É 2047-06/1/F
1.
feladat
Összesen 16 pont
Laboratóriumi ülepítő készülékben mérést végzünk. Krétapor szuszpenziót ülepítünk, ahol a betáplálás 20 l/óra térfogatárammal történik, sűrűsége 1020 kg/m3 koncentrációja 1,2 tömegszázalék. Az iszap térfogatárama 5 l/óra, sűrűsége 1060 kg/m3, koncentrációja 3,2 tömegszázalék. A)
B)
C)
D)
Írja fel az anyagmérleget és a részleges anyagmérleget! Megoldás: Az anyagmérleg: m B m I m D A részleges anyagmérleg: m B wB m I wI m D wD Határozza meg a derítmény tömegáramát és koncentrációját! Megoldás: kg m B = 20·10–3·1020 = 20,4 h kg m I = 5·10–3·1060 = 5,3 h kg m D m B m I = 20,4 – 5,3 = 15,1 h w m wI m I 20,4 0,012 5,3 0,032 wD= B B = ≈ 0,005 15,1 m D Számolja ki a derítési hatásfokot! Megoldás: w 0,005 1 D 1 = 0,583 = 58,3% wB 0,012
2 pont 2 pont
2 pont
2 pont
2 pont
Rajzolja le a Dorr-féle ülepítő elvi ábráját, jelölje be és nevezze meg a fontosabb részeit és az anyagáramokat! zagy bevezetés
túlfolyó derített folyadék elvezetés köpeny gereblye iszap elvezetés
Helyes ábra: Anyagáramok helyes megnevezése:
É 1/6
3 pont 3 pont
É 2047-06/1/F
2.
feladat
Összesen 15 pont
Keverős berendezésben propeller keverővel végzünk anyagmozgatást a hő-, és koncentráció kiegyenlítés érdekében. A keverőelem átmérője d = 300 mm fordulatszáma n =180
1 min
A folyadék sűrűsége 1000 kg/m3, a dinamikai viszkozitása 10–3 Pa·s.
100 80 60 40 30 20
Keverési ellenállástényező - Re szám diagram
10 8 6 4 3 2 1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1
1
2 34 5 6 8 10 1
2 34 5 6 8 10 2
2 34 5 6 8 10 3
2 34 5 6 8 10 4
2 34 5 6 8 10 5
2 34 5 6 8 10 6
Re
A)
B)
C)
D)
Határozza meg a keverési Re-számot! Megoldás: d 2 n 0,3 2 3 10 3 A Re szám: = = 2,7·105 -3 10 A diagramból határozza meg a keverési ellenállás-tényezőt! Megoldás: A keverési ellenállás-tényező diagramból: = 0,35 Számolja ki a keverés teljesítmény szükségletét! Megoldás: P = ·d5·n3· =0,35·0,35·33·1000 ≈ 23 W Rajzoljon le egy tárcsás turbinakeverőt vonalas ábrával! Megoldás:
4 pont
3 pont
4 pont
A tárcsás turbinakeverő vonalas rajza:
4 pont
É 2/6
É 2047-06/1/F
3.
feladat A)
B)
C)
4.
Összesen 20 pont
Fejezze be a Krystal folyamatos kristályosító berendezés rajzát! Megoldás:
A Krystal folyamatos kristályosító berendezés helyes rajza: 10 pont Jelölje be az ábrán az anyagáramok irányait! Megoldás: Helyes anyagáram megnevezések és helyes irányok: 5 pont Nevezze meg a készülék főbb szerkezeti egységeit, a be- és elvezető csonkokat! Megoldás: Helyes szerkezeti egységek és csonkok megnevezése 5 pont
feladat
Összesen 11 pont
Ellenáramú csőköteges hőcserélő készülékben aromás oldószert melegítünk. A hőcserélőben óránként 5 m3 anyagot melegítünk 20 ºC-ról 80 ºC-ra. A készülék fűtéséhez 95 ºC-os ipari meleg vizet használunk, amely lehűl 40 ºC-ra. A készülék hőveszteségétől eltekintünk.
kJ . kg K kJ Az ipari meleg víz sűrűsége 983 kg/m3 fajhője 4,19 . kg K Az aromás oldószer sűrűsége 885 kg/m3, fajhője 1,85
A)
B)
C)
Határozza meg az oldószer tömegáramát! Megoldás: kg m o Vo o = 5·885 = 4425 h Számolja ki az oldószer által felvett hőmennyiséget! Megoldás: Q o = co·mo·(toki – tobe) kJ = 1,85·4425·(80 – 20) = 491 175 h Mekkora tömegű fűtővízre van szükség óránként?
