Процессы и аппараты пищевых производств

 

 

 

 

1.1. Аппарат прямоугольной формы с размерами 1,5 ^×0,8 ×1,0 м заполнен водой. На поверхности воды действует давле­ние 0,15 МПа, температура воды 90°С Определить силу, дей­ствующую на дно аппарата.

 

1.2. На прессуемое тело действует сила 100 кН. Определить, какую силу необходимо приложить к малому поршню гидравли­ческого пресса, если диаметры поршней 100 и 800 мм, малый поршень расположен на 5 м выше уровня большого поршня.

 

1.4. Определить режим течения воды в трубном пространст­ве кожухотрубного теплообменника. Объемный расход воды 1,5 × 10³ м³/с, диаметр труб - 50 × 2,5 мм, количество труб -20 шт., температура воды - 30°С.

 

 1.5.Определить режим течения воды в змеевиковом нагревателе с диаметром трубы 22х2 мм и диаметром витков 200 мм. Объёмный расход воды 2∙10^-4 м³/с, средняя температура воды 60⁰С

 

1.6. Вода движется в трубе квадратного сечения со стороной 30 мм и толщиной стенки 2,5 мм. Скорость потока - 0,6 м/с, температура воды - 20°С. Определить режим течения воды.

 

1.8. Поток воды движется по наклонной трубе диаметром 60 х 5 мм, длиной 50 м со скоростью 0,2 м/с. Разность высот трубы на входе и выходе воды составляет 10 м, температура воды - 10°С. Определить перепад давления потока на входе и вы­ходе из трубы.

 

1.10. Определить перепад давления потока воды на входе и выходе из горизонтальной трубы диаметром 100 * 5 мм, дли­ной 20 м. Объемный расход воды - 1,5 * 10^-3 м, температура во­ды -20°С.

 

2.1. С какой скоростью будут осаждаться шарообразные час­тицы кварца плотностью р = 2 600 кг/м³, диаметром d= 10 мкм в воде при 10°С и при 80°С.

 

2.2. Определить скорость осаждения шарообразных частиц угля (ρ= 1400 кг/м³) и сланца (ρ = 2200 кг/м³) диаметром 2 мм в воде при 20°С и при 60°С

 

2.3. Найти верхний предел (наибольший диаметр частиц) применимости формулы Стокса к частицам кварца плотностью 2 650 кг/м³, осаждающимся в воде при 20°С.

 

2.4. Найти верхний предел (т.е. наибольший диаметр частиц) применимости формулы Стокса к частицам свинцового блеска плотностью 7560 кг/м³, осаждающимся в воде при 20⁰С

 

2.5. Определить диаметр отстойника для непрерывного уп­лотнения водной суспензии мела, имеющей температуру 40°С. Производительность отстойника - 50 т/ч начальной суспензии, содержащей 5% (масс) СаСО₃. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению, - 20 мкм. Влажность шлама - 50%. Плотность р = 2700 кг/м³.

 

2.6.Определить диаметр отстойника для непрерывного уп­лотнения суспензии кварцевого песка. Производительность от­стойника 15 т/ч начальной суспензии, содержащей 10% (масс) кварцевого песка. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению, - 10 мкм. Температура суспензии - 10°С_, влажность шлама - 80%. Плотность кварцевого песка - 2 600 кг/м³.

 

2.7. Определить продолжительность фильтрования 10 дм³ жидкости через 1 м² фильтра, если при предварительном испы­тании фильтра с 1 м² было собрано фильтрата: 1 дм³ через 2,25 мин и 3 дм³ через 14,5 мин после начала фильтрования.

 

2.8. Во время опытного фильтрования водной суспензии с содержанием карбоната кальция 13,9%, при 20°С и избыточ­ном давлении 3,43·10⁴ Па, на лабораторном фильтр-прессе cF= 0,1 м² и толщиной осадка 50 мм были получены следую­щие результаты: собрано фильтрата 2,92 дм³ через 146 с и 7,80 дм³ через 888 с. Определить константы фильтрования: К(м²/ч) и С(м³ /м²).

