Kolokwium 1

1.1. W procesie produkcji chloru metodą działania tlenem na chlorowodór, jako drugi produkt powstaje woda. Powietrze jest doprowadzane do reaktora w ilości zapewniającej 25 % nadmiar tlenu. Stopień konwersji HCl wynosi 70%. Obliczyć ułamki molowe składników w strumieniu opuszczającym reaktor. 1.2. Rurociągiem o długości 107 m i średnicy D=0.1 m tłoczona jest ciecz o gęstości ρ=1000 kg/m3 i lepkości μ=2 cP. Przepływ objętościowy wynosi V = 7 m3/h. Określić zmianę spadku ciśnienia, jeżeli przepływ zmaleje 8-krotnie a długość rurociągu zwiększy się o 13 m. W rurociągu znajdują się 3 kolanka i 3 zawory kątowe. (L/d dla kolanka wynosi 31, a dla zaworu kątowego 170). Współczynniki oporów przepływu obliczyć z następujących zależności: λ=64/Re dla Re < 2320; λ= 0.316/Re0.25 dla Re >= 2320. 1cP = 10-3 Pa*s 1.3. Z wodnego roztworu białek usuwa się siarczan amonu na drodze dializy okresowej. Po napełnieniu woreczków celofanowych takim roztworem, w którym stężenie siarczanu amonu wynosi 0,03 % wag., umieszczono je w zbiorniku z przepływająca czystą wodą. Po 24 godzinach stwierdzono, że stężenie soli w roztworze w woreczku zmniejszyło się do 0,01% wag. Obliczyć po jakim czasie otrzyma się roztwór, w którym stężenie siarczanu amonu wyniesie 5*10-4 % wag. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.1. Ze świeżego soku pomarańczowego będącego wodnym roztworem zawierającym 12 % wagowych esencji, należy uzyskać koncentrat soku zawierający 42 % wagowych esencji. Po procesie zatężania uzyskuje się koncentrat soku zawierający 58% wagowych esencji. W związku z tym, po zatężąniu stosowane jest mieszanie tego koncentratu ze świeżym sokiem. Obliczyć ilość skoncentrowanego soku otrzymanego ze 100 kg świeżego soku, ilość świeżego soku dodawanego do koncentratu oraz ilość wody odbieranej w zatężaczu. 2.2. Zbiornik o średnicy 2m posiada umieszczoną przy dnie poziomą rurkę odpływową o średnicy 5 mm i długości 1m. Jaki jest strumień masowy odpływu cieczy ze zbiornika w momencie gdy lustro cieczy znajduje się na poziomie 0,4 m od dna zbiornika. Gęstość cieczy wynosi 1000 kg/m3, lepkość 8*10-3 Pas. Przyjąć, iż lokalne opory przepływu na wlocie i wylocie z rurki są pomijalnie małe. 2.3. Obliczyć szybkość filtracji rozcieńczonej wodnej zawiesiny w filtrze grawitacyjnym o powierzchni 0,5 m2, w momencie gdy wysokość słupa cieczy nad przegrodą filtracyjną jest równa 6m. Przegrodą filtracyjną są dwa złoża o grubości 5 cm każde: żwiru i piasku. Parametry obu złóż, odpowiednio żwiru i piasku są następujące: porowatość 0,55 i 0,6; średnica zastępcza ziaren 5*10-3 m i 3,5*10-3 m; czynnik kształtu 1,2 i 1,1. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.1. Pusty, poziomy, cylindryczny zbiornik buforowy o średnicy D=2 m i wysokości H=3 m napełniany jest stałym strumieniem wody Qw=20 dm3/min o gęstości 998 kg/m3 i strumieniem Qg=12 dm3/min doprowadzającym 25% wodny roztwór gliceryny o gęstości 1300 kg/m3. Obliczyć czas napełniania zbiornika i stężenie procentowe gliceryny w otrzymanym roztworze. 3.2. Zbiornik o kształcie pionowego walca o wysokości H=2 m napełniono zawiesiną składającą się z przesianych ziaren o średnicy d=0,1 mm dwóch typów materiałów: jeden o gęstości ρ1=2000 kg/m3 a drugi ρ2=4000 kg/m3. Początkowe stężenie obu rodzajów cząstek wynosiło c1=c2=50g/dm3. Obliczyć obie szybkości wzrostu grubości osadu: a) gdy opadają oba typy cząstek b) gdy opadają już tylko lżejsze cząstki. Porowatość osadu ε=0,36, lepkość cieczy 15·10-3 Pas, gęstość cieczy 1200 kg/m3. Założyć opadanie niezakłócone. 3.3. Obliczyć wydajność filtracji wody Q [dm3/godz] na 1 m2 powierzchni jednorodnego złoża piasku o wysokości L=1 m i stabilizowanej wysokości swobodnego słupa wody nas powierzchnią złoża wynosi H=1,3 m. Ziarna piasku są jednakowe , sześcienne o boku a=0,4 mm (policzyć średnicę zastępczą de i czynnik kształtu φ). Porowatość złoża ε=0,36, lepkość wody μ=1·10-3 Pas, gęstość wody 998 kg/m3.