Metod-Z

т/год води від 77 до 95°С; нагрівання проводиться насиченою парою при надлишковому тиску 0,23 ат. (PATM = 750 мм.рт.ст.)

83.Маємо трубчатий теплообмінник, який складається з 19 латунних труб діаметром 18 2 мм, довжиною 1,2 м. Чи достатня його поверхня для конден-

сації 350 кг/год насиченої пари етилового спирту, якщо прийняти, що коефіцієнт теплопередачи дорівнює 700 Вт/(м2·К), початкова температура води 15°С, а кінцева 35°С? Конденсація спирту передбачається при атмосферному тиску (760 мм.рт.ст.), рідкий спирт відводиться при температурі конденсації.

84.Визначити коефіцієнт теплопровідності речовини плоскої стінки, якщо

1,05 Вт/(м·К)) товщиною 0,25 мм. У скільки разів збільшиться термічний опір

їїстінки?

86.Визначити втрати тепла за 1 годину вертикальним неізольованим паропроводом діаметром 100 мм та висотою 3 м при вільній конвекції повітря, якщо

температура стінки 100 С, а температура повітря 20 С.

87. Визначити втрати тепла за 1 годину вертикальним неізольованим паропроводом діаметром 100 мм та висотою 5 м при вільній конвекції повітря, якщо температура стінки 150 С, а температура повітря 20 С.

88.Визначити температуру внутрішньої поверхні обмуровки апарата, якщо температура її зовнішньої поверхні 40°С. Товщина обмуровки 520 мм. Термометр, який занурено на глибину 80 мм від зовнішньої поверхні, показує температуру 80°С.

89.Маємо трубчатий теплообмінник, який складається з 19 латунних труб

діаметром 18 2 мм, довжиною 1,2 м. Чи достатня його поверхня для конденсації 350 кг/год насиченої пари етилового спирту, якщо прийняти, що коефіцієнт теплопередачи дорівнює 700 Вт/(м2·К), початкова температура води 15°С, а кінцева 35°С? Конденсація спирту передбачається при атмосферному тиску (760 мм.рт.ст.), рідкий спирт відводиться при температурі конденсації.

90. Для сталевого теплообмінника типа „труба у трубі” визначити коефіцієнт теплопередачі від гарячої води, яка тече по внутрішній трубі діаметром 38 3,5 мм, до холодної води, яка тече у міжтрубному просторі. Коефіцієнт тепло-

води 2 = 1200 Вт/(м2∙К).

91. Вода проходить у міжтрубному просторі горизонтального теплообмінника типу „труба у трубі” з швидкістю 0,6 м/с. Середня температура води 40 С, температура внутрішньої стінки 60 С, діаметр зовнішньої труби теплообмінника 57 4 мм, внутрішньої – 25 3 мм. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і теп-

31

ловий потік від стінки до води з 1 м довжини теплообмінника. Поверхнею теплопередачі вважати зовнішню поверхню внутрішньої труби.

92.У багатоходовому кожухотрубному теплообміннику, який має 4 ходи у трубному просторі та один хід у міжтрубному, толуол охолоджується водою від 106 до 30°С. Вода, яка проходить по трубах, нагрівається від 11 до 24°С. Визначити середню різницю температур теплоносіїв у теплообміннику

93.Визначити тепловий потік через плоску стінку товщиною 30 мм, при

різниці температур на поверхнях стінки t = 30˚C. Коефіцієнт теплопровідності стінки 0,12 Вт/(м·К).

94.Густина теплового потоку через плоску стінку товщиною 50 мм дорівнює q = 50 Вт/м2. Знайти різницю температур на поверхнях стінки і градієнт температури у стінці, якщо вона зроблена з сталі.

95.Маємо трубчатий теплообмінник, який складається з 19 латунних труб

діаметром 18 2 мм, довжиною 1,2 м. Чи достатня його поверхня для конденсації 350 кг/год насиченої водяної пари, якщо прийняти, що коефіцієнт теплопередачи дорівнює 700 Вт/(м2·К), початкова температура води 15°С, а кінцева 35°С? Конденсація води передбачається при атмосферному тиску (760 мм.рт.ст.), рідка вода відводиться при температурі конденсації.

