Zadania do samodzielnego rozwiązania (2012/2013)

Transkrypt

1 Zadania do samodzielnego rozwiązania (2012/2013) Z kg proszku nośnika zawierającego 5% mas. substancji czynnej poddano procesowi mieszania z 135 kg wypełniacza, zawierającego 0,5% substancji czynnej. Po zakończeniu mieszania pobrano z całej objętości mieszalnika próbki mieszaniny. Uzyskano następujące zawartości substancji czynnej w próbkach: 8,0; 6,5; 7,0; 5,5; 8,1; 7,5; 6,9 g kg -1. Należy obliczyć wartość stopnia zmieszania według Rose a i zweryfikować, czy na poziomie ufności = 0,05 można uznać mieszaninę za jednorodną. Z tablic odczytano t 0,05;6 = 2,447. Z. 2. Z mieszaniny dwóch substancji A i B o średnich rozmiarach cząstek d A = 1mm i d B = 10mm pobrano N = 8 reprezentatywnych próbek, w których ilość składnika A wyrażono za pomocą liczby cząstek (n A ), przy czym liczebność każdej próbki wynosiła n i cząstek. Obliczyć indeks zmieszania wg Rose a. Gęstości substancji A i B są porównywalne. i n A n i Z. 3. Sprawdzić czy mieszaninę z zadania Z.2 można uznać za jednorodną, jeżeli uzyskano ją w wyniku wymieszania 10dkg składnika A z 4,9kg składnika B. Założyć = 0,1. Z. 4. Zadania Z.2 i Z.3 rozwiązać przy założeniu, że: 1 A = 2 B 2 B = 2,5 A ;ponadto podczas mieszania zachodzi równoczesna degradacja cząstek składnika B tak, że stopień rozdrobnienia n = 2 Z. 5. Obliczyć zdolność przerobową (kg s -1 ) klasyfikatora jeżeli zdolność produkcyjna równa jest 5 t h -1. Surowcem jest produkt przemiału zboża w młynie walcowym, o parametrach: d RRS = 300 m, n = 1,5. Klasyfikator wyposażony jest w sita tkane, umieszczone jedno nad drugim, o otworach wielkości d 1 = 0,25mm i d 2 = 0,355mm. W efekcie klasyfikacji otrzymywana jest frakcja mąki znad dolnego sita. Założyć sprawność ogólną obu sit równą 100%. H(d) = exp[-(d/d RRS ) n ] Z. 6. W efekcie oczyszczania zakupionego zboża Zakład Przetwórstwa Zbożowego z jednego kilograma zakupionego zboża uzyskuje ziarno, poślad i zanieczyszczenia w proporcjach (odpowiednio) 30:2:0,2. Obliczyć ile ton surowca zakład może zakupić, jeżeli zanieczyszczenia mają zostać poddane natychmiastowej utylizacji a produkt i poślad zmagazynowane w 20 silosach o pojemności magazynowej 540m 3 każdy. Gęstość nasypowa ziarna nz = 700 kg/m 3, a gęstość nasypowa pośladu np = 560 kg/m 3. J. Warechowski 1/5

2 Z. 7. Wialnia oczyszczająca zboże, oczyszcza 15t zanieczyszczonej pszenicy w ciągu godziny. Pomiary wykazały, że na każde 100kg oczyszczonej pszenicy przypada dodatkowo 7kg pośladu i 143g zanieczyszczeń. Obliczyć zdolność produkcyjną wialni. Z. 8. Obliczyć zdolność przerobową (kg s -1 ) klasyfikatora jeżeli zdolność produkcyjna równa jest 10 t h -1. Surowcem jest produkt przemiału zboża w młynie walcowym, o parametrach: d RRS = 200 m, n = 1,5. Klasyfikator wyposażony jest w sita tkane, umieszczone jedno nad drugim, o otworach wielkości d 1 = 0,25mm i d 2 = 0,355mm. W efekcie klasyfikacji otrzymywana jest frakcja mąki znad dolnego sita. Założyć sprawność ogólną obu sit równą 100% H(d) = exp[-(d/d RRS ) n ] Z. 9. Rozdrobnienie 1 tony surowca złożonego z ziaren o wielkości d s = 4 mm na produkt o cząstkach wielkości d p = m, wymagało zużycia 6 kwh energii. Posiłkując się teorią Bonda obliczyć niezbędną ilość energii potrzebną do rozdrobnienia m 2 = kg takiego samego surowca jeżeli stopień rozdrobnienia wyniesie n 2 = 8? Z. 10. W zakładzie wzbogacania węgla, przed procesem sedymentacji, urobek (d s = 10cm) jest rozdrabniany na cząstki wielkości 12,5mm. Rozdrabniacz o zdolności przerobowej Z P = 10 t h -1 napędzany jest silnikiem elektrycznym o mocy P = 75kW. Sprawność (maksymalna) silnika s = 0,98, a sprawność mechaniczna urządzenia m = 0,55. W czasie siedmiu godzin nieprzerwanej pracy rozdrabniacz zużywa L = 350 kwh energii elektrycznej. Badania laboratoryjne wykazały, że jeżeli cząstki produktu będą miały wielkość 6 < d P2 < 8 mm to możliwe będzie uzyskanie węgla o znacznie mniejszej zawartości skały płonnej. Należy sprawdzić czy będzie to możliwe do uzyskania w zakładzie, przy wykorzystaniu aktualnie pracującego rozdrabniacza i zachowaniu takiej samej zdolności przerobowej. Z. 11. W zakładzie wzbogacania węgla, po wstępnym rozdrobnieniu urobek (d s = 14,4cm) jest rozdrabniany na cząstki wielkości 12,5mm w rozdrabniaczu o zdolności przerobowej Z P = 5 t h -1. Rozdrabniacz napędzany jest silnikiem elektrycznym o mocy P = 35kW i sprawności (maksymalnej) s = 0,98, a sprawność mechaniczna urządzenia m = 0,65. W czasie siedmiu godzin nieprzerwanej pracy rozdrabniacz zużywa L = 100 kwh energii elektrycznej. Należy obliczyć najmniejszy rozmiar cząstek produktu jaki będzie można uzyskać na tym rozdrabniaczu, przy zachowaniu takiej samej zdolności przerobowej. J. Warechowski 2/5

