Hőátviteli műveletek példatár. Szerkesztette: Mihalkó József, Erdélyi Péter és Rajkó Róbert

Hasonló dokumentumok
Hőátviteli műveletek példatár. Szerkesztette: Erdélyi Péter és Rajkó Róbert

Hőátviteli műveletek példatár

Anyagátviteli műveletek példatár

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki Kar Repülőgépek és hajók Tanszék

= 450 kg. b) A hó 4500 N erővel nyomja a tetőt. c) A víz tömege m víz = m = 450 kg, V víz = 450 dm 3 = 0,45 m 3. = 0,009 m = 9 mm = 1 14

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

A 2006/2007. tanévi Országos középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és azok megoldásai f i z i k á b ó l. I.

Atomfizika zh megoldások

ALKALMAZOTT MŰSZAKI HŐTAN

1. feladat Összesen 28 pont

Áramlástan feladatgyűjtemény. 2. gyakorlat Viszkozitás, hidrosztatika

HŐKÖZLÉS ZÁRTHELYI BMEGEENAMHT. Név: Azonosító: Helyszám: K -- Munkaidő: 90 perc I. 30 II. 40 III. 35 IV. 15 ÖSSZ.: Javította:

A CSOPORT SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM SZEGEDI ÉLELMISZERIPARI FŐISKOLAI KAR ÉLELMISZERIPARI MŰVELETEK ÉS KÖRNYEZETTECHNIKA TANSZÉK. Név:..

B.: HŐTAN. Dr. Farkas Tivadar

Dinamika. F = 8 N m 1 = 2 kg m 2 = 3 kg

Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny, az I. forduló feladatainak megoldása 1

1. feladat Összesen 21 pont

1. feladat Összesen 25 pont

A BÍRÁLÓ TÖLTI KI! Feladat: A B C/1 C/2 C/3 ÖSSZES: elégséges (2) 50,1..60 pont

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória

1. MINTAFELADATSOR KÖZÉPSZINT JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Lemezeshőcserélő mérés

MŰSZAKI HŐTAN II. Hőátvitel és hőcserélők. Kovács Viktória Barbara Hőátvitel és Hőcserélők 2014 Műszaki Hőtan II. (BMEGEENAEHK) K

FELÜLETI HŐMÉRSÉKLETMÉRŐ ÉRZÉKELŐK KALIBRÁLÁSA A FELÜLET DŐLÉSSZÖGÉNEK FÜGGVÉNYÉBEN

BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny, I. forduló, 2003/2004. Megoldások 1/9., t L = 9,86 s. = 104,46 m.

TARTÓSZERKEZETEK II.-III.

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

A BÍRÁLÓ TÖLTI KI! Feladat: A B C/1 C/2 C/3 ÖSSZES: elégséges (2) 50,1..60 pont

Kidolgozott minta feladatok kinematikából

1.40 VARIFORM (VF) Légcsatorna idomok. Légcsatorna rendszerek

1. feladat Összesen 7 pont I./A II./B III./A IV./B V./A VI./B VII./D Minden helyes megoldás 1 pont, összesen: 8 pont 2. feladat Összesen 8 pont

Mintapélda. Szivattyúperem furatának mérése tapintós furatmérővel. Megnevezés: Szivattyúperem Anyag: alumíniumötvözet

HŐSUGÁRZÁS. A hősugárzás két test között úgy valósul meg, hogy a testek között elhelyezkedő teret kitöltő anyag nem vesz részt a hőátvitelben.

A BÍRÁLÓ TÖLTI KI! Feladat: A B C/1 C/2 C/3 ÖSSZES: elégséges (2) 50,1..60 pont

Desztilláció: gyakorló példák

FIZIKA II. 2. ZÁRTHELYI DOLGOZAT A MŰSZAKI INFORMATIKA SZAK

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

Ventilátor (Ve) [ ] 4 ahol Q: a térfogatáram [ m3. Nyomásszám:

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Q

Matematika M1 1. zárthelyi megoldások, 2017 tavasz

Dr. Kovács László - Dr. Váradi Sándor Pneumatikus szállítás a fluid emelõ függõleges szállítóvezetékében

1. feladat Összesen 8 pont. 2. feladat Összesen 18 pont

A vizsgaérdemjegy: elégtelen (1) elégséges (2) közepes (3) jó (4) jeles (5)

1. feladat Összesen 17 pont

Tevékenység: Tanulmányozza, mi okozza a ráncosodást mélyhúzásnál! Gyűjtse ki, tanulja meg, milyen esetekben szükséges ráncgátló alkalmazása!

A maximálisan lapos esetben a hurokerősítés Bode diagramjának elhelyezkedése Q * p így is írható:

2.GYAKORLAT (4. oktatási hét) PÉLDA

Ellenáramú hőcserélő

A. mértékegységek (alap és származtatott mértékegységet, átváltások) neve: jele: neve: jele: hosszúság * l méter m. tömeg * m kilogramm kg

AquaProdukt USZODAI LÉGKEZELŐK PÁRÁTLANÍTÁS TÍPUS HÁZSZERKEZET

2006/2007. tanév. Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny I. forduló november 10. MEGOLDÁSOK

Középszintű érettségi feladatsor Fizika. Első rész

Fizika feladatok. 1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből november 28. Hővezetés, hőterjedés sugárzással. Ideális gázok állapotegyenlete

BEPÁRLÁS. A bepárlás előkészítő művelet is lehet, pl. porlasztva szárításhoz, kristályosításhoz.

Tartalomjegyzék. dr. Lublóy László főiskolai docens. Nyomott oszlop vasalásának tervezése

Hőtan (BMEGEENATMH) Gyakorlat A gyakorlat célja A gyakorlat eredményes végrehajtásához szükséges előzetes ismeretek Hőközlés

Volumetrikus elven működő gépek, hidraulikus hajtások (17. és 18. fejezet)

TestLine - Fizika 7. osztály mozgás 1 Minta feladatsor

Trimoterm tűzgátló szenvicspanelek TERMÉKCSALÁD

MUNKAANYAG. Szabó László. Felületi hőcserélők. A követelménymodul megnevezése:

1. feladat Összesen: 12 pont

Villamos gépek tantárgy tételei

ÉLELMISZER-IPARI ALAPISMERETEK

Villámvédelem 3. #5. Elszigetelt villámvédelem tervezése, s biztonsági távolság számítása. Tervezési alapok (norma szerint villámv.

Egyedi cölöp süllyedésszámítása

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

FIZIKA EMELT SZINTŰ KÍSÉRLETEK 2011

MŰSZAKI ISMERETEK, VEGYIPARI GÉPEK II.

Danfoss Hőcserélők és Gömbcsapok

2010/2011. tanév Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny II. forduló január 31.

2 pont. 1. feladatsor

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 30%.

MÁTRAI MEGOLDÁSOK. 9. évfolyam

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR ENERGETIKAI GÉPEK ÉS RENDSZEREK TANSZÉK KALORIKUS GÉPEK

Jelölje meg (aláhúzással vagy keretezéssel) Gyakorlatvezetőjét! Kovács Viktória Barbara Laza Tamás Ván Péter. Hőközlés.

Műszaki hő- és áramlástan (Házi feladat) (Főiskolai szintű levelező gépész szak 2000)

A napi villamos terhelés (csoportokra osztva; )

Gyakorló feladatok a Kísérletek tervezése és értékelése c. tárgyból Kísérlettervezés témakör

BME Energetika Tanszék

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

A 2006/2007. tanévi Országos középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és azok megoldásai f i z i k á b ó l III.

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

Vízgyűrűs vákuumszivattyú (Vi)

1.40 VARIFORM (VF) Csővezeték idomok

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE. Hatékony megoldás minden szinten. Hűtő/Fűtő rendszerek hidraulikai szabályozása KÉZIKÖNYV. abqm.danfoss.