 

^{2.9. Во время опытного фильтрования водной суспензии с содержанием 13,9% карбоната кальция, при 20°С и избыточном давлении 10,3·104Па, на лабораторном фильтрпрессе с F=0,1m2 и толщиной осадка 50 мм были получены следующие результаты: собрано фильтрата 2,45 дм3 через 50 с и 9,80 дм3 через 660 с. Определить константы фильтрования: К(м2/ч) и С(м3 /м2)}

 

2.10.Определить продолжительность фильтрования 25 дм³ жидкости через 1 м² фильтра, если при предварительном испы­тании фильтра с 1 м² было собрано фильтрата: 3 дм³ через 1,15 мин и 5,5 дм³ через 10,5 мин после начала фильтрования.

 

3.1. Паропровод длиной 40 м, диаметром 51 х 2,5 мм покрыт           слоем изоляции толщиной 30 мм; температура наружной поверхности изоляции t_п = 45°С, а внутренней t_ст ⁼ 175°С. Оп­ределить количество теплоты, теряемое паропроводом в 1 час. Коэффициент теплопроводности изоляции λ = 0,016 Вт/(м, К).

 

3.2. Найти температуру внутренней поверхности обмуровки аппарата, если температура на наружной поверхности ее 35°С. Толщина обмуровки 260 мм. Термометр, заделанный на глубину 50 мм от наружной поверхности, показывает температуру 70°С.

 

3.4. Аппарат прямоугольной формы с размерами 5 ×3 × 2,5 м покрыт слоем теплоизоляции из стекловаты толщиной 40 мм. Температура стенки аппарата - 100°С, температура наружной поверхности изоляции - 55°С. Определить потери теплоты (теп­ловой поток) через слой теплоизоляции. Коэффициент тепло­проводности стекловаты λ= 0,05 Вт/(м К).

 

3.6. Паропровод длиной 10 м, диаметром 40×1,5 мм покрыт слоем изоляции из стекловаты толщиной 15 мм. Температура наружной поверхности изоляции 55°С, внутренней 100°С. Коэффициент теплопроводности стекловаты λ = 0,05 Вт/(м К). Определить потери теплоты от паропровода за 1 час.

 

3.7. Стенка печи состоит из двух слоев: огнеупорного кир­пича (δ₁= 300 мм) и строительного кирпича (δ₂= 100 мм). Тем­пература внутри печи 1500°С, температура окружающего про­странства - 20°С. Определить потери теплоты с 1 м² поверхно­сти стенки. Коэффициент теплоотдачи от печных газов к стенке α₁ =34,8 Вт/(м²К); коэффициент теплоотдачи от стенки к возду­ху α₂ = 18,4 Вт/(м²К). Коэффициент теплопроводности огне­упорного кирпича λ₁= 1,08 Вт/(мК); коэффициент теплопровод­ности строительного кирпича λ₂ = 0,72Вт/(мК).

 

3.9. Определить температуру наружной поверхности тепло­изоляции аппарата. Толщина изоляции δ_ст = 50 мм, коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху α ₂= 10,4 Вт/(м²К). Коэффициент теплопроводности изоляции λ=  0,12 Вт/(м * К).

Остальные необходимые для расчета данные взять из задачи № 8:

Температура жидкости в теплообменнике t_ж=80°С, температура наружного воздуха t_возд=10°С, коэффициент тепло­отдачи от жидкости α₁=232 Вт/(м²К)

 

3.10. Определить среднюю температуру стенки в паровом подогревателе, в котором водяным паром температурой t_П= 143°С подогревается вода. Средняя температура воды 30°С. Толщина стенки стальных труб δ_ст=4 мм. Коэффициент тепло­отдачи для конденсирующего пара α₁=13300 Вт/(м²К), коэффи­циент теплоотдачи для воды α ₂ = 3 420 Вт/(м²К). Коэффициент теплопроводности стали λ_ст ⁼ 46,5 Вт/(мК).

 

 

Цена одной задачи 200 рублей.