Inżynieria chemiczna

Podobne dokumenty
Inżynieria chemiczna i bioprocesowa

Budowa materii Opis statystyczny - NAv= 6.022*1023 at.(cz)/mol Opis termodynamiczny temperatury -

Mechanika płynów. Wykład 9. Wrocław University of Technology

zbiór punktów o idealnej sprężystości i braku wzajemnych oddziaływań, spełnia prawa Boyle a-mariotta, Gay-Lussaca-Charlesa, Clapeyrona

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 2

Mechanika płynp. Wykład 9 14-I Wrocław University of Technology

Mechanika cieczy. Ciecz jako ośrodek ciągły. 1. Cząsteczki cieczy nie są związane w położeniach równowagi mogą przemieszczać się na duże odległości.

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

Substancja, masa, energia

PŁYN Y RZECZYWISTE Przepływy rzeczywiste różnią się od przepływów idealnych obecnością tarcia (lepkości): przepływy laminarne/warstwowe - różnią się

Temperatura i ciepło E=E K +E P +U. Q=c m T=c m(t K -T P ) Q=c przem m. Fizyka 1 Wróbel Wojciech

Metodyka obliczenia natężenia przepływu za pomocą anemometru skrzydełkowego.

Płytowe wymienniki ciepła. 1. Wstęp

Stany materii. Masa i rozmiary cząstek. Masa i rozmiary cząstek. m n mol. n = Gaz doskonały. N A = 6.022x10 23

P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

Metody doświadczalne w hydraulice Ćwiczenia laboratoryjne. 1. Badanie przelewu o ostrej krawędzi

Jest to zasada zachowania energii w termodynamice - równoważność pracy i ciepła. Rozważmy proces adiabatyczny sprężania gazu od V 1 do V 2 :

J. Szantyr Wykład nr 25 Przepływy w przewodach zamkniętych I

J. Szantyr Wykład nr 16 Przepływy w przewodach zamkniętych

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

TERMODYNAMIKA. Termodynamika jest to dział nauk przyrodniczych zajmujący się własnościami

Wykłady z Hydrauliki- dr inż. Paweł Zawadzki, KIWIS WYKŁAD 3

Ć W I C Z E N I E N R C-5

5. Jednowymiarowy przepływ gazu przez dysze.

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 5

POLITECHNIKA KRAKOWSKA Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej Zakład Termodynamiki i Pomiarów Maszyn Cieplnych

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Teoria kinetyczna INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Kalorymetria paliw gazowych

3. Równanie Bernoulliego dla przepływu płynów doskonałych

A - przepływ laminarny, B - przepływ burzliwy.

Termodynamika 1. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Opis techniczny. Strona 1

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Pomiar ciepła spalania paliw gazowych

ZEROWA ZASADA TERMODYNAMIKI

1. Pierwsza zasada termodynamiki Matematyczna forma I zasady termodynamiki, czyli zasady zachowania energii

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Ćwiczenie nr 3. Wyznaczanie współczynnika Joule a-thomsona wybranych gazów rzeczywistych.

Ćw. 11 Wyznaczanie prędkości przepływu przy pomocy rurki spiętrzającej

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Wyznaczanie ciepła właściwego c p dla powietrza

Metody doświadczalne w hydraulice Ćwiczenia laboratoryjne. 1. Badanie przelewu o ostrej krawędzi

Efektywność energetyczna systemu ciepłowniczego z perspektywy optymalizacji procesu pompowania

Entalpia swobodna (potencjał termodynamiczny)

Doświadczenie Joule a i jego konsekwencje Ciepło, pojemność cieplna sens i obliczanie Praca sens i obliczanie

WARUNKI RÓWNOWAGI UKŁADU TERMODYNAMICZNEGO

MECHANIKA PŁYNÓW. Materiały pomocnicze do wykładów. opracował: prof. nzw. dr hab. inż. Wiesław Grzesikiewicz

Politechnika Białostocka

Wykład 12 Silnik Carnota z gazem doskonałym Sprawność silnika Carnota z gazem doskonałym Współczynnik wydajności chłodziarki i pompy cieplnej Carnota

WYKŁAD 14 PROSTOPADŁA FALA UDERZENIOWA

LEPKOŚĆ. D średnica rury, V średnia prędkość cieczy w rurze, d gęstość cieczy, η (czyt. eta ) lepkość dynamiczna.