1. A mozgásokról általában

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

NYOMÁS ÉS NYOMÁSKÜLÖNBSÉG MÉRÉS. Mérési feladatok

Felületi feszültség: cseppfolyós-gáz határfelületen a vonzerő kiegyensúlyozatlan: rugalmas hártyaként viselkedik.

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

Szárítás során kialakuló hővezetés számítása Excel VBA makróval

HÁZI FELADATOK. 3. félév. 1. konferencia A Laplace-transzformáció

1. feladat Összesen 20 pont

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

Zárthelyi dolgozat 2014 B... GEVEE037B tárgy hallgatói számára

Bor Pál Fizikaverseny, középdöntő 2016/2017. tanév, 8. osztály

Mechanikai erők a sejtek szintjén

Átírás:

Hőátviteli műveletek példatár Szerkeztette: Mihalkó ózef, Erdélyi Péter é Rajkó Róbert Szegedi Tudományegyetem Mérnöki Kar Szeged 07

. Milyen vatag legyen egy berendezé poliuretán zigetelée, ha a megengedhető legnagyobb hővezteég φ 8 m? A berendezé két oldalán mérhető hőméréklet 0 C, illetve 8 C. A poliuretán zigetelő hővezetéi tényezője: λ 0,063 m K. T T T (( 8 C + 73,5 C) (0 C + 73,5 C)) K C ( 8 C + 73,5 C 0 C 73,5 C) K C ( 8 C + 73,5 C 0 C 73,5 C) K 38 K C φ λ δ ΔT δ λ φ ΔT 0,063 m K 8 m ( 38 K) 0,99 m A C nem SI mértékegyég, azonban a gyakorlatban még nagyon elterjedten haználjuk é ezért eetenként célzerű ebben a mértékegyégben megadni az alapadatokat. ill. a végeredményt. A fenti zámítában é minden ehhez haonlóban a C-ban, ill. K-ben megadott hőméréklet-különbégek azono zámértékűek leznek, mivel a technikai ( C) é a termodinamikai (K) hőméréklet kálákon az egyégek terjedelme megegyezik (azaz, az C terjedelme megegyezik az K terjedelmével, ami maga után vonja, hogy a C-ban megadott különbég meg fog egyezni a K-ben megadott különbéggel). A fizikai jellemzőkben (λ [ ], α [ ], k [ ], c m K m K m K p [ k ], β K [ ], tb.) zereplő K mértékegyég K valójában K-t jelent, melyhez tartozó hőméréklet-különbég kizámítáához az eetleg Cban megadott hőmérékleteket K-be átzámítva kellene behelyetteíteni. A fentiek alapján azonban gyoríthatjuk a zámítámenetet, ha a C-ban megadott hőmérékletekkel zámítjuk a hőméréklet-különbéget é alkalmazzuk a Δ C K ΔK azonoágot. A továbbiakban C rövidítve haználjuk a fentiekben rézletezett átzámítáokat.

. Mekkora a hőáram egy δ vk mm vatag vízkőréteggel borított A m felületű, δ f 30 mm vatag acélfalon kereztül, melynek két oldalán mért hőméréklet 50 C, illetve 00 C? A vízkő hővezetéi tényezője λ vk,6, az acél hővezetéi tényezője λ m K f 58 m K. T T T 73,5 K 53,5 K 50 K Φ ΔT 50 K δ f + δ A m 0,03 m 0,00 m 307,69 vk λ f λ vk + 58,6 3

3. Egy hűtőkamra fala δ p 0 cm parafából, δ t cm téglából é δ b 7,5 cm betonból áll. Belül, a parafa felőli oldalon 8 C a hőméréklet, kívül, a beton felől 8 C. Számíta ki a hőáraműrűéget, valamint a parafa é a tégla érintkezéi pontjánál mérhető hőmérékletet! A parafa, a tégla é a beton hővezetéi tényezői rendre: λ p 0,03 0,76 m K. m K, λ t 0,69 m K, λ b T T h T m 55,5 K 9,5 K 36 K ΔT φ δ p + δ t + δ b λ p λ t λ b 36 K φ 3,93 0, m 0, m 0,075 m + + m 0,03 0,69 0,76 φ (T h T p,t ) δ p λ p T p,t T h + φ δ p λ p 55,5 K + 3,93 m, C 0, m 0,03 m K 55,5 K + 3, K 87,55 K, ami

. Mekkora az egyenértékű hővezetéi tényezője annak a d 5 mm vatag levegőrétegnek, amelynél a határoló két hőméréklet értéke 50 C, ill. 50 C? Az adott levegőréteg hővezetéi tényezője λ 0,037, fajhője c k m K p,009, dinamikai vizkozitáa η K,8 0 6 Pa, köbö hőtágulái együtthatója β,068 0 3, űrűége ρ K 0,95 m 3. λ e ε λ T T h T m 3,5 K 33,5 K 00 K ε 0,8 (Pr Gr) 0,5 Pr ν a c p η λ 009 K,8 0 6 Pa 0,037 0,595 Gr d3 ρ g (0,05 m) 3 (0,95 m η β ΔT 3) 9,8 m (,8 0 6 Pa ),068 0 3 K 5,95 0 Pr Gr 3508,5 Mivel Pr Gr > 000 ε 0,8 (Pr Gr) 0,5 0,8 (0,595 5,95 0 ) 0,5,7 λ e ε λ,7 0,037 0,09 00 K 5

5. Mekkora az egyenértékű hővezetéi tényezője annak a d 5 mm vatag levegőrétegnek, amely egy fűtőtet bordái között helyezkedik el? A határoló két hőméréklet 50 C ill. 5 C. Az adott levegőréteg hővezetéi tényezője λ 0,037, fajhője c k m K p,009, dinamikai K vizkozitáa η,8 0 6 Pa, űrűége ρ 0,95 m3, köbö hőtágulái együtthatója β,068 0 3. K λ e ε λ T T h T m 33,5 K 88,5 K 35 K ε 0,8 (Pr Gr) 0,5 Pr ν a c p η λ 009 K,8 0 6 Pa 0,037 0,595 Gr d3 ρ g (0,05 m) 3 (0,95 m η β ΔT 3) 9,8 m (,8 0 6 Pa ),068 0 3 K,088 0 Pr Gr 39,66 Mivel Pr Gr > 000 ε 0,8 (Pr Gr) 0,5 0,8 (0,595,088 0 ) 0,5,9 λ e ε λ,9 0,037 0,07 35 K 6

6. Kovácoltvaból kézült ík tartály δ v 0 mm vatag falát δ p 50 mm vatag parafa zigeteléel látták el. A fal belő hőméréklete 0 C, a külő hőméréklet 5 C. Számíta ki a fal felületegyégén időegyég alatti hővezteégét, valamint a va é a parafa érintkezéi hőmérékletét! A hővezetéi tényezők: λ v 5 m K, λ p 0,05 m K. T T h T m 98,5 K 393,5 K 95 K φ ΔT δ v + δ p λ v λ p 95 K φ 98,78 0,0 m 0,05 m + m 5 0,05 φ (T h T v,p ) δ p λ p T t,v T h + φ δ p λ p 98,5 K + 98,78 m 9,98 C 0,05 m 0,05 m K 98,5 K + 9,98 K 393,3 K, ami 7

7. Mekkora legyen annak a cő a cőben típuú hűtőnek a hőátadó felülete, amelyben G 0, tömegárammal tejet áramoltatunk é 9 C-ról 8 C-ra kell lehűtenünk? A hűtővíz hőméréklete 0 C (a művelet orán állandónak tekinthető), a tej fajhője c p 3890, a K berendezé hőátbocátái együtthatója k 900 m K. T T be T ki 3,5 K 9,5 K 3 K Φ G c p ΔT 0, 3890 3 K 836 K ΔT T be T v 3,5 K 83,5 K 39 K ΔT T ki T v 9,5 K 83,5 K 8 K ΔT köz ΔT ΔT ln ΔT ΔT Φ k A ΔT ko z A Φ k ΔT ko z 39 K 8 K ln 39 K 8 K 9,57 K 836,7 m 900 m K 9,57 K 8