96.Паропровід довжиною 60 м діаметром 76 4 мм вкритий шаром ізоляції товщиною 40 мм. Температура зовнішньої поверхні ізоляції 40°С, внутрішньої – 120°С. Визначити кількість тепла, яке втрачає паропровід за 1 годину. Коефіцієнт теплопровідності ізоляції 0,116 Вт/(м·К).

97.Для сталевого теплообмінника типа „труба у трубі” визначити коефіцієнт теплопередачі від гарячої води, яка тече по внутрішній трубі діаметром 57

4 мм, до холодної води, яка тече у міжтрубному просторі. Коефіцієнт тепло-

98. Визначити тепловий потік через тришарову плоску стінку при різ-

0,04 Вт/(м·К); δ3 = 5 мм, λ3 = 0,10 Вт/(м·К).

99. Сталевий паропровід діаметром 150 5 мм має на зовнішній поверхні температуру 200°С. Його необхідно покрити двома шарами ізоляції, при цьому температура зовнішньої поверхні ізоляції не повинна перевищувати 40°С. У

Вт/(м·К) та шар Б з δ2 = 30 мм, λ2 = 0,14 Вт/(м·К). У який послідовності треба розмістити ці шари на паропроводі, щоб мати мінімальні теплові втрати? Навести теплові втрати з 1м паропроводу для обох випадків.

100. Як зміниться значення коефіцієнта теплопередачі у теплообмінному апараті, який зроблено з сталевих труб товщиною 3 мм, якщо на поверхні труб відкладеться шар накипу (водяного каменю) товщиною 2 мм:

32

а) у водяному холодильнику для газа, в якому ГАЗА = 58 Вт/(м2·К),

ВОДИ = 580 Вт/(м2·К);

б) у випарнику, в якому для киплячого розчину РОЗЧ = 2780 Вт/(м2·К), для гріючої пари ПАРИ = 11600 Вт/(м2·К).

Прийняти для накипу λНАК = 2,3 Вт/(м·К).

101. Вода проходить у міжтрубному просторі горизонтального теплообмінника типу „труба у трубі” з швидкістю 0,9 м/с. Середня температура води 70 С, температура внутрішньої стінки 50 С, діаметр зовнішньої труби теплообмінника 76 4 мм, внутрішньої – 38 3,5 мм. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від води до стінки з 1 м довжини теплообмінника. Поверхнею теплопередачі вважати зовнішню поверхню внутрішньої труби.

102. Визначити втрати тепла за 1 годину вертикальним неізольованим паропроводом діаметром 100 мм та висотою 4 м при вільній конвекції повітря, якщо температура стінки 170 С, а температура повітря 20 С.

103. У трубі довжиною 10 м і діаметром 25 2 мм охолоджується вода. Витрати води 1,0 м3/год. Середня температура води 60°С, стінки труби 40°С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від води до стінки труби. Поверхнею теплопередачі вважати внутрішню поверхню труби.

104.У трубі довжиною 10 м і діаметром 25 2 мм охолоджується вода. Витрати води 0,5 м3/год. Середня температура води 40°С, стінки труби 20°С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від води до стінки труби. Поверхнею теплопередачі вважати внутрішню поверхню труби.

105. Вода проходить у міжтрубному просторі горизонтального теплообмінника типу „труба у трубі” з швидкістю 1,2 м/с. Середня температура води 50 С, температура внутрішньої стінки 70 С, діаметр зовнішньої труби теплообмінника 57 4 мм, внутрішньої – 38 3,5 мм. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від стінки до води з 1 м довжини теплообмінника. Поверхнею теплопередачі вважати зовнішню поверхню внутрішньої труби.

