PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 5, 6

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 5, 6"

Renata Vávrová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení, 6 část Hana Charvátová, Dagmar Janáčová Zlín 203 Tento stuijní materiál vznikl za finanční popory Evropského sociálního fonu (ESF) a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu: CZ..07/2.2.00/.0463, MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD

za finanční popory Evropského sociálního fonu (ESF) a rozpočtu České republiky v rámci

2 2 Obsah... 3 Řešené příklay... 3 Příklay k procvičení... 7 Použitá literatura... 8 Seznam symbolů... 8 CZ..07/2.2.00/.0463,

3 3 STRUČNÝ OBSAH CVIČENÍ: Výpočet kritického průměru potrubí. Výpočet požaovaného průtoku reálných tekutin v potrubí. MOTIVACE: V tomto cvičení se zaměříme na řešení úloh s využitím zákonů zachování hybnosti, hmotnosti a energie při prouění reálných tekutin. Znalost těchto výpočtů pomáhá technologovi řešit problémy, které nelze v praxi řešit na záklaě norem či zkušeností. CÍL: Stuent umí vypočítat kritický průměr reálných tekutin v potrubí potrubí a požaovaný průtok Řešené příklay Příkla V zásobníku je atmosferický tlak a v náobě, o které se čerpá roztok ze zásobníku, klesl tlak o 600 Pa. Vtok o náoby je o 9,8 m níže než je hlaina roztoku v zásobníku. Čerpá se novým ocelovým potrubím. Vypočtěte minimální přípustný průměr potrubí pro opravu 20 m 3.h - roztoku o hustotě 70 kg.m -3 a kinematické viskozitě,8.0-6 m 2.s -. Potrubí ze zásobníku o náoby je louhé 9 m. Řešení: Ze zaání úlohy jsou známé tyto honoty: Tlak vzuchu v zásobníku p 0000 Pa, rozíl tlaku vzuchu v zásobnílu a náobě p 600Pa, rozíl výšek hlain v zásobníku a v náobě h=9,8 m, průtok roztoku v potrubí 3 - V 20 m h, élka potrubí L 9 m, hustota roztoku roztoku =,8 0 m s kg m, kinematická viskozita CZ..07/2.2.00/.0463,

Znalost těchto výpočtů pomáhá technologovi řešit problémy, které nelze v praxi řešit na záklaě norem či zkušeností.

4 4 Z Bernoulliho rovnice vypočítáme ztrátovou energii: p ez gh () 600 (2) - ez 9,8 9,8 48,7 J kg 70 Vypočítáme člen Re pole rovnice Re 2e z 4Q L v 248, Re 6, (3) (4) Určíme honotu absolutní rsnosti nového ocelového potrubí 0, mm () Vypočítáme člen Re pole rovnice Re 4V (6) Re , ,8 0 0, 0 7 (7) Z grafu závislosti veličiny na Re při různé honotě parametru Re určíme honotu Obr. Diagram závislosti veličiny na Re při různé honotě parametru CZ..07/2.2.00/.0463, Re

0, mm () Vypočítáme člen Re pole rovnice Re 4V (6) Re 4 20 2,6 0 6 3 3600,8 0 0, 0 7 (7) Z grafu závislosti veličiny na Re

5 Vypočítáme Reynolsovo kritérium Re Re (8) Re ,0 220 (9) Ze známé honoty Reynolsova kritéria opočítáme potřebný průměr potrubí 4V (0) Re , ,034 m () Příkla 2 Voa a o stření teplotě 30 C prouí ze zásobní náoby, v níž je potlak 3, kpa o sběrné nárže v níž je přetlak 7,7 kpa. Hlaina voy v zásobní nárži je 6 m na úrovní sběrné nárže. Vnitřní průměr potrubí je 44 mm a jeho élka je 30 m. Potrubí je litinové mírně zkoroované. Vypočítejte objemový průtok voy v potrubí. Řešení: Ze zaání úlohy jsou známé tyto honoty: Teplota voy t =30 C, tlak vzuchu v zásobní náobě p Pa, tlak vzuchu ve sběrné nárži p Pa, rozíl výšek hlain v zásobní náobě a ve sběrné nárži h=-6 m, vnitřní průměr potrubí 44 mm, élka potrubí L 30 m. Určíme potřebné vlastnosti voy při teplotě 30 C: hustota voy 99,6 kg m ; kinematická viskozita 8,04 0 m s Z Bernoulliho rovnice vypočítáme ztrátovou energii: p ez gh (2) (3) e z 9,8 9,8 47, 6 J kg 99,6 Vypočítáme člen Re : Re Re 2e z L 0, ,6 0, , (4) () Určíme honotu absolutní rsnosti litinového mírně zkoroovaného potrubí: CZ..07/2.2.00/.0463,

Vnitřní průměr potrubí je 44 mm a jeho élka je 30 m. Potrubí je litinové mírně zkoroované. Vypočítejte objemový průtok voy v potrubí.