8. Egy l 0 cm átmérőjű keverő duplikátorban étolajat melegítünk. A keverőlapát átmérője d 300 mm, fordulatzáma n 00, a fal hőméréklete 70 C, az olaj hőméréklete 0 C, a Nuelt-függvény: Nu 0,37 Re 0,667 Pr 0,33 ( η hőátadái együttható? Hőméréklet [ C] Sűrűég [ m 3] Vizkozitá [Pa ] min Hővezetéi tényező [ ] 0, ) η fal. Mekkora a Fajhő k [ K ] 0 900 5,7 0 0,650,85 70 87, 0 0,65,76 ρ a tl ρ 0 C + ρ 70 C η a tl η 0 C + η 70 C λ a tl λ 0 C + λ 70 C c pátl c p 0 C + c p70 C 900 m3 + 87 m 3 863,5 m 3 5,7 0 Pa +, 0 Pa 3,9 0 Pa 0,650 + 0,65 0,6505,85 k K +,76 Re kev d n ρ a tl (0,3 m) ( 00 60 ) η a tl Pr c p átl η 80,5 a tl λ a tl 3,9 0 Pa k K 863,5 m 3 K 3,9 0 Pa,5 0,6505 Nu 0,37 Re 0,667 Pr 0,33 ( η 0, ) η fal,805 335,38 0,37 335,38 0,667,5 0,33 ( 3,9 0 0, Pa, 0 Pa ) 69, Nu α l λ a tl α Nu λ a tl l 69, 0,6505 5,36, m k K 80,5 m K K 9

9. n 6 db 8,,6 mm méretű, l,8 m hozú acélcőben levegő áramlik. Mekkora a hőátadái tényező é mennyi levegő melegíthető fel, ha a légáramlát a turbulencia aló határán tartjuk? A levegő hővezetéi tényezője λ 0,0358, fajhője c k m K p,05, K űrűége ρ 0,833 m m3, kinematikai vizkozitáa ν 6,39 0 6. Ha 0,5 < Pr,5 akkor Nu 0,0 (Re 0,8 00) Pr 0, ( + d ) 3, ha Pr >,5 akkor l Nu 0,0 Re 0,75 Pr 0,75. A turbulencia aló határa eetén Re 0000. d b d k δ 8, mm (,6 mm) 3, mm 0,03 m Re d b v ν v Re ν d b A n d b π 0000 6,39 0 6 0,03 m m 6 (0,03 m) π 6, m 0,0938 m G v A ρ 6, m 0,0938 m 0,833 m 3 0,77 Pr c p ν ρ λ 05 Mivel 0,5 < Pr,5 m 6,39 0 6 K 0,0358 Nu 0,0 (Re 0,8 00) Pr 0, ( + d l ) 3 0,0 (0000 0,8 00) 0,6 0, ( + Nu λ 6,73 0,0358 α,5 d b 0,03 m 0,833 m 3 0,6 0,03 m,8 m ) 3 6,73 m K 0

0. Mekkora hőáram zükége egy l 5 m hozú, d 6, mm átmérőjű, vízzinte, egyene cőben történő hőkezelé eetében a 0 C-o, v 0,8 m ebeéggel áramló olajo felöntőlé 60 C-ra történő felmelegítééhez, é mekkora lez a falhőméréklet? A felöntőlé k fajhője c p,78, vizkozitáa η 0,733 K 0 3 Pa, hővezetéi tényezője λ 0,65, űrűége ρ 990,7 m K m 3. Nu 0,03 Re0,8 Pr 0,37. T T m T h 333,5 K 93,5 K 0 K Φ G c p ΔT A v ρ c p ΔT d π (0,06 m) π Re d v ρ η Pr c p η λ 0,8 m 990,7 m 3 78 v ρ c p ΔT 0,06 m 0,8 m 990,7 m 3 0,733 0 3 675 Pa 78 K 0,733 0 3 Pa 0,65 0 K 067,88 K,9 Nu 0,03 Re 0,8 Pr 0,37 0,03 675 0,8,9 0,37 30,5 α Nu λ d 30,5 0,65 307, 0,06 m A h d π l 0,06 m π 5 m,93 m T fal ami 85,38 C Φ + T m+t h α A h m K 067,88 + 333,5 K+93,5 K 307, m K,93 m 5,38 K + 33,5 K 358,53 K,

. Egy l 0 m hozú, 57,9 mm méretű cőben 05 C-o gőz áramlik. A környezet hőméréklete 9 C. Mekkorára válazuk a alayapot zigetelé vatagágát, ha a hővezteéget tizedrézére akarjuk cökkenteni? A gőzoldali hőátadái tényező α g 95, a levegőoldali α m K l 8 alayapoté λ z 0,076 m K. m K. Az acélcő hővezetéi tényezője λ c 6,5 m K, a φ k ΔT ko z φ 0, φ k 0, k k α + δ c + g λ c α l 95 k 0, k 0, 7,6 k α + δ c + δ z + g λ c λ z α l k α g + δ c λ c + δ z λ z + α l δ z λ z k α g δ c λ c α l m K δ z ( k α g δ c λ c α l ) λ z 0,009 m + + 6,5 8 m K,76 m K 0,009 m δ z (,76 m 95 K m 6,5 K 8 m K m K 7,6 ) 0,076 m K 0,0388 m

. Mekkora a hőátadái tényező egy l 3 m hozú, d 50 mm belő átmérőjű vízzinte cőben történő áramlá eetében, ha a közeg hőméréklete 50 C, a cőfal hőméréklete pedig 90 C? A közeg hővezetéi tényezője λ 0,6 m K, kinematikai vizkozitáa ν 5,56 0 7 m 7 m hőmérékletvezetéi tényezője a,555 0, űrűége ρ 000 m 3. A közeg v 0,8 m ebeéggel áramlik. Nu 0,03 Re0,8 Pr 0,37., Re Pr ν a d v ν m 0,05 m 0,8 7, 0 5,56 0 7 m m 5,56 0 7,555 0 7 m 3,58 Nu 0,03 Re 0,8 Pr 0,37 0,03 (7, 0 ) 0,8 3,58 0,37 83,5 Nu α α d λ Nu λ d 83,5 0,6 368,8 0,05 m m K 3

m K 3. Egy d 5, mm átmérőjű, l 8 m hozú, vízzinte cőben áramló közeg űrűége ρ 000 m 3, fajhője c k m p,8, kinematikai vizkozitáa ν 0,7 0 6, hővezetéi tényezője λ 0,653. A közeg belépékor 0 C-o é 80 C-ra melegítjük fel, áramlái K ebeége v,8 m. Mekkora a közeg hőátadái együtthatója é a cőfal hőméréklete? Pr,97, Nu 0,03 Re 0,8 Pr 0,37. Re d v ν m 0,05 m,8,96 0 5 0,7 0 6 m Nu 0,03 Re 0,8 Pr 0,37 0,03 (,96 0 5 ) 0,8,97 0,37 589,5 α Nu λ d 589,5 0,653 758,3 0,05 m T T ki T be 353,5 K 93,5 K 60 K Φ G c p ΔT A v ρ c p ΔT d π (0,05 m) π,8 m 000 m 3 80 A h d π l 0,05 m π 8 m,9 m T fal ami 9,63 C Φ + T be+t ki α A h m K v ρ c p ΔT 9958 + 93,5 K+353,5 K 758,3 m K,9 m 60 K 9958 K,63 K + 33,5 K 365,78 K,