106. Необхідно випаровувати 2600 кг/год рідини, яка кипить при 137°С та надходить до випарника при цій температурі. Питома теплота пароутворення рідини r = 377 кДж/кг. Температура гріючої пари повинна бути не нижче 150°С. Визначити витрати гріючої водяної пари, якщо вона подається при 200°С під надлишковим тиском 0,4 МПа, а її конденсат відводиться при темпе-

107. Сталевий паропровід діаметром 150 5 мм має на зовнішній поверхні температуру 300°С. Його необхідно покрити двома шарами ізоляції, при цьому температура зовнішньої поверхні ізоляції не повинна перевищувати 50°С. У

Вт/(м·К) та шар Б з δ2 = 40 мм, λ2 = 0,14 Вт/(м·К). У який послідовності треба розмістити ці шари на паропроводі, щоб мати мінімальні теплові втрати? Навести теплові втрати з 1м паропроводу для обох випадків..

33

108. Визначити втрати тепла за 1 годину вертикальним неізольованим паропроводом діаметром 200 мм та висотою 2 м при вільній конвекції повітря, якщо температура стінки 120 С, а температура повітря 20 С.

109.У трубі довжиною 10 м і діаметром 38 3,5 мм охолоджується вода. Витрати води 0,815 м3/год. Середня температура води 40˚С, стінки труби 30˚С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від води до стінки труби. Поверхнею теплопередачі вважати внутрішню поверхню труби.

110.У трубі довжиною 10 м і діаметром 38 3,5 мм охолоджується вода. Витрати води 2,7 м3/год. Середня температура води 40˚С, стінки труби 30˚С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від води до стінки труби. Поверхнею теплопередачі вважати внутрішню поверхню труби.

111.Визначити тепловий потік через тришарову плоску стінку при рі-

зниці температур t = 30˚C, якщо шари мають наступні товщини та коефіцієнти теплопровідності: δ1 = 12 мм, λ1 = 0,12 Вт/(м·К); δ2 = 4 мм,

λ2 = 0,04 Вт/(м·К); δ3 = 10 мм, λ3 = 0,10 Вт/(м·К).

112. Паропровід довжиною 20 м діаметром 57 4 мм вкритий шаром ізоляції товщиною 30 мм. Температура зовнішньої поверхні ізоляції 40°С, внутрішньої – 150°С. Визначити кількість тепла, яке втрачає паропровід за 1 годину. Коефіцієнт теплопровідності ізоляції λ = 0,116 Вт/(м·К).·

113. Необхідно випаровувати 1200 кг/год рідини, яка кипить при 118°С та надходить до випарника при цій температурі. Питома теплота пароутворення рідини r = 587 кДж/кг. Температура гріючої пари повинна бути не нижче 130°С. Визначити витрати гріючої водяної пари, якщо вона подається при 250°С під абсолютним тиском 0,5 МПа, а її конденсат відводиться при температурі конденсації.

Питома ізобарна теплоємність перегрітої пари сР = 1,98 кДж/(кг·К).

114. Визначити коефіцієнт теплопередачі у теплообміннику типу „труба у трубі”, якщо зовнішня труба діаметром 89 5 мм, внутрішня сталева труба 38 3,5 мм, коефіцієнти тепловіддачі (від поверхонь внутрішньої труби) –

1 = 500 Вт/(м2К), 2 = 2000 Вт/(м2К).

115. Визначити втрати тепла за 1 годину вертикальним неізольованим паропроводом діаметром 100 мм та висотою 6 м при вільній конвекції повітря, якщо температура стінки 130 С, а температура повітря 20 С.

116. Визначити тепловий потік через тришарову плоску стінку при різниці температур t = 45˚C, якщо шари мають наступні товщини та коефіцієнти теплопровідності: δ1 = 18 мм, λ1 = 0,12 Вт/(м·К);

δ2 = 8 мм, λ2 = 0,04 Вт/(м·К); δ3 = 10 мм, λ3 = 0,10 Вт/(м·К).