= T. = dt. Q = T (d - to nie jest różniczka, tylko wyrażenie różniczkowe); z I zasady termodynamiki: przy stałej objętości. = dt.

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

termodynamika fenomenologiczna

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Badanie pompy ciepła - 1 -

9.1 Wstęp Analiza konstrukcji pomp i sprężarek odśrodkowych pozwala stwierdzić, że: Ciśnienie (wysokość) podnoszenia pomp wynosi zwykle ( ) stopnia

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu) (1.1) (1.2a)

1. Parametry strumienia piaskowo-powietrznego w odlewniczych maszynach dmuchowych

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu)

WYKŁAD 10 METODY POMIARU PRĘDKOŚCI, STRUMIENIA OBJĘTOŚCI I STRUMIENIA MASY W PŁYNACH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ

Zadanie 1. Zadanie 2.

MODELOWANIE POŻARÓW. Ćwiczenia laboratoryjne. Ćwiczenie nr 1. Obliczenia analityczne parametrów pożaru

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu)

M. Chorowski Podstawy Kriogeniki, wykład Metody uzyskiwania niskich temperatur - ciąg dalszy Dławienie izentalpowe

Cieplne Maszyny Przepływowe. Temat 4 Charakterystyki ogólne i przy zmiennych wymiarach maszyn wirujących. Część I Podstawy teorii

Ćw. 1 Wyznaczanie prędkości przepływu przy pomocy rurki spiętrzającej

[ ] ρ m. Wykłady z Hydrauliki - dr inż. Paweł Zawadzki, KIWIS WYKŁAD WPROWADZENIE 1.1. Definicje wstępne

1. Podstawowe pojęcia w wymianie ciepła

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zaoznanie się z metodą omiaru objętościowego natężenia rzeływu i wyznaczania średniej wartości rędkości łynu w r

Wykład 4 Gaz doskonały, gaz półdoskonały i gaz rzeczywisty Równanie stanu gazu doskonałego uniwersalna stała gazowa i stała gazowa Odstępstwa gazów

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Zapis pochodnej. Modelowanie dynamicznych systemów biocybernetycznych. Dotychczas rozważane były głownie modele biocybernetyczne typu statycznego.

WYKŁAD 1 WPROWADZENIE DO STATYKI PŁYNÓW 1/23

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU IMPULSOWEGO ZAGĘSZCZANIA MAS FORMIERSKICH. W. Kollek 1 T. Mikulczyński 2 D.Nowak 3

Termodynamika 2. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Termodynamika Techniczna dla MWT, Rozdział 12. AJ Wojtowicz IF UMK

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie H-1 OKREŚLENIE CHARAKTERYSTYK DŁAWIKÓW HYDRAULICZNYCH

Mini-quiz 0 Mini-quiz 1

zbiór punktów o idealnej sprężystości i braku wzajemnych oddziaływań, spełnia prawa Boyle a-mariotta, Gay-Lussaca-Charlesa, Clapeyrona

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

TERMODYNAMIKA. Przedstaw cykl przemian na wykresie poniższym w układach współrzędnych przedstawionych poniżej III

Rys.1. Zwężki znormalizowane: a) kryza, b) dysza, c) dysza Venturiego [2].

Aerodynamika i mechanika lotu

Układ jednostek miar SI

WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów

J. Szantyr Wykład nr 10 Podstawy gazodynamiki I

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Praca, moc, energia INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

TERMODYNAMIKA PROCESOWA I TECHNICZNA

Grupa 1 1.1). Obliczyć średnicę zastępczą przewodu o przekroju prostokątnym o długości boków A i B=2A wypełnionego wodą w 75%. Przewód ułożony jest w

DYNAMIKA PŁYNÓW. Przepływ płynów Strumień płynu Płyn idealny Linie prądu Równanie ciągłości strugi Prawo Bernoulli ego Zastosowania R.C.S. i PR.B.