. Egy n 60 db d 30 mm átmérőjű cőből álló cőkötege hőcerélőn q V 36 m3 térfogatáramú ecete felöntőlé áramlik át. Számíta ki a felöntőlére vonatkozó hőátadái tényezőt, ha a vonatkoztatái hőméréklete 50 C, űrűége ρ 630 m 3, vizkozitáa η 7 0 Pa, hővezetéi tényezője λ 0,05, fajhője c k m K p 0,887, ill. a felhaználandó özefüggé K Nu 0,03 Re 0,8 Pr 0,37! h A n d π 60 (0,03 m) π v q V A ( 36 3600 ) m3 0,0 m 0,36 m Re d v ρ η Pr c p η λ 0,0 m 0,03 m 0,36 m 630 m 3 7 0 686,3 Pa 887 K 7 0 Pa 0,05 5,9 Nu 0,03 Re 0,8 Pr 0,37 0,03 686,3 0,8 5,9 0,37 0,9 α Nu λ d 0,9 0,05 367,5 0,03 m m K 5

5. Egy hőcerélőben ellenáramban G m 000 tömegáramú ört 8 C-ról 5 C-ra hűtünk. A hűtővíz C-o é legfeljebb 53 C-ra melegedhet fel, fajhője c ph, felület A 5 m, a ör fajhője c pm 3,6 Mekkora legyen a víz tömegárama? k K h k K. A hőátadó. Mekkora lez a hőátbocátái együttható? T m T mbe T mki 355,5 K 38,5 K 37 K Φ G m c pm ΔT m 000 h 3600 h 3600 37 K 000 K ΔT T mbe T hki 355,5 K 36,5 K 9 K ΔT T mki T hbe 38,5 K 97,5 K K ΔT köz ΔT ΔT ln ΔT ΔT Φ k A ΔT ko z k 9 K K ln 9 K K,79 K Φ 000 A ΔT ko z 5 m,79 K 398 m K T h T hki T hbe 36,5 K 97,5 K 9 K Φ G h c ph ΔT h G h Φ c ph ΔT h 000 3,73 00 K 9 K 33 h 6

6. Egy cőkötege hőcerélőben a forróvíz n 50 db NA5-ö (0 mm) árgarézcőben áramlik. A forróvizet 95 C-ról 5 C-ra kell lehűteni, miközben a cöveken kívül ellenáramban áramló hűtővíz 0 C-ról 60 C-ra melegzik fel. A hőcerélő köpenycövek mérete NA00 (9 6,3 mm). A hőcerélő teljeítménye 000 k. Határozzuk meg a hőcerélő felületét tizta- é vízkővel bevont (δ K 0,3 mm) cövek eetén. Forróvíz eetén a hőfizikai jellemzők: T átl T +T ρf [ m 3] 368,5 K+38,5 K cpf k [ K ] 33,5 K, ami 70 C λf [ m K ] ηf [Pa ] 977,8,897 0,66 0,03 0 6,56 PrF Hűtővíz eetén a hőfizikai jellemzők: T átl T 3+T ρh [ m 3] 93,5 K+333,5 K cph k [ K ] 33,5 K, ami 0 C λh [ m K ] ηh [Pa ] 99,,78 0,68 65, 0 6,3 PrH További adatok: Φ 000 k 000000 A vízkő hővezetéi együtthatója: λ K,5 m K A árgaréz hővezetéi együtthatója: λ S 93 Átmérők: d k 0 mm 0,0 m m K d b 0 mm mm 6 mm 0,06 m D k 9 mm 0,9 m D b 9 mm 6,3 mm 06, mm 0,06 m 7

Forróvíz eetén a hőátadái tényező értéke (λ F ): d ef d b 0,06 m T F T T 368,5 K 38,5 K 50 K Φ c pf G F T F G F q VF G F ρ F A F n d b π v F q V F A F Re F d e F v F ρ F η F Mivel Re > 0, ezért Φ c pf T F,77 m3 977,8,88 0 3 m 3 50 (0,06 m) π,88 0 3 m3,005 0 m 0,86 m 000000,77 89,7 K 50 K,005 0 m 0,06 m 0,86 m 977,8 m 3 0,03 0 6 888,65 Pa Nu F 0,03 Re F 0,8 Pr F 0,37 0,03 888,65 0,8,56 0,37 85,59 Nu F d e F α F λ F α F Nu F λ F d ef Hűtővíz eetén a hőátadái tényező értéke (λ H ): 85,59 0,66 m K 3535,9 0,06 m 8 m K d eh AK D b π KN n d k π (0,06 m) π D b π + n d k π 50 (0,0 m) π 0,06 m π + 50 0,0 m π,87 0 m T H T T 3 333,5 K 93,5 K 0 K Φ c ph G H T H G H q VH G H ρ H A H D b π Φ c ph T H 5,98 m3 99, 6,07 0 3 m 3 n d k π (0,06 m) π 000000 5,98 78, K 0 K 50 (0,0 m) π,78 0 m

v H q V H A H Re H d e H v H ρ H η H 6,07 0 3 m3,78 0 m 0,3 m Mivel 30 < Re 0, ezért,87 0 m 0,3 m 99, m 3 65, 0 6 9673,37 Pa Nu H 0,008 Re H 0,9 Pr H 0,3 0,008 9673,37 0,9,3 0,3 58, Nu H d e H α H λ H α H Nu H λ H d eh Közepe logaritmiku hőmérékletkülönbég ( t köz ): 58, 0,68 m K,87 0 m 95,5 m K T T melegbe T hidegki T T 368,5 C 333,5 K 35 K T T hidegbe T melegki T T 3 38,5 K 93,5 K 5 K T köz T T 35 K 5 K ln T 9,7 K 35 K T ln 5 K Tizta cövek eetén a hőcerélő felülete: δ S d b mm 0 3 m k α + δ S + H λ S α F + 0 3 m + 95,5 m 93 K m K 3535,9 Φ k A T köz A Vízkőlerakódá eetén a hőcerélő felülete: m K,38 m K Φ 000000 k T köz,38 7,8 m m K 9,7 K k α + δ S + δ K + H λ S λk α F + 0 3 m + 0,3 0 3 m + 95,5 m 93 K m K,5 m K 3535,9 m K 067,53 m K Φ 000000 Φ k A T köz A k T köz 067,53 3,5 m m K 9,7 K 9

7. Számíta ki egy d 0,9 m átmérőjű, l, m maga, függőlege henger alakú főzőedény 9 C-o fala mellett fellépő hővezteéget! A levegő hőméréklete 7 C, vizkozitáa η,9 0 5 k Pa, fajhője c p,0, hővezetéi tényezője λ 0,05, köbö hőtágulái együtthatója β 0,003 K m K, űrűége ρ, K m 3. Nu 0,38 (Pr Gr) 3. ΔT α T f T l 3,5 K 90,5 K 3 K Gr l3 ρ g (, m) 3 (, m η β ΔT α 3) 9,8 m (,9 0 5 Pa ) 0,003 K Pr c p η λ 00 K,9 0 5 Pa 0,05 0,77 Nu 0,38 (Pr Gr) 3 0,38 (0,77 6,03 0 9 ) 3 30, α Nu λ l 30, 0,05,8, m A d π l 0,9 m π, m 3,39 m Φ α A ΔT α,8 m K m K 3,39 m 3 K 50,7 3 K 6,03 09 0

8. Határozza meg egy d 30 mm átmérőjű, 8 C kezdeti hőmérékletű, m 0, tömegű, gömbölyű mozzarella ajt felzíni hőmérékletét, amit t 0 min alatt 0 C-o térben tároltak! A ajt hővezetéi tényezője λ 0,, fajhője c m K p 00, űrűége ρ K 93 m3, a hőátadái tényező α 6,7. m K a λ c p ρ 0, 00 K l 0 d d Fo (l 0 d Bi α l 0d λ 30 mm 93 m 3 9,76 0 8 5 mm 0,05 m m a t 9,76 0 8 00 ) (0,05 m) 0,5 6,7 m 0,05 m K 0, 0,505 Bi 0,5, mert az Y-Fo diagramon ninc a valódi értékhez tartozó görbeereg n, mivel a felzíni hőmérékletet kívánjuk meghatározni m Y 0, (a tömör gömbre vonatkozó Y-Fo diagramról) Y T cél T k T 0 T k T cél Y (T 0 T k ) + T k 0, (9,5 K 73,5 K) + 73,5 K 8,07 K, ami 7,9 C