117. У трубі довжиною 10 м і діаметром 25 2 мм нагрівається вода. Витрати води 0,623 м3/год. Середня температура води 40°С, стінки труби 60°С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від стінки труби до води. Поверхнею теплопередачі вважати внутрішню поверхню труби.

34

118. Вода проходить у міжтрубному просторі горизонтального теплообмінника типу „труба у трубі” зі швидкістю 0,8 м/с. Середня температура води 10 С, температура внутрішньої стінки 50 С, діаметр зовнішньої труби теплообмінника 89 5 мм, внутрішньої – 57 4 мм. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від стінки до води з 1 м довжини теплообмінника. Поверхнею теплопередачі вважати зовнішню поверхню внутрішньої труби.

119. Визначити втрати теплоти випромінюванням поверхнею сталевого апарату циліндричної форми, який знаходиться в приміщенні,стіни якого пофарбовані олійною фарбою. Розміри апарату: висота H =1 м, діаметр D =2 м. Розміри приміщення: висота 4 м, довжина 10 м, ширина 6 м. Температура стінки апарату 60 С, температура повітря 20 С. Прийняти ступінь чорноти сталі 0,85.

120. Визначити необхідну товщину плоского шару пінопласту ППУ (λППУ = 0,04 Вт/(м·К), якщо припустимі теплові втрати q = 20 Вт/м2 при різниці температур на поверхнях теплоізоляції t = 40˚C.

121. Необхідно випаровувати 1200 кг/год рідини, яка кипить при 118°С та надходить до випарника при цій температурі. Питома теплота пароутворення рідини r = 587 кДж/кг. Температура гріючої пари повинна бути не нижче 130°С. Визначити витрати гріючої водяної пари, якщо вона подається при 250°С під надлишковим тиском 0,15 МПа, а її конденсат відводиться при тем-

122.У трубі довжиною 10 м і діаметром 25 2 мм нагрівається вода. Витрати води 1,5 м3/год. Середня температура води 60°С, стінки труби 80°С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від стінки труби до води. Поверхнею теплопередачі вважати внутрішню поверхню труби.

123.Визначити втрати тепла за 1 годину вертикальним неізольованим паропроводом діаметром 100 мм та висотою 10 м при вільній конвекції повітря,

якщо температура стінки 160 С, а температура повітря 20 С.

124. У трубі довжиною 10 м і діаметром 38 3,5 мм нагрівається вода. Витрати води 4,07 м3/год. Середня температура води 40°С, стінки труби 60°С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі і тепловий потік від стінки труби до води. Поверхнею теплопередачі вважати внутрішню поверхню труби.

125.Гарячий концентрований розчин, який виходить з випарного апарата з температурою 106 С, використовують для підігріву до 50 С холодного розбавленого розчину, який надходить до випарника з температурою 15 С. Концентрований розчин охолоджується до 60 С. Визначити середню різницю температур між гарячим та холодним теплоносіями для режимів прямотечії та протитечії.

126.Змішано 1 кг азоту та 3 кг етану. Визначити масові та мольні долі

компонентів суміші, а також їх парціальні тиски ( PСУМІШІ = 100 кПа ).

127. Змішано 1 кг метану та 5 кг етилену. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,20 МПа ).

35

128.Змішано 2 кг октану та 8 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

129.Змішано 1 кмоль метану та 9 кг етану. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,30 МПа ).

130.Змішано 3 кг октану та 6 кг декану. Визначити масові, мольні та від-

носні масові долі компонентів суміші.

131.Змішано 1 кмоль метану та 7 кг азоту. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,20 МПа ).

132.Змішано 4 кг азоту та 1 кг кисню. Визначити масові та мольні долі

компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,60 МПа ).

133. Змішано 1 кг гелію та 1 кмоль водню. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,50 МПа ).

134.Змішано 1 кмоль азоту та 8 кг метану. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,80 МПа ).

135.Змішано 1 кг води та 4 кг етанолу. Визначити масові, мольні та відно-

сні масові долі компонентів суміші.

