ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ. 1η ενότητα



Σχετικά έγγραφα
ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΓΡΑΠΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Κεφάλαιο 5 Eναλλάκτες Θερμότητας

ΠΘ/ΤΜΜΒ/ΕΘΘΜ/ΜΜ910/ Γραπτή εξέταση 10 Μαρτίου 2007, 09:00-11:00

Βελτιστοποίηση εναλλακτών θερμότητας

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

P. kpa T, C v, m 3 /kg u, kj/kg Περιγραφή κατάστασης και ποιότητα (αν εφαρμόζεται) , ,0 101,

ΣΥΣΕΥΕΣ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ 1η Ενότητα

2 ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

ΕΞΑΤΜΙΣΗ Θοδωρής Καραπάντσιος

Πολυβάθµιοι Συµπυκνωτές

ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

6 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ Ι 1

1 Aπώλειες θερμότητας - Μονωτικά

Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας. Ενότητα 4: Εξαναγκασμένη Θερμική Συναγωγιμότητα

Η ψύξη ενός αερίου ρεύματος είναι δυνατή με αδιαβατική εκτόνωση του. Μπορεί να συμβεί:

2 Μετάδοση θερμότητας με εξαναγκασμένη μεταφορά

ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ (7 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ)

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: «ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΨΥΞΗΣ» ΕΠΑΛ

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 5: Εναλλάκτες θερμότητας. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α Β ) ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙ ΙΚΟΤΗΤΑΣ

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

Εναλλαγή θερμότητας. Σχ. 4.1 (α) Διάταξη εναλλάκτη θερμότητας καθ` ομορροή (πάνω) και αντίστοιχο θερμοκρασιακό προφίλ (κάτω)

ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

ΔΡΑΣΗ ΕΘΝΙΚΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ. «ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 2009» ΠΡΑΞΗ Ι:«Συνεργατικά έργα μικρής και μεσαίας κλίμακας»

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

1 η ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΣΕ ΑΠΛΟ ΤΟΙΧΩΜΑ

Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ (Ασκήσεις πράξης) ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ - ΕΡΓΟ

7. ΣΥΜΠΥΚΝΩΤΕΣ. Τύποι συμπυκνωτών. h horiz = 0,725 H vert 0,943 L 1/ 4

Σχεδιάζεται εξατμιστήρας για τη συμπύκνωση 5 kg/s υδατικού διαλύματος άλατος από αρχική συγκέντρωση 1% σε τελική 5%.

ΘΕΡΜΑΝΣΗ-ΨΥΞΗ-ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Ι ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΝΟΜΟΙ

Ανάλυση: όπου, με αντικατάσταση των δεδομένων, οι ζητούμενες απώλειες είναι: o C. 4400W ή 4.4kW 0.30m Συζήτηση: ka ka ka dx x L

ΒΟΗΘΗΤΙΚΑ ΑΤΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ. Ανεµιστήρες. Ανεµιστήρες κατάθλιψης. ίκτυο αέρα καύσης-καυσαερίων

kw 50 bar 600 oc 15 bar 5 bar 500 oc 0.04 bar t = 0.90 p= 0.88 tn/24h qf = kj/kg 600 $/tn 100 kn/m2 50 oc

Κεφάλαιο 9 Εναλλάκτες Θερμότητας

5. ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΑΥΛΩΝ-ΚΕΛΥΦΟΥΣ

Ειδική Ενθαλπία, Ειδική Θερµότητα και Ειδικός Όγκος Υγρού Αέρα

Συστήματα Ανάκτησης Θερμότητας

Εξοικονόμηση ενέργειας με εκμετάλλευση ομαλής γεωθερμίας στην πολυτεχνειούπολη ζωγράφου

ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Ενότητα 11

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

Ψυκτικές Μηχανές 21/10/2012. Υποπλοίαρχος (Μ) Α.Δένδης ΠΝ 1. Ψυκτικές Μηχανές (6.2) Ψυκτικές Μηχανές (6.2) Ψυκτικές Μηχανές (6.2)

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

Αρχές Μεταφοράς Θερμότητας. Εργαστηριακή Άσκηση 2 Εναλλάκτης θερμότητας

ΤΥΠΟΙ ΚΑΙ ΒΑΣΙΚΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΩΝ Ατμολέβητες με φλογοσωλήνα και αεριαυλούς

Θερμοκρασία - Θερμότητα. (Θερμοκρασία / Θερμική διαστολή / Ποσότητα θερμότητας / Θερμοχωρητικότητα / Θερμιδομετρία / Αλλαγή φάσης)