9. 5 C-o, d 8 mm átmérőjű kelbimbót kell előfőznünk 96 C-o vízben. Mennyi idő múlva 7 m éri el a maghőméréklet a 90 C-ot? A hőmérékletvezetéi tényező a, 0, a hővezetéi tényező λ 0,639 m K, a hőátadái tényező pedig α 35,3 m K. Y T cél T k T 0 T k l 0 d d Bi α l 0d λ 8 mm 363,5 K 369,5 K 88,5 K 369,5 K 0,07 9 mm 0,009 m 35,3 0,639 m 0,009 m K 0,97 Bi 0,5,mert az Y-Fo diagramon ninc a valódi értékhez tartozó görbeereg n 0, mivel a maghőmérékletet imerjük Fo,0 (a tömör gömbre vonatkozó Y-Fo diagramról) Fo a t (l 0 d ) t Fo (l 0d ) a,0 (0,009 m) 7 9,5 min, 0 7 m

0. 5 C-o húpogácát kell előhűteni levegővel. Milyen hőmérékletű levegőt áramoltaunk a teremben, ha a terméket t 0 min alatt C-ra kell lehűteni? A húpogáca 50 70 0 mm-e, de a comagolá miatt cak az egyik 50 70 mm-e oldala felől hűl. Az anyag hővezetéi tényezője λ 0,77 űrűége ρ 9 m3, hőátadái tényezője α 70 m K. m K, fajhője c p 38 K, l 0 c Fo c 0 mm 0,0 m a t λ ) c p ρ t (l 0,77 0 c ) 38 K (l 0 d Bi α l 0c λ 70 0,77 m 0,0 m K 0,50 9 m 3 600 (0,0 m),09 Bi 0,5,mert az Y-Fo diagramon ninc a valódi értékhez tartozó görbeereg n 0, mivel a maghőmérékletet imerjük Y 0,9 (a végtelen íklapra vonatkozó Y-Fo diagramról) Y T cél T k T 0 T k Y T 0 Y T k T cél T k T k Y T k T cél Y T 0 T k ( Y) T cél Y T 0 T k T cél Y T 0 ( Y) 75,5 K 0,9 98,5 K 0,9 69,6 K, ami 3,5 C 3

. d 6 mm átmérőjű, h 0 mm hozúágú árgarépát kell blaníroznunk 90 C-o maghőméréklet elérééig. A főzővíz hőméréklete 96 C, a árgarépa kezdeti hőméréklete 5 C, hővezetéi tényezője λ 0,639 hőátadái tényező α 50,69 m K m K, hőmérékletvezetéi tényező a, 0 7 m. Mennyi legyen a blanírozá ideje?, l 0 d d l 0 h h l 0 h 6 mm 0 mm 3 mm 0,03 m 60 mm 0,06 m végtelen nagynak tekinthető é ezért ebben az irányban a hővezeté elhanyagolható lez, mivel l 0 h lényegeen nagyobb (3 5-zörönél i), mint l 0d Bi α l 0d λ 50,69 0,639 m 0,03 m K,03 Bi,mert az Y-Fo diagramon ninc a valódi értékhez tartozó görbeereg n 0, mivel a maghőmérékletet imerjük Y T cél T k T 0 T k 363,5 K 369,5 K 88,5 K 369,5 K 0,07 Fo,75 (a végtelen hengerre vonatkozó Y-Fo diagramról) Fo a t (l 0 d ) t Fo (l 0d ) a,75 (0,03 m),5 35, min, 0 7 m

. d 8,5 cm átmérőjű almát tárolunk 8 C-o pincében. Az alma betárolái hőméréklete 8 C, hővezetéi tényezője λ 0,63, fajhője c m K p 359,8, hőátadái tényezője α K m,66, hőmérékletvezetéi tényezője a,68 m 0 7, űrűége ρ 06 K m 3. Mennyi idő múlva éri el az alma felülete é mennyi idő múlva a maghőméréklete a 0 C-ot? l 0 d d Y T cél T k T 0 T k Bi α l 0d λ 8,5 cm,5 cm 0,05 m 83,5 K 8,5 K 9,5 K 8,5 K 0,,66 0,63 m 0,05 m K,8 Bi,5, mert az Y-Fo diagramon ninc a valódi értékhez tartozó görbeereg Felületi hőméréklet eetében: n Fo 0,38 (a tömör gömbre vonatkozó Y-Fo diagramról) Fo a t (l 0 d ) t Fo (l 0d ) a Maghőméréklet eetében: n 0 0,38 (0,05 m) 086 68, min,68 0 7 m Fo 0,57 (a tömör gömbre vonatkozó Y-Fo diagramról) Fo a t (l 0 d ) t Fo (l 0d ) a 0,57 (0,05 m) 68 0, min,68 0 7 m 5

3. Határozza meg egy 30 50 70 mm méretű, 8 C hőmérékletű, m 0, tömegű vajtömb termiku középpontjában mért hőmérékletét, miután t 0 min-t töltött 0 C -o közegben, ha a vajtömb cak az 50 70 mm-e oldalai felől hűl! A vaj hővezetéi tényezője λ 0, 6,7 m K. m K, a fajhője c p 00 K, a űrűége ρ 93 3, a hőátadái tényezője α m l 0 c c 30 mm a λ c p ρ 0, 00 K Fo (l 0 d Bi α l 0a λ 5 mm 0,05 m 93 m 3 9,76 0 8 m a t 9,76 0 8 00 ) (0,05 m) 0,5 6,7 m 0,05 m K 0, 0,505 Bi 0,5,mert az Y-Fo diagramon ninc a valódi értékhez tartozó görbeereg n 0, mivel a maghőmérékletet kereük m Y 0,8 (a végtelen íklapra vonatkozó Y-Fo diagramról) Y T cél T k T 0 T k T cél Y (T 0 T k ) + T k 0,8 (9,5 K 73,5 K) + 73,5 K 88,7 K, ami 5, C 6

. Számítuk ki egy 77 C-o kemencében ülő kenyér által felvett ugárzáo hőmennyiéget! A kenyér felületének feketeégi foka ε 0,85, felülete A 0,065 m, felzíni hőméréklete 00 C. A Stefan-Boltzmann állandó: σ 5,67 0 8 m K. T (77 C + 73,5 C) K 50,5 K C T (00 C + 73,5 C) K 373,5 K C Φ A ε σ (T T ) 0,065 m 0,85 5,67 0 8 m K ((50,5 K) (373,5 K) ) 67,37 7

5. Egy mut hűtéére haznált cő a cőben típuú hőcerélő külő cöve 38,6 mm méretű, belő cöve 5,3 mm méretű. A vízoldali hőátadái együttható α v 38, a m K mutoldali α m 90. Hány nap múlva (n) kell tiztítani, ha naponta δ m K vk 6 0 mm vatag vízkőréteg é δ z 0 3 mm vatag mutoldali zennyeződé rakódik le? A vízkő hővezetéi együtthatója λ vk, a zennyeződéé λ m K z 0,, a cőfalé m K λ c 3. Tiztítá akkor zükége, ha a hőcerélő teljeítménye 0%-kal cökken. m K Tizta hőcerélő eetén: k α + δ c + v λ c α m 38 m K Ha 0%-kal cökken a teljeítménye: k 0,8 k 0,8 399 m K 9, k α + δ c + v λ c α + n ( δ vk + δ z) m λ vk λ z k k + n ( δ vk λ vk + δ z λ z ) n k k δ vk + δ z λ vk λ z k k 9, m 399 K δ vk + δ z 6 0 7 m λ vk λ z + 0 6 m 0, 0,003 m + + 3 90 m K n,79 0 m K 7,38 nap 7 nap,03 0 5 m K m K m K,79 0 m K,03 0 5 m K 399 m K 8

