Przykłady i zadania z podstaw inżynierii chemicznej i procesowej

Przykłady i zadania z podstaw inżynierii chemicznej i procesowej

rok wydania: 2019, wydanie pierwsze
ilość stron: 182
ISBN: 978-83-7348-790-1

Opis

Skrypt przeznaczony jest dla studentów chemii jako pomoc do zajęć realizowanych w ramach kursu inżynierii chemicznej oraz inżynierii i aparatury procesowej. Pozycja zawiera usystematyzowany zbiór przykładów obliczeniowych z wybranych operacji jednostkowych i procesów stosowanych w inżynierii chemicznej i procesowej.

Zamieszczone w kolejnych rozdziałach przykłady przygotowano w taki sposób, aby ilustrowały zastosowanie teorii do ilościowego opisu zagadnień z zakresu podstaw przepływu płynów, procesów wymiany ciepła i procesów wymiany masy. Szczegółowo omówiony tok postępowania przy rozwiązywaniu przykładów ma ułatwić zrozumienie i utrwalenie wiedzy ogólnej i dostarczyć wskazówek do sposobu wykorzystania tej wiedzy przy samodzielnym rozwiązywaniu konkretnych problemów. W tym celu na końcu każdego rozdziału zamieszczono zadania, dla których podano jedynie wyniki końcowe. W ostatnim rozdziale skryptu zestawiono tablice pomocnicze, ułatwiające samodzielne rozwiązywanie zadań, natomiast na końcu książki czytelnik chcący poszerzyć swoją wiedzę z zaprezentowanego w opracowaniu zakresu inżynierii chemicznej i procesowej znajdzie wybraną literaturę przedmiotu.

Mamy nadzieję, że niniejszy skrypt zachęci przyszłych inżynierów do pogłębiania wiedzy i zdobywania praktycznych umiejętności niezbędnych do prawidłowego projektowania operacji jednostkowych i procesów realizowanych w przemyśle chemicznym i ochronie środowiska.

Spis treści

Przedmowa / 7

1. Przepływy płynów (Donata Konopacka-Łyskawa, Iwona Hołowacz) / 9
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 9
1.1. Przykłady / 10
1.1.1. Strata ciśnienia powietrza w przewodzie wentylacyjnym / 10
1.1.2. Średnica przewężenia w przewodzie niezbędna do pojawienia się kawitacji / 11
1.1.3. Skraplacz barometryczny / 12
1.1.4. Czas opróżniania zbiornika / 14
1.1.5. Poziom zamontowania zbiornika zasilającego instalację / 16
1.1.6. Moc pompy dla przykładowej instalacji / 17
1.1.7. Straty ciśnienia na filtrze piaskowym / 20
1.1.8. Opory przepływu fazy gazowej w kolumnie absorpcyjnej / 21
1.2.   Zadania / 24

2. Opadanie cząstek w płynach (Jacek Gębicki, Donata Konopacka-Łyskawa) / 30
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 30
2.1. Przykłady / 30
2.1.1. Prędkość opadania cząstki o danej średnicy / 30
2.1.2. Średnica cząstki opadającej ze znaną prędkością / 31
2.1.3. Oszacowanie strefy zapylenia / 32
2.1.4. Klasyfikator hydrauliczny / 33
2.1.5. Komora pyłowa / 36
2.2. Zadania / 38

3. Filtracja (Jacek Gębicki, Iwona Hołowacz) / 41
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 41
3.1. Przykłady / 42
3.1.1. Czas filtracji i czas przemywania dla filtracji pod stałym ciśnieniem / 42
3.1.2. Objętość filtratu uzyskanego podczas filtracji pod stałym ciśnieniem / 42
3.1.3. Filtracja dwustopniowa / 43
3.1.4. Prasa filtracyjna / 45
3.1.5. Filtr obrotowy / 46
3.1.6. Wydajność filtracji / 48
3.2. Zadania / 50