(1) ταχύτητα, v δεδομένη την πιο πάνω κατανομή θερμοκρασίας; 6. Γιατί είναι σωστή η προσέγγιση του ερωτήματος [2]; Ποια είναι η

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΕΝΔΟΔΑΠΕΔΙΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗ: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΚΑΤΟΙΚΙΩΝ

ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Ενότητα 2

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Τ.Σ. (ΙΙ) ΠΡΑΚΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

4ο Εργαστήριο: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ

ΕΤΚΛ ΕΜΠ. Τεχνολογία Πετρελαίου και Και Λιπαντικών ΕΜΠ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

Μηχανική Τροφίμων. Θεμελιώδεις Έννοιες Μηχανικής. Μέρος 1 ο. Συστήματα μονάδων

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΨΥΧΡΟΜΕΤΡΙΑ

KEΦΑΛΑΙΟ 4 ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Αντλία Θερμότητας με Θερμική Συμπίεση και Παραγωγή Ενέργειας από Θερμότητα

ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΜΠΟΪΛΕΡ ΖΕΣΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΧΡΗΣΗΣ Μέρος 1 ο.

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Στην βιομηχανία τροφίμων προκύπτουν ερωτήματα για:

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΨΥΞΗΣ & ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΕΠΑΛ

ΔΡΟΣΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ Σύστημα με δυναμικό εξαερισμό και υγρό τοίχωμα

ΑΕΝ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2013 ΨΥΚΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΠΛΟΙΩΝ ΣΤ ΕΞΑΜΗΝΟΥ ΑΣΚΗΣΕΙΣ.

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

Φαινόμενα Μεταφοράς Μάζας θερμότητας

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑ ΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΣΕ ΣΥΝΘΕΤΑ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ

Τιμοκατάλογος Αντλίας Θερμότητας Νερού χρήσης

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Ι & ΙΙ Εργαστηριακή Άσκηση 3: ΕΝΑΛΛΑΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

kw 50 bar 550 oc 15 bar 5 bar 500 oc 0.04 bar t = 0.90 p= 0.88 tn/24h 600 $/tn kn/m2 25 oc 1200 oc

Ψυκτικοί Κύκλοι Κύκλοι παραγωγής Ψύξης

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑΣ ΨΥΚΤΙ- ΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ

ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΑΝΩΤΑΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ

Σύστημα. Ανοικτά Συστήματα. Γενικό Ροϊκό Πεδίο. Περιβάλλον. Θερμότητα. Ροή Μάζας. Ροή Μάζας. Έργο

Συνοπτική Παρουσίαση Σχέσεων για τον Προσδιορισμό του Επιφανειακού Συντελεστή Μεταφοράς της Θερμότητας.

ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

2. ΟΛΕΣ οι απαντήσεις να δοθούν στις σελίδες του εξεταστικού δοκιμίου το οποίο θα επιστραφεί.

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ. Μεταφορά θερµότητας Εναλλάκτες θερµότητας

Σύντομο Βιογραφικό... - v - Πρόλογος...- vii - Μετατροπές Μονάδων.. - x - Συμβολισμοί... - xii - ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΈΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

V (β) Αν κατά τη μεταβολή ΓΑ μεταφέρεται θερμότητα 22J από το αέριο στο περιβάλλον, να βρεθεί το έργο W ΓA.

2009 : OIK (253) : :

Σπουδαστής : ΑΪΛΑΜΑΚΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ. Υπεύθυνος καθηγητής: ΜΑΥΡΟΜΑΤΑΚΗΣ ΦΩΤΗΣ

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

Transcript:

1η ενότητα 1. Εναλλάκτης σχεδιάζεται ώστε να θερμαίνει 2kg/s νερού από τους 20 στους 60 C. Το θερμό ρευστό είναι επίσης νερό με θερμοκρασία εισόδου 95 C. Οι συντελεστές συναγωγής στους αυλούς και το κέλυφος είναι 2000 και 1000 W/m 2 C αντίστοιχα και η αντίσταση του τοιχώματος μπορεί να αγνοηθεί. Ζητούνται τα ακόλουθα: (α) Αν ο εναλλάκτης λειτουργεί κατ' ομορροή, ποια η ελάχιστη απαιτούμενη παροχή θερμού νερού και ποια η απαιτούμενη επιφάνεια επαφής για παροχή θερμού νερού 20% υψηλότερη από την ελάχιστη; (β) Αν ο εναλλάκτης λειτουργεί κατ' αντιρροή, ποια η ελάχιστη απαιτούμενη παροχή θερμού νερού και ποια η απαιτούμενη επιφάνεια επαφής για παροχή θερμού νερού 20% υψηλότερη από την ελάχιστη; (γ) Βρείτε την επιφάνεια που απαιτεί η λειτουργία κατ' αντιρροή αν η παροχή θερμού νερού είναι ίση με αυτή που υπολογίστηκε για την ομορροή. 2. Εναλλάκτης θερμότητας χρησιμοποιείται για την θέρμανση 6000 Kg/h πετρελαίου από 26 C σε 102 C. Η θέρμανση γίνεται με συμπύκνωση κορεσμένου ατμού 110 C και η ειδική θερμότητα του πετρελαίου μπορεί να ληφθεί σταθερή και ίση με 2 kj/kg o C. Αντίθετα, ο ολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μεταβάλλεται αισθητά με την θερμοκρασία του πετρελαίου (λόγω μεταβολής των φυσικών ιδιοτήτων), και για τον υπόψη εναλλάκτη είναι γνωστές οι εξής τιμές: Θερμοκρασία, C: 26 35 43 54 71 88 102 U, W/m 2 o C: 140 185 230 270 340 400 450 Να υπολογιστεί η απαιτούμενη επιφάνεια εναλλαγής, Α: - για μια μέση τιμή του U, - υποθέτοντας γραμμική μεταβολή του U με τη θερμοκρασία, - και στη γενική περίπτωση μεταβλητού U. 3. Εναλλάκτης αυλών-κελύφους τύπου 1-1 και επιφάνειας 35 m 2 θα χρησιμοποιηθεί για την θέρμανση νερού 35 C, παροχής 40 kg/min. Ως θερμαντικό διατίθεται λάδι θερμοκρασίας

110 C, παροχής 171 kg/min και ειδικής θερμότητας 1,9 kj/kg o C. Αν ο ολικός συντελεστής συναγωγής είναι 145 W/m 2 o C, να υπολογισθούν οι θερμοκρασίες εξόδου των δύο ρευμάτων. 4. Εναλλάκτης διπλού σωλήνα συμπυκνώνει 113,7 Κg/h ατμού, σε σταθερή θερμοκρασία 50 C. Ως ψυκτικό χρησιμοποιείται νερό γεώτρησης (υφάλμυρο, brackish water) παροχής 0,9 Kg/s και θερμοκρασίας 10 C, που τροφοδοτείται στον εσωτερικό σωλήνα του εναλλάκτη. Ο σωλήνας είναι χαλύβδινος (k=45 W/m C) με OD=25,4mm και ID=22,1 mm. Ο συντελεστής συναγωγής από τη μεριά του ατμού είναι h ο = 10000 W/m 2 C. (α) Υπολογίστε το μέγεθος του εναλλάκτη για καθαρές επιφάνειες εναλλαγής. (β) Υπολογίστε το μέγεθος του εναλλάκτη χρησιμοποιώντας τις τιμές θερμικής αντίστασης αποθέσεων της ΤΕΜΑ. (γ) Αν ο εναλλάκτης (β) τεθεί σε λειτουργία καθαρός, υπολογίστε την απόκλιση από τιςτιμές σχεδιασμού συναρτήσει της ολικής αντίστασης αποθέσεων. Εξετάστε δύο στρατηγικές λειτουργίας: (γ1) με σταθερή παροχή νερού και (γ2) με σταθερό θερμικό καθήκον. 5. Επιδιώκεται η θέρμανση 9820 lb/h κρύου βενζολίου από τους 80 στους 120 F σε εναλλάκτη διπλού σωλήνα, χρησιμοποιώντας θερμό τολουόλιο που ψύχεται από τους 160 στους 100 F. Είναι επιθυμητή η πρόβλεψη συντελεστή επικαθήσεων 1000 Btu/(h ft 2 o F) για κάθε πλευρά και η αποφυγή πτώσης πίεσης μεγαλύτερης των 10 psi. Αν διατίθενται χαλύβδινοι σωλήνες μήκους 20 ft και μεγέθους 2 και 1 1/4 in IPS, να υπολογιστεί ο αριθμός των σωλήνων που απαιτούνται.