6. Egy nyugvó vízben fekvő henger alakú tet é a víz közötti hőátadái együtthatót kell meghatározni. A henger átmérője d 0 mm, hoza l 50 mm, hőméréklete 60 C. A víz hőméréklete 0 C. Pr Gr 5 0 Nu,8 (Pr Gr) 8 5 0 < Pr Gr < 0 7 Nu 0,5 (Pr Gr) Hőméréklet [ C] Fajhő k [ K ] Pr Gr 0 7 Nu 0,38 (Pr Gr) 3 Sűrűég [ m 3] Hővezetéi tényező [ ] Vizkozitá [Pa ] Köbö hőtágulái együttható [ K ] T von T t+t v 0,88 998, 0,598,00 0 3 0,07 0 3 0,78 99, 0,68 0,65 0 3 0,385 0 3 60,83 983, 0,65 0,65 0 3 0,53 0 3 80,96 97,8 0,669 0,335 0 3 0,63 0 3 333,5 K+93,5 K 33,5 K, ami 0 C ΔT T t T v 333,5 K 93,5 K 0 K Gr d3 ρ g (0,0 m) 3 (99, m η β ΔT 3) 9,8 m (0,65 0 3 Pa ) 0,385 0 3 K, 0 7 Pr c p η λ 78, K 0,65 0 3 Pa,3 0,68 Pr Gr,3, 0 7 9,7 0 7 Mivel Pr Gr 0 7 Nu 0,38 (Pr Gr) 3 0,38 (,3, 0 7 ) 3 63,5 α Nu λ d 63,5 0,68 996,7 0,0 m m K 0 K 9

7. Egyfokozatú bepárlóban 0,06 tömegtört zárazanyag-tartalmú anyagot (c mlé 0,06) 0,9 tömegtörtre űrítünk be (c műr 0,9). A bepárlót gőzzel fűtjük, a fűtőtérben a nyomá,6 bar. A páratérben a nyomá 0,7 bar. A bepárló fűtőfelülete A 3 m, a hőátbocátái együttható k 00. Az anyag a bepárlóba forrpontján lép be (T m K lé T fp ). Mennyi anyagot tudunk óránként beűríteni? Mennyi lez a űrítmény mennyiége? Adatok: T gőz 38,55 K T fp 363,5 K r pára 83 k G lé?, G űr? Megoldá: Mérlegek felíráa: Anyagmérleg: G lé G űr + G pára Komponenmérleg: G lé c mlé G űr c műr Hőmérleg: Φ G lé c plé (T fp T lé ) + G pára r pára + Φ r, illetve Φ k A T köz. Φ k A T köz k A (T gőz T fp ) 00 8760 8,76 k m K 3 m (38,55 K 363,5 K) Hőmérleget alkalmazva: (Φ r 0, illetve T lé T fp G lé c plé (T fp T lé ) 0) Φ G lé c plé (T fp T lé ) + G pára r pára + Φ r Φ G pára r pára G pára Φ r pára 8,76 k 83 k Anyagmérleget alkalmazva: 0,36 0,36 3600 h 96 h G lé G űr + G pára G lé G űr + 96 30

Komponenmérleget alkalmazva: G lé c mlé G űr c műr (G űr + 96) c mlé G űr c műr (G űr + 96) 0,06 G űr 0,9 0,06 G űr + 77,76 0,9 G űr 77,76 0,3 G űr G űr 338,09 h G lé G űr + 96 338,09 h + 96 h 63,09 h 3

8. Az egyenáramú kéttete bepárló gőzoldali máodik fokozatát az elő fokozat páragőzével fűtik. A fűtőgőz nyomáa P gőzi, bar, a gőzoldali elő fokozat (továbbiakban I. tet) páratéri nyomáa P párai 0,6 bar, a gőzoldali máodik fokozat (II. tet) páratéri nyomáa P páraii 0, bar. A G léi 5 t h, 0 C-o, c m léi 0,06 tömegtörtű híglevet az I. tetbe vezetik, innen a c műri 0,085 tömegtörtű anyag zelepen kereztül jut a II. tetbe. Az abzolút zárazanyag fajhője c pz,9 k K. A víz fajhője c p víz,8 k K. Mekkora a fajlago é öze gőzfogyaztá é a kéztermék koncentrációja? A gőz fizikai állandói az egye nyomáokon: p [bar] T fp [K] r [ k ], 375,5 5 0,6 359, 9 0, 39,0 39 Megoldá: Mérlegek felíráa: I. tet: Anyagmérleg: G léi G űri + G párai Komponenmérleg: G léi c mléi G űri c műri Hőmérleg: Φ I G léi c pléi (T fpi T léi ) + G párai r párai + Φ r, ill. Φ I G gőzi r gőzi. II. tet: Anyagmérleg: G űri G űrii + G páraii Komponenmérleg: G űri c műri G űrii c műrii Hőmérleg: Φ II G űri c pűri (T fpii T fpi ) + G páraii r páraii + Φ r, ill. Φ II G párai r párai. 3

I. tet komponenmérlegéből: G űri G lé I c mléi 5 t h 0,06 7,65 t c műri 0,085 h I. tet anyagmérlegéből: G párai G léi G űri 5 t h 7,65 t h 7,35 t h c pléi c mléi c pz + ( c mléi ) c pvíz 0,06,9, k K k k + ( 0,06),8 K K I. tet hőmérlegéből (a 0,6 bar nyomához tartozó T fp é r értékek felhaználáával): Φ I G léi c pléi (T fpi T léi ) + G párai r párai + Φ r 5 t h, k K (359, K 83,5 K) + 7,35 t k 9 + 0 66,8 k h Az öze gőzfogyaztá: G gőzi Φ I 66,8 k r gőzi 5 k 0,95 t h II. tet hőmérlegéből: Φ II G párai r párai 7,35 t h k 9 6860,9 k c pűri c műri c pz + ( c műri ) c pvíz 0,085,9,07 k K k k + ( 0,085),8 K II. tet hőmérlegéből (a 0, bar nyomához tartozó T fp é r értékek felhaználáával): G páraii Φ II G űri c pűri (T fpii T fpi ) Φ r r páraii 6860,9 k 7,65 t h,07 k (39,0 K 359, K) K 39 k 7,58 t h K 33

II. tet anyagmérlegéből: G űrii G űri G páraii 7,65 t h 7,58 t h 0,07 t h Kéztermék koncentrációja: II. tet komponenmérlegéből: c műrii G űr I c műri G űrii 7,65 Fajlago gőzfogyaztá: t h 0,085 0,07 t h 0,9 D G gőzi G párai + G páraii 0,95 t h gőz 7,35 t h + 7,58 t 0,73 pára. h A fajlago gőzfogyaztá D 0,73 gőz pára, vagyi víz elpárologtatáához 0,73 gőz zükége. Az öze gőzfogyaztá óránként 0,95 t. A kéztermék 0,9 tömegtörtű koncentrációval rendelkezik. 3

9. Az ellenáramú kéttete bepárló gőzoldali máodik fokozatát az elő fokozat páragőzével fűtik. A fűtőgőz nyomáa P gőzi, bar, a gőzoldali elő fokozat (továbbiakban I. tet) páratéri nyomáa P párai 0,6 bar, a gőzoldali máodik fokozat (II. tet) páratéri nyomáa P páraii 0, bar. A G léii 5 t h, 0 C-o, c m léii 0,06 tömegtörtű híglevet az II. tetbe vezetik, innen a c műrii 0,085 tömegtörtű anyag zelepen kereztül jut az I. tetbe. Az abzolút zárazanyag fajhője c pz,9 k K. A víz fajhője c p víz,8 k K. Mekkora a fajlago é öze gőzfogyaztá é a kéztermék koncentrációja? A gőz fizikai állandói az egye nyomáokon: p [bar] T fp [ C] r [ k ], 375,5 5 0,6 359, 9 0, 39,0 39 Megoldá: Mérlegek felíráa: I. tet: Anyagmérleg: G űrii G űri + G párai Komponenmérleg: G űrii c műrii G űri c műri Hőmérleg: Φ I G űrii c pűrii (T fpi T fpii ) + G párai r párai + Φ r, II. tet: ill. Φ I G gőzi r gőzi. Anyagmérleg: G léii G űrii + G páraii Komponenmérleg: G léii c mléii G űrii c műrii Hőmérleg: Φ II G léii c pléii (T fpii T léii ) + G páraii r páraii + Φ r, ill. Φ II G párai r párai. 35

