Процессы и аппараты химических производств

В теплообменнике «труба в трубе», состоящем из двух концентрических труб (внутренней диаметром 44,5×3,5 мм и наружной диаметром 89×5 мм), охлаждается от 70 до 30 °C толуол в количестве  1900 кг/ч. Толуол проходит по кольцевому пространству между наружной и внутренней трубой; по внутренней трубе протекает охлаждающая вода, нагревающаяся от 14 до 21 °С. Определить потерю давления на трение на 1 м длины трубы для толуола и для воды, принимая, что стальные трубы имеют незначительную коррозию. Средняя температура стенки внутренней трубы 25 °С. 

Какой должен быть взят геометрический масштаб модели, если в промышленном аппарате рабочая жидкость – нефть, а в модели вода, кинематический коэффициент вязкости которой в 50 раз меньше, чем у нефти? Какую скорость надо дать воде в модели, если скорость нефти в промышленном аппарате 1 м/с? Моделируются одновременно силы трения и силы тяжести.

Определить мощность, расходуемую при перекачке насосом 4,6 м3/ч холодильного рассола (25% раствор CaCl2) из холодильной установки в конденсатор, расположенный над ректификационной колонной. Высота подъёма 16 м, коэффициент динамической вязкости  рассола 9,5 мПа·с, плотность 1200 кг/м³, диаметр трубопровода  32×2,5 мм, общая длина 80 м. Стальные трубы имеют незначительную коррозию. На линии установлены 6 отводов (Ro/d = 4) и 4 прямоточных вентиля. Общий к. п. д. насоса с электродвигателем 0,5. 

По стальному трубопроводу диаметром 75 мм требуется перекачивать 25 м³/ч жидкости плотностью 1200 кг/м³, с динамическим
коэффициентом вязкости 1,7 мПа·с. Конечная точка трубопровода выше начальной на 24 м. Длина трубопровода 112 м. На нём установлены 2 прямоточных вентиля и 5 прямоугольных отводов с радиусом изгиба 300 мм. Трубы имеют незначительную коррозию. Найти потребляемую мощность, если общий к. п. д. насосной установки 0,6.

По стальному трубопроводу диаметром 75 мм требуется перекачивать 25 м³/ч жидкости плотностью 1200 кг/м³, с динамическим
коэффициентом вязкости 1,7 мПа·с. Конечная точка трубопровода выше начальной на 24 м. Длина трубопровода 112 м. На нём установлены 2 прямоточных вентиля и 5 прямоугольных отводов с радиусом изгиба 300 мм. Трубы имеют незначительную коррозию. Найти потребляемую мощность, если общий к. п. д. насосной установки 0,6.

Вода при 10 °C подаётся из реки насосом в открытый резервуар. Верхняя точка на 50 м выше уровня воды в реке. Трубопровод стальной с незначительной коррозией, внутренний диаметр его 80 мм, расчётная длина (собственная плюс эквивалентная длина местных сопротивлений) 165 м. Насос подаёт 575 дм³/мин. Какова расходуемая насосом мощность, если к. п. д. насосной установки 0,55?

По прямому воздухопроводу прямоугольного сечения 400×600 мм, сделанному из кровельной стали, надо подавать 14400 кг/ч воздуха при 27 °C и атмосферном давлении. Длина воздухопровода 60 м. Найти требуемую мощность электродвигателя, если его к. п. д. 0,95, а к. п. д. вентилятора 0,4.

По трубопроводу диаметром 100 мм подаётся диоксид углерода под давлением 2 кгс/см² (по манометру) при средней температуре 75 °C с массовой скоростью 30 кг/(м²·с). Шероховатость трубы 0,7 мм. Определить гидравлическое сопротивление горизонтального трубопровода при длине его 90 м  и при наличии четырёх колен под углом 90° и задвижки. Определить также мощность, потребляемую газодувкой для перемещения диоксида углерода, если её к. п. д. составляет 50%. 

40%-ный этиловый спирт спускается из бака по трубе диаметром 33,5×2,8 мм. На трубе имеются кран и 2 колена под углом 90°. Общая длина трубопровода 49 м. Определить скорость спирта в трубопроводе (при разности высот 7,2 м). Коэффициент трения принять приближённо равным 0,025. Найдя скорость спирта проверить значение коэффициента трения. Температура спирта 35°С.

По трубопроводу диаметром 26,8×2,5 мм стекает нитробензол с температурой 44 °С. Начальная точка трубопровода выше конечной на 200 мм. Длина горизонтальной части трубопровода 242 м. Учесть только сопротивление трения. Найти массовый расход нитробензола и проверить принятый режим его движения.