MATERIAŁY POMOCNICZE DO WYKŁADU Z PODSTAW ZASTOSOWAŃ ULTRADŹWIĘKÓW W MEDYCYNIE (wyłącznie do celów dydaktycznych zakaz rozpowszechniania)

LABORATORIUM Z MECHANIKI PŁYNÓW

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie dławieniowe-równoległe prędkością ruchu odbiornika hydraulicznego

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU PRZEPŁYWU W ZŁOŻU KOKSU

[ ] 1. Zabezpieczenia instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego Przeponowe naczynie wzbiorcze. ν dm [1.4] Zawory bezpieczeństwa

Transkrypt:

Literatra ostawowa. M. Serwiński: Zasay inżynierii cemicznej. WNT 98.. J. Ciborowski: Postawy inżynierii cemicznej. WNT 965... Selecki, L. Graoń: Postawowe rocesy rzemysł cemiczneo. WNT 985. 4. P. Lewicki: Inżynieria rocesowa i aaratra rzemysł sożywczeo. WNT 5 5. R. Zarzycki: Wymiana cieła i rc masy w inżynierii śroowiska. WNT Literatra zełniająca. Z. Orzecowski, J. Prywer, R. Zarzycki: Mecanika łynów w inżynierii i ocronie śroowiska. WNT 9.. Z. Orzecowski: Przeływy wfazowe. PWN 99.. R. Koc,. Noworyta: Procesy mecaniczne w inżynierii cemicznej. WNT 99. 4. T. obler: Rc cieła i wymienniki. WNT 986.

Oeracja jenostkowa zjawisko o carakterze fizycznym lb fizykocemicznym, w którym nie wystęje reakcja cemiczna. Proces rokcyjny w rzemyśle cemicznym sekwencja oeracji jenostkowyc i rocesów cemicznyc. Klasyfikacja oeracji jenostkowyc. Oeracje ynamiczne zacozące na sktek ziałania siły - rzeływ łynów - oaanie cząstek ciał stałyc w łynac - filtracja - mieszanie. Oeracje cielne związane z rcem cieła - rc cieła rzez rzewozenie, wnikanie i romieniowanie - rzenikanie cieła - zatężanie roztworów w aaratac wyarnyc. Oeracje yfzyjne yfzyjny rc masy - estylacja i rektyfikacja - absorcja - ekstrakcja i łowanie - nawilżanie i sszenie owietrza, sszenie materiałów stałyc - krystalizacja

Ois oeracji jenostkowyc. Zasaa zacowania masy w rozważanym kłazie zamkniętym sma mas oszczeólnyc skłaników rze rocesem i o jeo zakończeni jest wielkością stałą sorzązanie bilansów masowyc. Zasaa zacowania enerii w rozważanym kłazie zamkniętym sma wszystkic rozajów enerii jest stałą sorzązanie bilansów enerrtycznyc Zamiana jenej ostaci enerii na inną nie zmienia stałości smy enerii całeo kła.. Równowaa kła mecaniczna, termiczna, fizykocemiczna w stanie równowai właściwości całeo kła są niezmienne w czasie 4. Kinetyka rzebie anej oeracji w kłazie określa szybkość, z jaką kła ąży o stan równowai. Szybkość rzebie oeracji zależy o wartości siły naęowej (n. różnica ciśnień, temeratr, stężeń) oraz o wartości siły oor, wystejącej w rzebie oeracji (n. siła tarcia, oór termiczny, oór yfzyjny).