II. tet komponenmérlegéből: G űrii G lé II c mléii 5 t h 0,06 7,65 t c műrii 0,085 h II. tet anyagmérlegéből: G páraii G léii G űrii 5 t h 7,65 t h 7,35 t h c pléii c mléii c pz + ( c mléii ) c pvíz 0,06,9, k K k k + ( 0,06),8 K K II. tet hőmérlegéből (a 0, bar nyomához tartozó T fp é r értékek felhaználáával): Φ II G léii c pléii (T fpii T léii ) + G páraii r páraii + Φ r 5 t h, k k K K (39,0 K 83,5 K) + 7,35 t h k 39 + 0 3798,38 k G párai kizámítáánál a 0,6 bar nyomához tartozó r értéket zükége felhaználni: G párai Φ II 3798,38 k r párai 9 k 0,37 t h I. tet anyagmérlegéből: G űri G űrii G párai 7,65 t h 0,37 t h 7,8 t h Kéztermék koncentrációja: I. tet komponenmérlegéből: c műri G űr II c műrii G űri 7,65 t h 0,085 7,8 t h 0,06 c pűrii c műrii c pz + ( c műrii ) c pvíz 0,085,9,07 k K k k + ( 0,085),8 K K 36

I. tet hőmérlegéből (a 0,6 bar nyomához tartozó T fp é r értékek felhaználáával): Φ I G űrii c pűrii (T fpi T fpii ) + G párai r párai + Φ r 7,65 t h,07 k K (359, K 39,0 K) + 0,37 t k 9 + 0 5,6 k h Öze gőzfogyaztá: G gőzi Φ I 5,6 k r gőzi 5 k 0,89 t h Fajlago gőzfogyaztá: D G gőzi G párai + G páraii 0,89 t h gőz 0,37 t h + 7,35 t 0,6 pára. h A fajlago gőzfogyaztá D 0,6 gőz pára, vagyi víz elpárologtatáához 0,6 gőz zükége. Az öze gőzfogyaztá óránként 0,89 t. A kéztermék 0,06 tömegtörtű koncentrációval rendelkezik. 37

30. NA0-e (,5,6 mm) l,38 m hozú, vízzinte acélcövekből (λ acél 9,5 ) álló m K kondenzátorban 7,7 C-o etil-alkohol gőzt kondenzáltatnak G víz 0 t C-o vízzel, h amely 38 C-o hőméréklettel távozik. Az alkohol kinematikai vizkozitáa ν alk 5, 7 m 0, hővezetéi tényezője λ alk 0,7, űrűége ρ m K alk 735 m 3, fajhője c p alk k,98, párolgáhője r K alk 879 k. Hány darab cőre van zükég, mennyi lez a keletkező alkohol kondenzátum, ill. mekkora lez az alkohololdali é a vízoldali cőfalhőméréklet? Cő adatai: Külő átmérő: d k,5 mm 0,05 m Falvatagág: δ cő,6 mm 0,006 m Belő átmérő: d b d k δ cő,5 mm,6 mm 39,3 mm 0,0393 m Cőhoz: l,38 m Az acél hővezetéi tényezője: λ acél 9,5 Kezdeti darabzám: n 0 00 Kezdeti cő felülete: A 0 n 0 d k π l 00 0,05 m π,38 m 9,95 m m K Kezdeti áramlái kereztmetzet: A K0 n 0 d b π 00 (0,0393 m) π 0,3 m Hőméréklet értékek: Víz belépő hőméréklete: T vízbe ( C + 73,5 C) K 95,5 K C Víz kilépő hőméréklete: T vízki (38 C + 73,5 C) K 3,5 K C Víz hőmérékletkülönbége: T víz T vízki T vízbe 3,5 K 95,5 K 6 K Vonatkoztatái hőméréklet: T hidegvon T vízvon T víz be +T vízki ami 30 C. Alkohol hőméréklete: T alk (7,7 C + 73,5 C) K 35,85 K C 95,5 K+3,5 K 303,5 K, Kezdeti falhőméréklet: T fal T hidegvon +T alk 303,5 K+35,85 K 3,5 K 38

Közepe logaritmiku hőméréklet kizámítáa: T T alk T vízbe 35,85 K 95,5 K 50,7 K T T alk T vízki 35,85 K 3,5 K 3,7 K T köz T T 50,7 K 3,7 K ln T,956 K 50,7 K T ln 3,7 K Alkohol adatai: 7 m Kinematikai vizkozitá: ν alk 5, 0 Hővezetéi tényező: λ alk 0,7 Sűrűég: ρ alk 735 m 3 Fajhő: c palk,98 k K 980 m K K Párolgáhő: r alk 879 k 879000 Víz adatai (6. feladathoz tartozó táblázatból interpolálandó a vonatkoztatái hőmérékletre, vagyi 30 C-ra): Fajhő: c pvíz c p 0 C +c p0 C Sűrűég: ρ víz ρ 0 C+ρ 0 C Hővezetéi tényező: λ víz λ 0 C+λ 0 C Dinamikai vizkozitá: η víz η 0 C+η 0 C,88 k K +,78 k K,80 998, m3+ 99, m 3 995, m 3 Köbö hőtágulái együttható: β víz β 0 C+β 0 C Tömegáram: G víz 0 t h 5,5556 Térfogatáram: q Vvíz G víz 5,5556 ρ víz 995, m 3 0,598 m K +0,68 m K k K 80, 0,63 m K,00 0 3 Pa +0,65 0 3 Pa 0,0056 m3 0,07 0 3 K +0,385 0 3 K K 0,87 0 3 Pa 0,96 0 3 K 39

Számolá: Φ G víz c pvíz T víz 5,5556 80, G alk I. iteráció: Φ 3756, 0,7 r alk 879000,58 t h α alk kizámítáa: Nu alk 0,7 (Ga Pr K 3 ) 0,5 Ga d k 3 m g (0,05 m)3 9,8 ν 3,3 alk (5, 0 7 m 09 ) Pr ν 7 m alk c palk ρ 5, 0 alk 980 K λ alk 0,7 m K T alk fal T alk T fal 35,85 K 3,5 K,35 K K 3 r alk c palk T alk fal 980 6 K 3756, K 735 m 3 879000 3,858 K,35 K 6,3 Nu alk 0,7 (Ga Pr K 3 ) 0,5 0,7 (3,3 0 9 6,3 3,858) 0,5 530,697 α alk Nu alk λ alk d k α víz kizámítáa: 530,697 0,7 0,05 m v q V víz 0,0056 m 3 A K0 0,3 m 0,06 m m K 073, m K Re d k v ρ víz 0,05 m 0,06 m 995, m 3 η víz 0,87 0 3 6,376 Pa Mivel 30 < Re 0000 Nu víz 0,008 Re 0,9 Pr 0,3 0

Pr c p víz η 80, víz λ víz K 0,87 0 3 Pa 5,639 0,63 Nu víz 0,008 Re 0,9 Pr 0,3 0,008 6,376 0,9 5,639 0,3 8,9957 α víz Nu víz λ víz d k m K 0,05 m 8,9957 0,63 6,675 m K Hőátbocátái tényező, falhőméréklet értékek é cő darabzámának meghatározáa: k + δ cő + α alk λ acél α víz 9,569 m K T alk fali T alk k T köz α alk 073, m K T fal vízi T hidegvon + k T 9,569 köz 303,5 K + α víz Φ k A I T köz A I A 0 n 0 A I n I Φ k T köz 0,006 m + + 9,5 6,675 m K 9,569 35,85 K m,956 K K 3,785 K 073, m K m,956 K K 6,675 3756, 38,365 m 9,569 m K,956 K m K n I A I 38,365 m n A 0 00 98,8 99 db 0 9,95 m A KI n I d b π II. iteráció: α alk kizámítáa: 99 (0,0393 m) π 0, m Nu alk 0,7 (Ga Pr K 3 ) 0,5 Ga d k 3 m g (0,05 m)3 9,8 ν 3,3 alk (5, 0 7 m 09 ) 30,65 K