É 3/6
2 pont
1 pont 4 pont
É 2047-06/1/F
Megoldás: A fűtővíz mennyisége: Q v = cv·mv·(tvki – tvbe) Q v 491 175 kg mv·= = = 2167,6 h c v (t vki t vbe ) 4,12 (95 40)
5.
feladat
4 pont
Összesen 18 pont
Az előző példa ellenáramú hőcserélő berendezését kell méretezni a felület és a csövek darabszáma alapján. A hőcserélő hőátbocsájtási tényezője 1850
W . m2 K
A hőcserélő készülékbe 30 mm átmérőjű és 4 m hosszúságú csöveket építettek be. Rajzolja meg a hőcserélő hőfokváltozási diagramját! A)
Számolja ki a közepes hőmérsékletkülönbséget! Megoldás: t
oC
95 80
40 20
B)
A, l
4 pont
Határozza meg a hőcserélő felületét! Megoldás: A közepes hőmérséklet különbség: t log
A hőcserélő felülete:
t n t k 20 15 = 17,4 ºC 4 pont t n 20 ln ln 15 t k
Q k A t log
kJ 491175 Q h = 4,24 m2 A= = k t log 1850 17,4 3,6 C)
Határozza meg a hőcserélő csöveinek számát! Megoldás: A = d··l·n 4,24 A n= = = 11,3 db d l 0,03 3,14 4 A csövek száma 12 db.
É 4/6
5 pont
5 pont
É 2047-06/1/F
6.
feladat
Összesen 11 pont
Egy egyhengeres, egyszeres működésű dugattyús szivattyú lökethossza 50 mm, a henger átmérője 45 mm. Hajtómotorjának fordulatszáma percenként 1440 fordulat, teljesítménye 2000 W. A)
B)
7.
Számítsa ki a szivattyú által szállított folyadék térfogatáramát! Megoldás: A térfogatáram: d 2 0,045 2 1440 m3 V sn 0,05 0,00191 4 4 60 s 3 Számítsa ki, mennyi idő alatt tölti meg a 3 m -es tartályt a szivattyú! Megoldás: A szállított víz térfogata: V V t V 3 t = 1570 s 26 perc V 0,00191
3 pont
2 pont
C)
Határozza meg a szivattyú manometrikus szállítómagasságát, ha a szivattyú összhatásfoka 70%. A szállított víz sűrűsége = 1000 kg/m3. Megoldás: V g H A teljesítményszükséglet: P ; P 2000 0,7 J Aszállítómagasság: H = 74,72 4 pont N V g 0,00191 1000 9,81
D)
Számítsa ki milyen nyomáskülönbség mérhető a szivattyú szívó és nyomócsonkja között! Megoldás: A nyomáskülönbség: Δp = H··g = 74,72·1000·9,81 = 7,33·105 Pa = 7,33 bar2 pont
feladat A)
Összesen 9 pont
Rajzolja be az arányos (P) tag kimenőjelét az alábbi átmeneti függvényen! Megoldás: 1 t A t
B)
C)
2 pont
Definiálja az átmeneti függvényt a mondat befejezésével! Megoldás: Az egységugrás bemenőjelhez tartozó kimenőjel ábrázolása az idő függvényében.
Párosítsa az alábbi átmeneti függvények diagramját és a nevét!
É 5/6
3 pont
É 2047-06/1/F
Írja a megfelelő átmeneti függvény számát a megnevezések utáni kipontozott helyére!
x 1 1
x 1 2
t y
t y
t
t
x 1 3
x 1 4
t y
t y
t
t
Megoldás: A differenciáló tag átmeneti függvényének száma:
Az integráló tag átmeneti függvényének száma:
Az egy-tárolós tag átmeneti függvényének száma:
Az arányos és integráló tag átmeneti függvényének száma:
Minden helyes válasz 1-1 pont, összesen:
É 6/6
4 pont