Pojęcia ostawowe: Płyn - sbstancja, która może łynąć, a zatem zmieniać swoje rozmiary i kształt: ciecze i azy Płyn oskonały nieleki ozbawiony tarcia wewnętrzneo, nieściśliwy - nie zmieniający swojej objętości o wływem zmian ciśnienia i temeratry Ciśnienie P [Pa] siła ziałająca na jenostkę owierzcni rostoałej o siły owierzcniowej. Dla łynów w stanie statycznym ciśnienie jest wielkością skalarną, zawsze rostoałą o owierzcni łyn Przeływ stalony rc łyn jest stalony, kiey rękość łyn w anym nkcie jest stała i niezmienna w czasie. Prękość jest fnkcją ołożenia. Przeływ niestalony rękość łyn w anym nkcie jest fnkcją ołożenia i czas Wykła nr. Przeływ łynów

,,,, = ole rzekroj orzeczneo, m Przekrój orzeczny jest to rzekrój rostoały o kiernk rzeływ łyn wysokość ołożenia, m Wykła nr. Przeływ łynów

Wielkości bęące miarą rzeływ: W - strmień masy, masowe natężenie rzeływ masa łyn m o ęstości, rzeływająca rzez any rzekrój w jenostce czas : W m k s V - strmień objętości, objętościowe natężenie rzeływ objętość łyn V, która rzeływa rzez any rzekrój w jenostce czas : V V m s Wykła nr. Przeływ łynów

Wielkości bęące miarą rzeływ: śrenia liniowa rękość rzeływ łyn: V m s w masowa rękość rzeływ łyn: w W k m s Wykła nr. Przeływ łynów

W w V w V Wykła nr. Przeływ łynów

Równanie ciąłości strmienia: Strmień masy łyn rzeływająceo w sosób stalony rzez rzewó jest stały w każym owolnym rzekroj rzewo (rostoałym o kiernk rc łyn): W const. W W W rzyak nieściśliweo łyn, tzn. y jeo ęstość jest stała, strmień objętości też jest stały. Dla wóc owolnyc rzekrojów rzewo i można naisać zależność: V V const Wykła nr. Przeływ łynów

, Bilans eneretyczny kła licząc na k łyn: cieło, raca Uwzlęnić należy: orowazenie i orowazenie enerii otencjalnej E kinetycznej E k objętościowej E wewnętrznej U orowazone cieło Q racę L J k N m k k m m s m k s E Ek E U L Q E Ek E U () Wykła nr. Przeływ łynów

Eneria kinetyczna E k : E k m Dla jeneo kilorama łyn: E k Wartość rękości łyn jest zmienna w rzekroj orzecznym strmienia. jest śrenią wartością rękości liniowej. by zyskać orawną wartości śreniej enerii kinetycznej k łyn łynąceo całym rzekrojem, wrowaza się wsółczynnik orawkowy α (.5-) E k Wykła nr. Przeływ łynów

Eneria otencjalna E jest równa iloczynowi wysokości, oraz siły ciężkości ziałającej na masę k łyn. Siła ta jest iloczynem tej masy i rzyśieszenia ziemskieo ( 9,8 m/s ). E Eneria objętościowa E jest równa racy otrzebnej o wytworzenia objętości V zajętej rzez k łyn o ciśnieniem. E V Dla łyn nielekieo i nieściśliweo nie mamy wkła racy: L Wykła nr. Przeływ łynów

Równanie () zaiszemy w ostaci: U U V V Q Dla rzekrojów oalonyc o siebie o różniczkowo małą olełość: U V Q U V V Q Wykła nr. Przeływ łynów Rozwijając różniczkę (V): V V V

Dla łyn oskonałeo, oczas rzeływ któreo nie wystęje tarcie wewnętrzne α =. Z nkt wizenia termoynamiki taki rzeływ jest owracalny, a la roces owracalneo I zasaa termoynamiki wyraża się równaniem: Q U V oraz wzlęniając, że la k łyn: V () Róniczkowa ostać równania Bernollieo Wykła nr. Przeływ łynów

Całkjąc równanie () mięzy rzekrojami i otrzymjemy: const () Równanie Bernollieo wyraża związek, jaki zacozi mięzy ołożeniem łynąceo element łyn, ciśnieniem i rękością rzeływ Każy człon równania () ma wymiar fizyczny s ; możemy owiezieć, że w czasie staloneo rzeływ łyn oskonałeo sma enerii kinetycznej, enerii otencjalnej ołożenia i enerii ciśnienia la jenostki masy łynącej stri jest wielkością stałą. m Wykła nr. Przeływ łynów

