого Vc = 2000 кг/ч, температура 100°С; давление атмосферное. |
| 63537. В условиях предыдущего примера определить массовую концентрацию соли в промывной воде через 50 мин после начала процесса промывки. |
| 63538. Определить необходимое время промывки осадка от соли, если допускаемая ее массовая концентрация в промывной воде должна составлять 5,0 кг/м3, при интенсивности промывки чистой водой 0,0917*10^-3 м/с. Толщина слоя промываемого осадка 35 мм, константа промывки Кп = 0,520, массовая концентрация соли в промывной воде в начальный момент процесса промывки составляет 143 кг/м3. |
| 63539. Определить необходимые размеры рабочей части рамного фильтр-пресса, с помощью которого в течение 3 ч можно получить 6,0 м3 фильтрата, если при опытном фильтровании этой же суспензии при тех же значениях перепада давлений и толщины слоя осадка получены следующие значения констант: К = 5,75*10^7-м2/с и С = 1,45*10^-3 м. |
| 63540. С помощью барабанного вакуум-фильтра (рис. ) непрерывного действия необходимо фильтровать 2,36*10^-3 м3/с водной суспензии, содержащей 17,6 % мелкодисперсной твердой фазы и имеющей плотность рс = 1120 кг/м3. Влажность получаемого осадка должна быть 34 % при разрежении внутри барабана 600 мм рт. ст. В процессе фильтрования на лабораторной модели при разрежении 510 мм рт. ст. были получены следующие значения констант фильтрования: К = 11,2*10^-6 м2/с, С = 6,0*10^-3 м3/м2, а влажность осадка 34 % достигнута за 32 с. Определить требуемые поверхность фильтрования и частоту вращения барабана. |
| 63541. Найти значения констант фильтрования суспензии карбоната кальция (13,9 %) при 20°С по опытным данным (см. таблицу), полученным при двух различных давлениях на лабораторном фильтр-прессе с поверхностью фильтрования F = 0,10 м2 и максимальной толщиной осадка 50 мм. Избыточное давление, Па Время от начала фильтрования, с Объем собранного фильтрата, м3 0,343*10^5 146 0,00292 888 0,00780 1,03*10^5 50 0,00245 660 0,00980 |
| 63542. В условиях предыдущего примера вычислить продолжительность промывки осадка промывной жидкостью в количестве Vпр = 2,5 л/м2, если ее динамическая вязкость и плотность равны вязкости и плотности фильтрата и промывка производится при той же разности давлений, что и фильтрование. |
| 63543. Вычислить время, необходимое для получения 30 л фильтрата из суспензии через 2,5 м2 поверхности фильтрующей перегородки, если при предварительном испытании той же суспензии при тех же фильтрующей перегородке и разности давлений с 1,2 дм2 опытного фильтра было собрано: 0,025 л фильтрата через 2,3 мин и 0,080 л через 15 мин после начала фильтрования. |
| 63544. Определить необходимую высоту отстойника (рис. ), если для уплотнения водной суспензии в зоне ее сгущения необходимо 16 часов. Относительная плотность частиц равна 2,6. Среднее разбавление в зоне сгущения Т : Ж = 1 : 1,5. Суточная производительность отстойника диаметром 10 м составляет 23 т по твердой фазе. |
| 63545. Определить диаметр отстойника (рис. ) для непрерывного осаждения частиц мела в воде при 15 °С. Производительность отстойника 80 т/ч начальной суспензии, массовая доля мела в которой 8 %. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению, составляет 0,035 мм. Влажность образующегося шлама 70 %. |
| 63546. Каково должно быть расстояние между горизонтальными полками пылеосадительной камеры (рис. ), чтобы успевали осаждаться частицы колчеданной пыли диаметром 8,0*10^-6 мм из потока печного газа, расход которого составляет 0,60 м3/с (при нормальных условиях), температура 427°С, вязкость 0,034*10^3 Па*с и плотность 0,50 кг/м3. Плотность колчедана 4000 кг/м3. Размеры рабочего объема камеры: длина 4,1 м, ширина 2,8 м и общая высота 4,2 м. |
| 63547. Вычислить скорость осаждения в воде при 30°С частиц свинцового блеска угловатой формы с эквивалентным диаметром dэ = 1,0 мм. Плотность свинцового блеска 7560 кг/м3. |
| 63548. Определить эквивалентные диаметры продолговатых частиц каменного угля и плоских частиц сланца (рсл = 2200 кг/м3), осаждающихся с одинаковой скоростью woc = 0,10 м/с в воде при 20°С. |
| 63549. Определить диаметр наибольших сферических частиц мела, которые будут уноситься восходящим потоком воды; скорость потока 0,50 м/с, температура 10°С. |
| 63550. Определить наибольший диаметр частиц кварца сферической формы, для которых применима формула Стокса в условиях осаждения в воде при 20°С. Найти также скорость осаждения такой частицы. |
Сборники задач
| Задачи по общей физике Иродов И.Е., 2010 |
| Задачник по физике Чертов, 2009 |
| Задачник по физике Белолипецкий С.Н., Еркович О.С., 2005 |
| Сборник задач по общему курсу ФИЗИКИ Волькенштейн В.С., 2008 |
| Сборник задач по курсу физики Трофимова Т.И., 2008 |
| Физика. Задачи с ответами и решениями Черноуцан А.И., 2009 |
| Сборник задач по общему курсу физики Гурьев Л.Г., Кортнев А.В. и др., 1972 |
| Журнал Квант. Практикум абитуриента. Физика Коллектив авторов, 2013 |
| Задачи по общей физике Иродов И.Е., 1979 |
| Сборник вопросов и задач по физике. 10-11 класс. Гольдфарб Н.И., 1982 |
| Все задачники... |
Статистика решений
| Тип решения | Кол-во |
| подробное решение | 62 245 |
| краткое решение | 7 659 |
| указания как решать | 1 407 |
| ответ (символьный) | 4 786 |
| ответ (численный) | 2 395 |
| нет ответа/решения | 3 406 |
| ВСЕГО | 81 898 |
Форма связи
fizmatbank@ya.ru
Мы в WhatsApp
Мы в Telegram