Pr ν 7 m alk c palk ρ 5, 0 alk 980 K λ alk 0,7 m K 735 m 3 T alk fal T alk T alk fali 35,85 K 3,785 K,675 K K 3 r alk c palk T alk fal 980 879000 63, K,675 K 6,3 Nu alk 0,7 (Ga Pr K 3 ) 0,5 0,7 (3,3 0 9 6,3 63,) 0,5 775,337 α alk Nu alk λ alk d k α víz kizámítáa: 775,337 0,7 0,05 m v q V víz 0,0056 m 3 A KI 0, m 0,03 m m K 303,607 m K Re d k v ρ víz 0,05 m 0,03 m 995, m 3 η víz 0,87 0 3 38,38 Pa Mivel Re 30 Nu víz 0,7 Re 0, Pr 0, (Gr Pr) 0, Pr c p víz η 80, víz λ víz K 0,87 0 3 Pa 5,639 0,63 T fal víz T fal vízi T hidegvon 30,65 K 303,5 K 37,05 K Gr d k 3 ρ víz g η víz β víz T fal víz (0,05 m) 3 (995, m 3) 9,8 m (0,87 0 3 Pa ) 0,96 0 3 37,05 K,376 07 K Nu víz 0,7 Re 0, Pr 0, (Gr Pr) 0, 0,7 38,38 0, 5,639 0, (,376 0 7 5,639) 0, 6,736 α víz Nu víz λ víz d k m K 0,05 m 6,736 0,63 368,5 m K

Hőátbocátái tényező, falhőméréklet értékek é cő darabzámának meghatározáa: k α + δ cő + alk λ acél α víz 3,700 m K T alk falii T alk k T köz α alk 303,607 m K T fal vízii T hidegvon + k T 3,700 köz 303,5 K + α víz Φ k A II T köz A II A 0 n 0 A II n II Φ k T köz A KII n II d b π III. iteráció: α alk kizámítáa: 0,006 m + + 9,5 368,5 3 m K 3,700 35,85 K m,956 K K 3,3585 K 303,607 m K m,956 K K 368,5 3756, 7,877 m 3,700 m K,956 K m K n II A II 7,877 m n A 0 00,9 db 0 9,95 m (0,0393 m) π 0,73 m Nu alk 0,7 (Ga Pr K 3 ) 0,5 Ga d k 3 m g (0,05 m)3 9,8 ν 3,3 alk (5, 0 7 m 09 ) Pr ν 7 m alk c palk ρ 5, 0 alk 980 K λ alk 0,7 m K 735 m 3 T alk fal T alk T alk falii 35,85 K 3,3585 K,95 K K 3 r alk c palk T alk fal 980 879000 65,677 K,95 K 6,3 30,389 K Nu alk 0,7 (Ga Pr K 3 ) 0,5 0,7 (3,3 0 9 6,3 65,677) 0,5 78,975

α alk Nu alk λ alk d k α víz kizámítáa: 78,975 0,7 0,05 m v q V víz 0,0056 m 3 A KII 0,73 m 0,03 m m K 306,58 m K Re d k v ρ víz 0,05 m 0,03 m 995, m 3 η víz 0,87 0 3 735,76 Pa Mivel Re 30 Nu víz 0,7 Re 0, Pr 0, (Gr Pr) 0, Pr c p víz η 80, víz λ víz K 0,87 0 3 Pa 5,639 0,63 T fal víz T fal vízii T hidegvon 30,389 K 303,5 K 36,9889 K Gr d k 3 ρ víz g η víz β víz T fal víz (0,05 m) 3 (995, m 3) 9,8 m (0,87 0 3 Pa ) 0,96 0 3 36,9889 K,3706 07 K Nu víz 0,7 Re 0, Pr 0, (Gr Pr) 0, 0,7 735,76 0, 5,639 0, (,3706 0 7 5,639) 0, 8,5876 α víz Nu víz λ víz d k m K 0,05 m 8,5876 0,63 393,807 m K Hőátbocátái tényező, falhőméréklet értékek é cő darabzámának meghatározáa: k α + δ cő + alk λ acél α víz 3,606 m K T alk faliii T alk k T köz α alk 306,58 m K 0,006 m + + 9,5 393,807 3,606 35,85 K 306,58 m,956 K K m K m K 3,75 K

T fal víziii T hidegvon + k T 3,606 köz 303,5 K + α víz Φ k A III T köz A III A 0 n 0 A III n III Φ k T köz n III A III A 0 A KIII n III d b π Utoló, VII. iteráció: α alk kizámítáa: m,956 K K 393,807 3756, 5,6997 m 3,606 m K,956 K n 0 m K 5,6997 m 00 33,06 3 db 9,95 m 3 (0,0393 m) π 0,65 m Nu alk 0,7 (Ga Pr K 3 ) 0,5 Ga d k 3 m g (0,05 m)3 9,8 ν 3,3 alk (5, 0 7 m 09 ) Pr ν 7 m alk c palk ρ 5, 0 alk 980 K λ alk 0,7 m K 735 m 3 T alk fal T alk T alk falvi 35,85 K 30,9967 K,8533 K K 3 r alk c palk T alk fal 980 879000 60,7769 K,8533 K 6,3 339,8637 K Nu alk 0,7 (Ga Pr K 3 ) 0,5 0,7 (3,3 0 9 6,3 60,7769) 0,5 767,958 α alk Nu alk λ alk d k 767,958 0,7 0,05 m m K 300,8035 m K 5

α víz kizámítáa: v q V víz 0,0056 m 3 A KVI 0,63 m 0,036 m Re d k v ρ víz 0,05 m 0,036 m 995, m 3 η víz 0,87 0 3 85,95 Pa Mivel Re 30 Nu víz 0,7 Re 0, Pr 0, (Gr Pr) 0, Pr c p víz η 80, víz λ víz K 0,87 0 3 Pa 5,639 0,63 T fal víz T fal vízvi T hidegvon 339,767 K 303,5 K 36,5767 K Gr d k 3 ρ víz g η víz β víz T fal víz (0,05 m) 3 (995, m 3) 9,8 m (0,87 0 3 Pa ) 0,96 0 3 36,5767 K,355 07 K Nu víz 0,7 Re 0, Pr 0, (Gr Pr) 0, 0,7 85,95 0, 5,639 0, (,355 0 7 5,639) 0, 8,93 α víz Nu víz λ víz 8,93 0,63 m K 398,558 d k 0,05 m 6 m K Hőátbocátái tényező, falhőméréklet értékek é cő darabzámának meghatározáa: k α + δ cő + alk λ acél α víz 35,66 m K T alk falvii T alk k T köz α alk 300,8035 m K 0,006 m + + 9,5 398,558 m K 35,66 35,85 K m,956 K K 30,9955 K 300,8035 m K T fal vízvii T hidegvon + k T 35,66 köz 303,5 K + α víz m,956 K K 398,558 m K 339,755 K

Φ k A VII T köz A VII A 0 n 0 A VII n VII Φ k T köz n VII A VII A 0 A KVII n VII d b π 3756, 5,898 m 35,66 m K,956 K n 0 5,898 m 00 3,5 33 db 9,95 m 33 (0,0393 m) π 0,63 m Tehát 33 db cőre van zükégünk,,5 t a keletkező alkohol kondenzátum mennyiége, h ill. az alkohololdali cőfalhőméréklet 3,00 K (67,85 C), a vízoldali cőfalhőméréklet 339,73 K (66,58 C) lez. 7