Inne ostaci alebraiczne równania Bernollieo: const (4) Ciśnienie ynamiczne, Pa Ciśnienie yrostatyczne, Pa Ciśnienie statyczne, Pa Ciśnienie statyczne ciśnienie anjące w łynie ozostającym w soczynk, jest to ciśnienie wskazywane rzez rzyrzą orszający się w strmieni łyn z taką samą rękością i w tym samym kiernk rękość wzlęna rzyrzą i łyn jest równa zer Wykła nr. Przeływ łynów

const (5a) Inne ostaci alebraiczne równania Bernollieo: const Wykła nr. Przeływ łynów (5b) wysokość rękości, m wysokość ciśnienia, m wysokość ołożenia, m

Przykłay zastosowania równania Bernollieo la łynów oskonałyc: Wyływ cieczy ze zbiornika rzez otwór o małym rzekroj Pomiar rękości rzeływ łyn za omocą kryzy omiarowej Pomiar rękości łyn za omocą rrki Prantla

Wyływ cieczy ze zbiornika: Obliczyć, z jaką rękością bęzie rzeływać woa rzez mały otwór znajjący się w ściance zbiornika. Na zwierciałem woy w zbiornik i na wylocie z otwor anje ciśnienie atmosferyczne. Otwór znajje się na łębokości oniżej lstra cieczy w zbiornik. Poziom woy w zbiornik jest stały.

Wyływ cieczy ze zbiornika: 4 4 Jeżeli ole rzekroj zbiornika jest znacznie większe o ola rzekroj wylot otwor: atm

Wyływ cieczy ze zbiornika: (6) Równanie (6) otyczy rzeływ łyn oskonałeo i nie wzlęnia strat rzeływ wystęjącyc mięzy rzekrojami i sowoowanyc lekością łyn. W rzyak łynów lekic rękość wyływ jest mniejsza o teoretycznej. Związek omięzy rękością rzeczywistą a teoretyczną rzyjęto wyrażać w formie iloczyn: rzecz - wsółczynnik rękości, =.96.99.

Wyływ cieczy ze zbiornika: Zjawisko kontrakcji strmienia - bezwłaność orszającyc się elementów łyn owoje, że w niewielkiej olełości za otworem wystęje rzewężenie strmienia. - wsółczynnik kontrakcji - iloraz najmniejszeo rzekroj strmienia o rzekroj otwor : Wartość zależy o ostrości krawęzi otwor,o kształt i sytowania otwor. Dla otworów kołowyc o ostryc krawęziac: β =.6.64.

Wyływ cieczy ze zbiornika: rzecz V rzecz V Wsółczynnik wyływ (rzeływ) - iloraz rzeczywisteo strmienia objętości o strmienia teoretyczneo W rosty sosób można owonić, że: Wartość wsółczynnika rzeływ rzy wyływie z otwor o ostryc krawęziac zależy łównie o wartości wsółczynnika kontrakcji i mieści się w ranicac =.6.6. rzecz

Czas wyływ cieczy ze zbiornika: oł oł V V P,, K P oziom lstra cieczy na otworem oływowym, m P,, P K

Czas wyływ cieczy ze zbiornika: ) =const P K P, P K K 5,,, 5 5 5

Czas wyływ cieczy ze zbiornika: const. P,, P,, r P 5 t r t r 5 5 5 K P t t t P K P K K

Czas wyływ cieczy ze zbiornika: const

Pomiar rękości łyn za omocą rrki Prantla: zjawisko siętrzenia - całkowite zaamowanie rzeływ łyn Ciśnienia w orszającym się łynie: c s s

Pomiar rękości łyn za omocą rrki Prantla: c s s c c s s c

Inżynieria cemiczna Pomiar rękości rzeływ łyn za omocą kryzy: M ΔP=P -P M 4 M 4 C M l,, Re f C 4 C M