4. Wymiana ciepła (Tomasz Andrzejewski, Jacek Gębicki, Iwona Hołowacz, Donata Konopacka-Łyskawa) / 53
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 53
4.1. Przykłady / 54
4.1.1. Konwekcja swobodna i promieniowanie / 54
4.1.2. Konwekcja wymuszona / 55
4.1.3. Przenikanie ciepła przez ściankę płaską wielowarstwową / 57
4.1.4. Przenikanie ciepła w płaszczowo-rurowym wymienniku ciepła / 59
4.1.5. Poziomy płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła / 61
4.2. Zadania / 65

5. Destylacja (Iwona Hołowacz, Donata Konopacka-Łyskawa) / 69
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 69
5.1. Przykłady / 70
5.1.1. Sporządzanie wykresów fazowych w układach współrzędnych t = f(x, y) i y = f(x) / 70
5.1.2. Temperatura procesu destylacji równowagowej / 73
5.1.3. Destylacja równowagowa / 75
5.1.4. Destylacja równowagowa do dwóch odbieralników / 76
5.1.5. Równanie Rayleigha, metoda graficzna i analityczna  / 78
5.1.6. Destylacja różniczkowa (prosta) / 80
5.2. Zadania  / 81

6. Rektyfikacja (Iwona Hołowacz, Donata Konopacka-Łyskawa) / 84
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 84
6.1. Przykłady / 85
6.1.1. Przebieg linii operacyjnych oraz przepływy cieczy i oparów w kolumnie rektyfikacyjnej / 85
6.1.2. Wyznaczanie liczby półek teoretycznych metodą Mc Cabe’a -Thiele’a / 90
6.1.3. Wyznaczanie liczby półek teoretycznych metodą Savarita-Ponchona / 92
6.1.4. Wyznaczanie powierzchni wymiany ciepła w kotle i skraplaczu kolumnyrektyfikacyjnej / 96
6.1.5. Obliczanie wymiarów kolumny rektyfikacyjnej / 100
6.2. Zadania / 105

7. Absorpcja (Donata Konopacka-Łyskawa, Iwona Hołowacz) / 109
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 109
7.1. Przykłady / 110
7.1.1. Wysokość wypełnienia przeciwprądowej kolumny absorpcyjnej / 110
7.1.2. Porównanie pracy absorbera przeciwprądowego i współprądowego / 114
7.1.3. Wysokość wypełnienia przeciwprądowej kolumny absorpcyjnej z recyrkulacją / 118
7.1.4. Liczba półek rzeczywistych w kolumnie absorpcyjnej / 121
7.1.5. Średnica wypełnionej kolumny absorpcyjnej / 123
7.1.6.  Bateria absorpcyjna / 125
7.2. Zadania / 129

8. Ekstrakcja (Tomasz Andrzejewski, Iwona Hołowacz, Donata Konopacka-Łyskawa) / 134
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 134
8.1. Przykłady / 134
8.1.1. Równowaga ekstrakcyjna dana na trójkącie Gibbsa / 134
8.1.1.1. Ekstrakcja jednostopniowa / 134
8.1.1.2. Ekstrakcja wielostopniowa współprądowa / 136
8.1.1.3. Ekstrakcja wielostopniowa przeciwprądowa / 139
8.1.2. Równowaga ekstrakcyjna dana w układzie prostokątnym – z brakiem lub pomijalnie małą rozpuszczalnością ekstrahenta w rozpuszczalniku pierwotnym / 141
8.1.2.1. Ekstrakcja jednostopniowa / 141
8.1.2.2. Ekstrakcja wielostopniowa współprądowa / 144
8.1.2.3. Ekstrakcja wielostopniowa przeciwprądowa / 148
8.2. Zadania / 150

9. Suszenie (Grzegorz Boczkaj, Donata Konopacka-Łyskawa, Iwona Hołowacz) / 154
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 154
9.1. Przykłady / 154
9.1.1. Wyznaczanie wilgotności powietrza na podstawie wskazań temperatury wilgotnego termometru / 155
9.1.2. Mieszanie strumieni powietrza wilgotnego / 156
9.1.3. Czas suszenia materiału wilgotnego / 161
9.1.4. Bilans masowy suszarki / 164
9.1.5. Zużycie czynnika suszącego / 164
9.1.6. Zapotrzebowanie na ciepło w suszarce / 165
9.2. Zadania / 167

10. Tablice / 169

Bibliografia / 183
Streszczenia w języku polskim i angielskim / 184