136.Змішано 1 кг метану та 4 кг пропану. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,70 МПа ).

137.Змішано 4 кг октану та 1 кг декану. Визначити масові, мольні та від-

носні масові долі компонентів суміші.

138.Змішано 1 кг гексану та 3 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

139.Змішано 1 кг бутану та 4 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

140.Змішано 4 кг гептану та 1 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

141.Змішано 4 кг бутану та 8 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

142.Змішано 2 кг октану та 4 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

143.Змішано 1 кг метану та 4 кг етану. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,40 МПа).

144.Змішано 4 кг пентану та 2 кг нонану. Визначити масові, мольні та від-

носні масові долі компонентів суміші.

145.Змішано 4 кг гелію та 1 кмоль аргона. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,40 МПа).

146.Змішано 4 кмолі водню та 8 кг гелію. Визначити масові та мольні долі

компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,40 МПа).

147.Змішано 4 кг пропану та 8 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

148.Змішано 1 кг пентану та 3 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

36

149.Змішано 4 кг гексану та 6 кг декану. Визначити масові, мольні та відносні масові долі компонентів суміші.

150.Змішано 4 кг азоту та 1 кмоль водню. Визначити масові та мольні долі компонентів суміші, а також їх парціальні тиски (PСУМІШІ = 0,40 МПа).

151.Вода, яка вміщує розчинений сірководень в кількості 0,10 ·10–3 кг на 1

кг води контактує при температурі t = 10 C з повітрям, яке вміщує 15 % мольних H2S. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити сірководень 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації H2S в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі H2S у воді визначити за [3].

152.Вода, яка вміщує розчинений сірководень в кількості 0,30·10–3 кг на 1 кг води контактує при температурі t = 20 C з повітрям, яке вміщує 6 % мольних

H2S. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити сірководень 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент

часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації H2S в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі H2S у воді визначити за [3].

153.Для масообмінного апарату, який працює під абсолютним тиском 0,33 МПа, відомі коефіцієнти масовіддачі та масопередачі:

βУ = 0,0003 кмоль /(м2·с·( y = 1)), KУ = 0,0001 кмоль /(м2·с·( y = 1)). Рів-

новажні склади парової та рідкої фаз характеризуються законом Генрі. Константа Генрі Е = 10,0 МПа. Визначити: а) коефіцієнти масопередачі KХ і масовіддачі βХ, б) у скільки разів дифузійний опір рідкої фази відрізняється від дифузійного опору газової фази.

154. Вода, яка вміщує розчинений вуглекислий газ в кількості 0,3·10–3 кг на 1 кг води контактує при температурі t = 30 C з повітрям, яке вміщує 10 % мольних СО2. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити СО2 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації СО2 в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі для СО2 у воді визначити за [3].

155. Вода, яка вміщує розчинений ацетилен в кількості 0,3010–3 кг на 1 кг води контактує при температурі t = 20 C з повітрям, яке вміщує 12 % мольних ацетилену. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити ацетилен 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мольних концентраціях). Рівноважні концентрації ацетилену в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі ацетилену у воді визначити за [3].

156. Вода, яка вміщує розчинений вуглекислий газ в кількості 0,8·10–4 кг на 1 кг води контактує при температурі t = 15 C з повітрям, яке вміщує 18 % мольних СО2. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку

37

буде переходити СО2 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації СО2 в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі СО2 у воді визначити за [3].

157.Продуктивність скруббера для осушування повітря сірчаною кислотою 300 м3/год ( в розрахунку на сухе повітря за нормальних умов). Початковий вологовміст повітря 0,02 кг водяної пари на 1 кг сухого повітря, кінцевий вологовміст - 0,005 кг в.п. / кг с.п. Початковий вміст води у кислоті 0,5 кг води на 1 кг кислоти, витрати кислоти 6 кг/год. Осушування проводиться під атмосферним тиском. Визначити кінцевий вміст води у кислоті .