6 6,2 mm (6) Vypočítáme poíl :, , 0284 (7) Z iagramu závislosti určíme honotu na Reynolsově kritériu Re pro různou relativní rsnost potrubí : Obr. 2 Diagram závislosti na Reynolsově kritériu Re pro různou relativní rsnost potrubí Vypočítáme Reynolsovo kritérium: (8) Re Re Re , 8383 (9) Z Reynolsova kritéria vypočítáme rychlost prouění voy: Re v ,04 0 v,3 ms (20) (2) Ze známých honot rychlosti prouění voy a průřezu potrubí opočítáme objemový průtok voy: CZ..07/2.2.00/.0463,

2 Diagram závislosti na Reynolsově kritériu Re pro různou relativní rsnost potrubí Vypočítáme Reynolsovo kritérium: (8) Re Re

7 7 2 V v S v (22) 4 V 0, v S,3 0, 0023 m s (23) Příklay k procvičení Příkla 3 Kolik m 3 kapaliny o hustotě 00 kg.m -3 a viskozitě,4.0-2 Pa.s musí protékat v prostoru mezi trubkami chlaiče typu trubka v trubce, aby Reynolsovo číslo bylo Re = 000. Rozměry trubek výměníku jsou: vnější trubka: vnitřní průměěr 9 mm, tloušťka stěny 3, mm, vnitřní trubka: vnitřní průměr 40 mm, tloušťka stěny 2 mm. Zjistěte také průtočnou rychlost kapaliny ve výměníku. [Výsleek: průtok kapaliny,2 m 3.h -, rychlost prouění kapaliny 0,26 m.s - ] Příkla 4 Potrubím élky 70 m a průměru cm se čerpá 000 kg.h - kapaliny hustoty 200 kg.m -3 a ynamické viskozity 2,.0-2 Pa.s. Jaká je ztráta mechanické energie vyjářená ztrátovou výškou? [Výsleek: ztrátová výška je 2,7 m] Příkla Z nárže vytéká kapalina, jejíž hlaina je 6 m na úrovní sběrné náoby pro mechanické čištění. Kapalina o hustotě 720 kg.m -3 a viskozitě,4 mpa.s prouí ocelovým značně zkoroovaným potrubím élky 48 m, vnitřního průměru 44 mm. V nárži je tlak 97,9 kpa, ve sběrné náobě je tlak 0,8 kpa. Jaký je potřebný čas pro přetečení 4 m 3 kapaliny? (Přepokláejte, že rozíl hlain v nárži i ve sběrné náobě bue konstantní). [Výsleek: 2,6 hoin] Příkla 6 Hlaina nárže pro vou je 0 m na úrovní oběru. Oběr se provámírně í koroovaným litinovým potrubím élky 3,2 km. Přepokláaný oběr je 8 m 3 za hoinu a přetlak v místě oběru nesmí poklesnout po 0,6867 MPa. Hustota voy je 000 kg.m -3, viskozita,39 mpa.s.určete průměr potrubí. [Výsleek: 0,284 m] Úlohy se vztahují k této otázce: Rovnice mechanické energie prouící tekutiny. Vysvětlení Bernoulliho rovnice ieální a reálné tekutiny, ztrátová energie CZ..07/2.2.00/.0463,

Rozměry trubek výměníku jsou: vnější trubka: vnitřní průměěr 9 mm, tloušťka stěny 3, mm, vnitřní trubka: vnitřní průměr 40 mm, tloušťka stěny 2 mm.

8 8 Použitá literatura [] Kolomazník, K.: Teorie technologických procesů III, VUT Brno, FT Zlín, 978. [2] Jahoa, M.: Prouěni tekutin, poklay k přenáškám,všcht Praha, 200. [3] Jahoa, M.: Doprava tekutin, poklay k přenáškám,všcht Praha, 200. [4] Schauer, P.: Hyrostatika, Interní materiály, FAST VUT v Brně, [] Fyzika 2 [online]. [cit ]. Dostupné z: [6] Štigler J.: Hyromechanika [online]. FSI VUT, Brno, [cit ]. Dostupné z: [7] GRUBER, Josef. Mechanika V: Hyromechanika [online]. [cit ]. Dostupné z: [8] MÍKA, Vlaimír. Záklay chemického inženýrství. 2. vy. Praha: SNTL, 98. Seznam symbolů a - hmotnostní zlomek, [] A - plocha, [m 2 ] - průměr, [m] ekv - ekvivalentní průměr, [m] e z - ztrátová energie, [J.kg - ] F - síla, [N] g - gravitační zrychlení, [m.s -2 ] h - výška, [m] L - élka, [m] m - hmotnost, [kg] M - molární hmotnost, [g.mol - ] n - látkové množství, [mol] p - tlak, [Pa] m - hmotnostní průtok, [kg.s - ] V - objemový průtok, [m 3.s - ] R - univerzální plynová konstanta, [J.mol -.K - ] Re - Reynolsovo kritérium, [] S - průřez, [m 2 ] t - teplota, [ C] T - termoynamická teplota, [K] v - rychlost, [m.s - ] V - objem, [m 3 ] - absolutní rsnost potrubí, [m] - ynamická viskozita, [Pa.s] - součinitel tření, [] - hustota, [kg.m -3 ] - kinematická viskozita, [m 2.s - ] CZ..07/2.2.00/.0463,

cz/. [6] Štigler J.: Hyromechanika [online]. FSI VUT, Brno, [cit. 203-07-09]. Dostupné z: http://www.fme.vutbr.cz/. [7] GRUBER, Josef. Mechanika V: Hyromechanika [online]. [cit. 203-07-09]. Dostupné z: http://www.spstr.

Podobné dokumenty

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 7, 8

UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 7, 8 část Hana Charvátová, Dagmar Janáčová Zlín 013 Tento stuijní materiál vznikl za finanční popory Evropského