2η ενότητα 1. Κλάσμα πετρελαίου, παροχής 58,4tn/hr και ειδικής θερμότητας 1,8 kj/kg o C, ψύχεται από τους 72 στους 39 ο C σε εναλλάκτη αυλών-κελύφους με ένα πέρασμα αυλών. Ως ψυκτικό χρησιμοποιείται νερό θερμοκρασίας 15 ο C. Αν ο ολικός συντελεστής συναγωγής είναι 400W/m 2 o C, να υπολογιστούν η βέλτιστη θερμοκρασία εξόδου του νερού και το βέλτιστο μέγεθος του εναλλάκτη. Πως επηρεάζεται η βέλτιστη θερμοκρασία εξόδου από μεταβολές στο κόστος νερού ψύξης και στο κόστος κτήσης του εναλλάκτη; 2. Νερό παροχής 4 kg/s θα θερμανθεί από τους 40 στους 55οC στους αυλούς (3/4in) ενός εναλλάκτη αυλών-κελύφους. Στο κέλυφος που έχει ένα πέρασμα, θα τοποθετηθεί το θερμαντικό - επίσης νερό παροχής 2 kg/s και θερμοκρασίας στην είσοδο 95οC. Ο ολικός συντελεστής συναγωγής είναι 1400W/m 2 o C και η ταχύτητα του νερού στους αυλούς πρέπει να διατηρείται ίση με 0,4m/s. Αν λόγω περιορισμού στο χώρο το μήκος των αυλών δε πρέπει να ξεπερνά τα 2,5m, να υπολογίσετε τον αριθμό περασμάτων, τον αριθμό των αυλών ανά πέρασμα και το μήκος των αυλών ώστε να ικανοποιείται ο ανωτέρω περιορισμός. 3. Να σχεδιαστεί εναλλάκτης 1-2 που να ψύχει το ρεύμα της άσκησης 1, χρησιμοποιώντας νερό που θερμαίνεται από τους 15 ο C στους 30 ο C.

3η ενότητα 1. Υδατικό διάλυμα 10% NaOH στους 70 ο F, αναμιγνύεται με υδατικό διάλυμα 70% NaOH στους 200 ο F, για να δώσει διάλυμα 40% NaOH. (α) Αν η ανάμιξη γίνεται αδιαβατικά, ποια είναι η τελική θερμοκρασία του διαλύματος; (β) Αν η τελική θερμοκρασία είναι 70 ο F, πόση θερμότητα έχει απαχθεί από το σύστημα στη διάρκεια της διαδικασίας; 2. Σε εξατμιστήρα συμπυκνώνονται 10000 lb/hr ενός 10% υδατικού διαλύματος NaOH, σε 50%. Η θερμοκρασία εισόδου είναι 70 ο F και η συσκευή λειτουργεί σε απόλυτη πίεση 3 in Hg. Ποιος είναι ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας στον εξατμιστήρα; 3. Εξακόσια κιλά διαλύματος 10% c στους 93 C αναμειγνύονται με 400 kg διαλύματος 50% NaOH στο σημείο βρασμού. Υπολογίστε την τελική συγκέντρωση και θερμοκρασία του διαλύματος. 4. Σύστημα εξάτμισης πρόκειται να επιλεγεί για την πύκνωση 10000 kg/h υδατικού διαλύματος NaOH από 10% σε 50%. (α) Με βάση τις θερμοδυναμικές και άλλες ιδιότητες του διαλύματος (συντελεστές μεταφοράς, διαβρωτική συμπεριφορά κλπ.) να δικαιολογήσετε την επιλογή εξατμιστήρα εξαναγκασμένης κυκλοφορίας. (β) Η τροφοδοσία γίνεται στους 30 C και για την θέρμανση χρησιμοποιείται ατμός 3 bar. Αν η πίεση λειτουργίας είναι 95 Torr και ο συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας U=2000 W/m 2 C, να υπολογιστούν: - Η απαιτούμενη επιφάνεια του εξατμιστήρα. - Η διάμετρος του διαχωριστή, αν η κρίσιμη ταχύτητα ατμού είναι 10m/s - Η απαιτούμενη παροχή νερού ψύξης (20 C) στο συμπυκνωτή.

(γ) Ο εξατμιστήρας είναι κατασκευασμένος από αυλούς διαμέτρου 5 cm και ύψους 4 m και η μέση ταχύτητα του υγρού στους αυλούς είναι 6 m/s. Με βάση τα στοιχεία αυτά να βρεθεί η ισχύς της αντλίας ανακυκλοφορίας του υγρού (βαθμός απόδοσης αντλίας n=0,75). 5. Εξατμιστήρας φυσικής κυκλοφορίας (τύπου θερμοσίφωνα) παρέχει 18000 kg/h ατμών καθαρού βουτανίου. Οι συνθήκες λειτουργίας του εξατμιστήρα είναι 20 atm και 109 C. Θερμότητα προσδίδεται με ατμό 10 atm. Σχεδιάστε κατάλληλα τον εξατμιστήρα ώστε η ανακυκλοφορία που επιτυγχάνεται να είναι τουλάχιστον 4:1.