3 Z. 12. W rozdrabniaczu realizowane jest rozdrabnianie drobne rudy miedzi, przy czym stopień rozdrobnienia n 1 = 8, a surowiec składa się z cząstek o wielkości 7mm. Rozdrabniacz napędzany jest silnikiem elektrycznym o mocy 100kW. Całkowita sprawność (silnika i urządzenia) h = 75%. Sprawdzić, czy będzie możliwe rozdrabnianie tej rudy jeżeli stopień rozdrobnienia ma wzrosnąć do n 2 = 15. Wiadomo, że C R = 40kWh mm t -1. Zdolność przerobowa rozdrabniacza wynosi Z p = 1t h -1. Z. 13. Do mleczarni dostarczono dwie partie mleka surowego (surowca) (V 1 = 10m 3, V 2 = 40m 3 ) zawierające po x s1 = 5,6% i x s2 = 4,8% tłuszczu. Ile litrów otrzymanej z tego surowca śmietanki należy dodać do uzyskanego mleka odtłuszczonego (x o = 0,005% tłuszczu), aby otrzymać mleko spożywcze o zawartości tłuszczu x p = 3,2%? Z. 14. Linia produkcyjna w piekarni, wytwarzająca pieczywo, pracuje w warunkach procesu ciągłego. W celu poprawnego przebiegu procesu produkcyjnego należy użyć mąkę o zawartości glutenu x g = 25%. Mąka przeznaczona do produkcji sporządzana jest w formie mieszanki różnych partii surowca (mąk) o różnej, znanej, zawartości glutenu. W celu zapewnienia surowca na 1 dzień roboczy linii produkcyjnej, należy przygotować 100t surowca i umieścić w silosie dziennym. Należy obliczyć w jakich ilościach należy użyć mąki pszenne o zawartościach glutenu 18, 20, 28 i 32% w celu sporządzenia surowca. Wiadomo, że należy wykorzystać 10t mąki o zawartości glutenu równej 32%. Z. 15. Podczas produkcji solonych orzeszków pistacjowych do mieszalnika bębnowego wsypano 1000 kg dojrzałych orzeszków o wilgotności w s = 5% oraz 100 kg solanki o stężeniu soli x NaCl = 26%. Po kwadransie mieszania solanka została wchłonięta przez orzeszki. Tak otrzymany produkt handlowy dosuszono w suszarni bębnowej (do wilgotności w p = 5%) i zapakowano w woreczki o pojemności 250g produktu. Obliczyć wilgotność sprzedawanego produktu. Z. 16. Podczas prac związanych z budową fundamentów mostu na dnie jeziora posadowiono keson. Dolna krawędź komory roboczej zagłębiona jest na 50 cm w dno, a głębokość jeziora w tym miejscu wynosi 3m. Obliczyć jaką wartość ciśnienia powietrza w komorze roboczej należy ustalić, by nie została ona zalana wodami jeziora. Ciśnienie to należy podać w postaci absolutnej (p K abs ). Gęstość wody = 988 kg m -3 ; ciśnienie atmosferyczne p atm = 1,0133 bar. J. Warechowski 3/5

