1.3. Примеры текущего контроля по дисциплине «Тепломассообменное оборудование предприятий» (раздел «Элементы с внутренними источниками теплоты»)

Пример 1.3.1. Горящая электрическая лампочка N = 60 Вт имеет температуру поверхности t_с = 210 ^°С. Температура окружающего воздуха t_ж = 20 ^°С. Рассчитать теплоту переносимую конвекцией Q_к и теплоту переносимую за счет теплового излучения, степень черноты () при условии, что лампочка имеет шарообразную форму с эквивалентным диаметром d_экв = 70 мм.

Пример 1.3.2. В шаровом ТВЭЛе мощность тепловыделения изменяется по закону , где Вт/м³ – значение тепловыделения в центре топливного шара радиусом м, . Какая ошибка будет допущена при расчете максимальной температуры ТВЭЛа, если вместо реального закона тепловыделения использовать среднеинтегральное значение ? Коэффициент теплопроводности топлива Вт/(м· К). Какой тепловой поток идет от ТВЭла? Коэффициент теплоотдачи Вт/(м² ·К); К.

Пример 1.3.3. Шаровой уран – графитовы ТВЭл на пылеуглеродной связке, имеющей наружный диаметр 50 мм, покрыт графитовой оболочкой ( Вт/(м·К)) толщиной 5 мм. Коэффициент теплопроводности топлива 11 Вт/(м·К). Максимальная температура топлива не должна превышать 1250 ^°С. Рассчитать температуры поверхности топлива и поверхности графитовой оболочки, если сборка ТВЭла омывается гелием с температурой 450 ^°С и коэффициентом теплоотдачи от оболочки к гелию 260 Вт(м²·К). Чему равна мощность внутренних тепловыделений, если их считать равномерно распределенными по объему топлива? Найти тепловой поток от оболочки ТВЭла к гелию.

1.4. Рубежный промежуточный контроль по дисциплине “Тепломассообменное оборудование предприятий” (зачетная работа)

БИЛЕТ № 1

Задача. Смесь бензола и толуола кипит при 95 ^оС под давлением 760 мм рт.ст. При 95 ^оС давление насыщенного пара бензола Р =1167 мм рт.ст.; давление насыщенного пара толуола Р =480 мм рт. ст. Найти состав кипящей жидкости, считая, что смесь характеризуется законом Рауля.

Если жидкость будет содержать в два раза меньше толуола, то под каким давлением она будет кипеть при той же температуре?

БИЛЕТ № 2

Задача. Определить равновесные составы жидкости и пара для смеси метиловый спирт – вода при температуре 60 ^оС: а) под давлением 350 мм рт.ст., б) под давлением 600 мм рт. ст., считая, что смесь характеризуется законом Рауля. Объяснить полученный для случая б) результат.

БИЛЕТ № 3

Задача. 1000 кг бинарной смеси бензол – толуол, содержащей 40 % (масс.) бензола, подвергают простой перегонке под атмосферным давлением. Определить количество и состав дистиллята, если содержание бензола в кубовом остатке 18 % (масс.). Воспользоваться данными табл. 7.1 [Павлов К.Ф. и др. Примеры и задачи…].

БИЛЕТ № 4

Задача. Производительность выпарного аппарата по исходному раствору равна 1,5 т/ч. Концентрация исходного раствора составляет 50 г/л воды, конечная концентрация равна 320 г/л. Плотность выпаренного раствора 1268 кг/м³. Найти производительность аппарата по выпаренному раствору.

Билет № 5

Задача. В ректификационную колонну непрерывного действия поступает жидкость с 21 % (мол.) легколетучего компонента. Концентрация дистиллята 85 % (мол.), концентрация кубового остатка 3 % (мол.) легколетучего компонента. В дефлегматор поступает 750 кмоль/ч пара, в колонну из дефлегматора поступает 460 кмоль/ч флегмы. Сколько получается кубового остатка?

БИЛЕТ № 6

Задача. Производительность выпарного аппарата, обогреваемого насыщенным водяным паром с избыточным давлением р =2.5 бар, необходимо повысить с 1000 до 1400 кг/ч ( по разбавленному раствору). Выпаривание производится под атмосферным давлением, температура кипения раствора в аппарате 105 ^оС, раствор подается на выпарку подогретым до температуры кипения. Определить, какого давления греющий пар надо подавать в аппарат. Тепловые потери не учитывать, коэффициент теплопередачи и конечную концентрацию раствора считать неизменными.

БИЛЕТ № 7

Задача. 800 кг бинарной смеси уксусная кислота – вода, содержащей 30 % (масс.) уксусной кислоты, подвергают простой перегонке под атмосферным давлением. Определить количество и состав дистиллята, если содержание уксусной кислоты в кубовом остатке равно 8 % (масс.). Воспользоваться необходимыми данными из справочной литературы.

БИЛЕТ № 8

Задача. Сколько надо выпарить воды из 500 кг раствора едкого калия, чтобы изменить его концентрацию от 5 до 27 % (масс.)?

БИЛЕТ № 9

Задача. В ректификационную колонну непрерывного действия поступает жидкость с 24 % (масс.) легколетучего компонента. Концентрация дистиллята 95 % (масс.), концентрация кубового остатка 3 % (мол.) легколетучего компонента. В дефлегматор поступает 850 кмоль/ч пара, в колонну из дефлегматора поступает 670 кмоль/ч флегмы. Сколько получается кубового остатка?

БИЛЕТ № 10

Задача. Изопропиловый спирт нагревается в баке в условиях свободной конвекции горячей водой, подаваемой насосом через ряд горизонтальных труб наружным диаметром 30 мм. Определить коэффициент теплоотдачи для изопропилового спирта, если его средняя температура 56 ^°С, а средняя температура наружной поверхности труб 62 ⁰С.

БИЛЕТ № 11

Задача. В одиночном аппарате происходит концентрация раствора NaOH греющим насыщенным паром. Расход начального раствора 2 т/ч, его концентрация 8,3 % (масс.), конечная концентрация 21,2 % (масс.). Температура греющего пара 160 ^оС. Давление вторичного пара в аппарате атмосферное. Тепловые потери выпарного аппарата составляет 46 кВт. Определить расход греющего пара. Начальная температура раствора, который поступает в аппарат, равна температуре кипения раствора.