158.Для масообмінного апарату, який працює під абсолютним тиском 0,5 МПа, коефіцієнти масовіддачі мають такі значення:

βУ = 0,001 кмоль /(м2·с·( y = 1)), βХ = 0,020 кмоль /(м2·с·( x = 1)). Рівно-

важні склади парової та рідкої фаз характеризуються законом Генрі. Константа Генрі Е =20,0 МПа. Визначити: а) коефіцієнти масопередачі KX і KУ, б) у скільки разів дифузійний опір рідкої фази відрізняється від дифузійного опору газової фази.

159.Рідка суміш має склад: бензол - 60 % об’ємних, нітробензол - 40 % об’ємних. Визначити густину суміші. Вважати суміш ідеальним розчином (немає надлишкового об’єму змішування). Визначити також мольну та відносну масову концентрацію нітробензолу.

160.Рідка суміш має склад: CHCl3 – 40 % мольних, (CH3)2CO – 40 %, CS2 – 20%. Визначити густину суміші. Вважати суміш ідеальним розчином (немає надлишкового об’єму змішування).

161.Загальний тиск повітряно-парової суміші 100 кПа. Повітря при темпе-

ратурі 50 C насичене парою етилового спирту. Визначити густину суміші, мольну та відносну масову концентрації етилового спирту у суміші. Вважати суміш ідеальним газом. Тиск насичення етилового спирту визначити за допомо-

гою [3].

162. Газова суміш має склад: водень – 14 мольних %, метан – 26 %, етилен – 60 %. Абсолютний тиск суміші 3,0 МПа, температура суміші 27 C. Вважати суміш ідеальним газом. Визначити густину суміші та масові концентрації компонентів.

163. Вода, яка вміщує розчинений ацетилен в кількості 0,10910–3 кг на 1 кг води контактує при температурі 15 C з повітрям, яке вміщує 18 % мольних ацетилену. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити ацетилен 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації ацетилену в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі ацетилену у воді визначити за [3].

164. Атмосферний тиск 100 кПа. Повітря при температурі 60 C насичене водяною парою. Визначити густину вологого повітря, мольну, та відносну ма-

38

сову концентрації водяної пари у суміші. Вважати суміш ідеальним газом. Тиск насичення водяної пари визначити за [3].

165.Продуктивність скруббера для осушування повітря сірчаною кислотою 300 м3/год ( в розрахунку на сухе повітря за нормальних умов). Початковий вологовміст повітря 0,02 кг водяної пари / кг сухого повітря, кінцевий вологовміст - 0,005 кг в.п. / кг с.п. Початковий вміст води у кислоті 0,5 кг води / кг кислоти, кінцевий - 1,5 кг води / кг кислоти. Осушування проводиться під атмосферним тиском. Визначити витрати кислоти (кг/ год).

166.Для масообмінного апарату, який працює під абсолютним тиском 0,4 МПа, відомі коефіцієнти масовіддачі та масопередачі:

βУ = 0,0008 кмоль /(м2·с·( y = 1)), βX = 0,0160 кмоль /(м2·с·( y = 1)). Рівно-

важні склади парової та рідкої фаз характеризуються законом Генрі. Константа Генрі E =16,0 МПа. Визначити: а) коефіцієнти масопередачі KX і KУ, б) у скільки разів дифузійний опір рідкої фази відрізняється від дифузійного опору газової фази.

167.Атмосферний тиск 100 кПа. Повітря при температурі 70 C насичене водяною парою. Визначити густину вологого повітря, мольну, та відносну масову концентрації водяної пари у суміші. Вважати суміш ідеальним газом. Тиск насичення водяної пари визначити за [3].

168.Вода, яка вміщує розчинений вуглекислий газ в кількості 0,6·10–3 кг на

1 кг води контактує при температурі 15 C з повітрям, яке вміщує 15 % мольних СО2. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити СО2 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації СО2 в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі СО2 у воді визначити за

[3].