4 Z. 17. W hermetycznym, stojącym zbiorniku walcowym o średnicy D = 4 m i wysokości H = 10 m magazynowana jest ciecz o gęstości = 0,814 g cm -3. Obliczyć objętość cieczy znajdującej się w tym zbiorniku, jeżeli manometr zamontowany na poziomie dolnej dennicy wskazuje nadciśnienie p d = 0,4 bar, a manometr ciśnienia absolutnego zamontowany na dennicy górnej wskazuje ciśnienie = 0,09 MPa. Z. 18. W hermetycznym, leżącym zbiorniku walcowym o średnicy D = 4 m i długości H = 10 m magazynowana jest ciecz. Wiadomo, że jest on napełniony w 50% (objętości geometrycznej). Obliczyć gęstość cieczy znajdującej się w tym zbiorniku, jeżeli manometr zamontowany na poziomie dolnej dennicy wskazuje nadciśnienie p d = 0,05 bar, a manometr ciśnienia absolutnego zamontowany na dennicy górnej wskazuje ciśnienie p g abs = 0,09 MPa. Z. 19. Obliczyć masę materiału ziarnistego zmagazynowanego w hałdzie o kształcie stożka ściętego, jeżeli wysokość hałdy jest taka, że obciążenie podłoża nie przekracza 4,5 t/m 2, kąt naturalnego usypu = 45, a gęstość nasypowa n = 1750 kg/m 3. W celu określenia średnicy podstawy hałdy parokrotnie zmierzono jej obwód, otrzymując następujące dane pomiarowe: L i = 28,1; 29,8; 31,5; 31,9; 29,0; 28,5; 30,2; 30,2 m. Obliczyć ponadto niedokładność obliczenia masy tego materiału przy założeniu, że t 7; 0,05 = 2,789. Z. 20. Obliczyć masę mąki (i niedokładność jej obliczenia) zmagazynowanych w silosie o kształcie stojącego walca. Górna dennica jest płaska, a w jej geometrycznym środku znajduje się otwór załadunkowy. Dennica dolna wykonana jest w postaci odwróconego stożka obrotowego o kącie wierzchołkowym 2 = 90. Średnicę otworu wyładunkowego w części wierzchołkowej stożka należy zaniedbać. Średnica silosu wynosi D = 4 m, a wysokość części walcowej h = 4 m. Gęstość nasypowa magazynowanej mąki wynosi n = 0,67 ±0,07 g cm -3, a kąt naturalnego usypu = 45±2. Odległość między powierzchnią trocin a górną dennicą w osi silosu równa jest (3,00; 2,99; 3,02; 3,01; 2,98; 3,00; 3,01) m. Wiadomo, że wcześniej silos był napełniony do swej objętości magazynowej, a następnie parokrotnie opróżniany. J. Warechowski 4/5

5 Z. 21. Obliczyć masę trocin (i niedokładność jej obliczenia) zmagazynowanych w silosie o kształcie stojącego cylindra. Górna dennica jest płaska, a w jej geometrycznym środku znajduje się otwór załadunkowy. Dennica dolna wykonana jest w postaci odwróconego stożka obrotowego o kącie wierzchołkowym 2 = 90. Średnicę otworu wyładunkowego w części wierzchołkowej stożka należy zaniedbać. Średnica silosu wynosi D = 6 ±0,1 m, a wysokość części walcowej h = 4 ±0,05 m. Gęstość nasypowa magazynowanych trocin wynosi n = 0,45 ±0,05 g cm -3, a kąt naturalnego usypu = 40. Odległość między powierzchnią trocin a górną dennicą w osi silosu równa jest (3,20; 3,19; 3,22; 3,21; 3,18; 3,20; 3,21) m. Wiadomo, że wcześniej silos był pusty, a następnie napełniany. Z. 22. Obliczyć masę (i niedokładność jej oszacowania) kruszcu zmagazynowanego w pryzmie o przekroju poprzecznym w kształcie trójkąta równoramiennego o wysokości h = 4 ±0,10 m. i szerokości b = 10 ±0,25 m. Długość pryzmy (na poziomie placu składowego) L = 40 ±0,5 m. Powierzchnia boczna pryzmy na obu jej końcach przyjęła kształt pobocznicy stożka. Gęstość nasypowa równa jest n = 600 ±50 kg m -3. Z. 23. Piasek o gęstości nasypowej n = 1200 ±100 kg m -3 i kącie naturalnego usypu = 40 magazynowany jest w hałdzie pierścieniowej o wysokości h = 3 ±0,25 m. Przenośnik taśmowy budujący hałdę znajduje się na bomie (wysięgniku) o długości R = 5 m. Kąt między bomem a przenośnikiem zgarniakowym rozbierającym hałdę równy jest = 45 ±2. Z dokumentacji magazynowej wynika, że w hałdzie znajduje się m d = 300,5 t materiału. Należy sprawdzić czy wartość ta ma odzwierciedlenie w rzeczywistości. J. Warechowski 5/5