169.Загальний тиск повітряно-парової суміші 100 кПа. Повітря при температурі 60 C насичене парою етилового спирту. Визначити густину суміші, мольну та відносну масову концентрації етилового спирту у суміші. Вважати суміш ідеальним газом. Тиск насичення етилового спирту визначити за допомо-

гою [3].

170.Рідка суміш має склад: бензол - 30 % об’ємних, нітробензол - 70 % об’ємних. Визначити густину суміші. Вважати суміш ідеальним розчином (немає надлишкового об’єму змішування). Визначити також мольну та відносну масову концентрацію нітробензолу.

171.Вода, яка вміщує розчинений ацетилен в кількості 0,050 ·10–3 кг на 1

кг води контактує при температурі 10 C з повітрям, яке вміщує 20 % мольних ацетилену. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити ацетилен 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації ацетилену в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі ацетилену у воді визначити за [3].

39

172. Вода, яка вміщує розчинений ацетилен в кількості 0,13010–3 кг на 1 кг води контактує при температурі 15 C з повітрям, яке вміщує 15 % мольних ацетилену. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити ацетилен 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації ацетилену в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі ацетилену у воді визначити за [3].

173. Вода, яка вміщує розчинений сірководень в кількості 0,910–3 кг на 1 кг води контактує при температурі 10 C з повітрям, яке вміщує 1 % мольний H2S. Атмосферний тиск 745 мм.рт.ст. Визначити: 1) З якої фази в яку буде переходити сірководень 2) Рушійну силу цього процесу в початковий момент часу (у мм.рт.ст.). Рівноважні концентрації H2S в газовій та рідкій фазах визначити за допомогою законів Генрі та Дальтона. Константу Генрі H2S у воді визначити за [3].

174.Продуктивність скруббера для осушування повітря сірчаною кислотою 300 м3/год ( в розрахунку на сухе повітря за нормальних умов). Початковий вологовміст повітря 0,02 кг водяної пари / кг сухого повітря. Початковий вміст води у кислоті 0,5 кг води / кг кислоти, кінцевий – 1,5 кг води / кг кислоти, ви-

трати кислоти 6 кг / год. Осушування проводиться під атмосферним тиском. Визначити кінцевий вологовміст повітря.

175.Газова суміш має склад: водень – 20 масових %, метан – 30 %, етилен

–50 %. Абсолютний тиск суміші 2,0 МПа, температура суміші 127 C. Визначити густину суміші та мольні долі компонентів. Вважати суміш ідеальним газом.

176.До ректифікаційної колони надходить двохкомпонентна рідка суміш, а виходить 1500 кг/год. дистиляту, який містить 98% мас. низькокиплячого компоненту (НК), та 4000 кг/год. кубового залишку, який містить 97% мас. ви-

сококиплячого компоненту (ВК). Флегмове число R = 3,0. Визначити масову долю НК у живленні колони та кількість пари (кг/год.), яка надходить з колони до дефлегматору.

177. У ректифікаційну колону безперервної дії надходить рідка суміш метанола та води при 760 мм.рт.ст. Дистилят вміщує 95,9% мас. НК. Живляча рідина містить 30,8% мас. НК. Визначити тангенс кута нахилу робочої лінії верхньої частини колони, якщо флегмове число R = 1,5Rmin. Дані про рівноважні склади наведені в [3].

178.У ректифікаційну колону безперервної дії надходить рідина, яка містить 40% мол. НК. Концентрація НК у дистиляті 98% мол., у кубовому залишку - 5% мол. У дефлегматор надходить 700 кмоль/год. пари, у колону з дефлегматору надходить 500 кмоль/год. флегми. Визначити кількість дистиляту та кубового залишку (кмоль/год.).

179.До ректифікаційної колони надходить бінарна рідка суміш, а виходить 2500 кг/год. дистиляту, який містить 99% масових НК, та 2000 кг/год. кубового

залишку, який містить 95% мас. ВК. Флегмове число R =2,5. Визначити масову

40