Tehnološke operacije - vežbe 1

Vežba 9 - Pretvaranje jedinica i toplotni bilans Zadatak 1 Specifična toplota vode je 1 kcal/kg·0 C. Izraziti je u: a) J/g·K; b) BTU/lb·0 F. Rešenje: a) b) Zadatak 2 Toplotni fluks iznosi 17 kW. Izraziti ga u kcal/h. Rešenje: Zadatak 3 Tačka topljenja benzola je 5,50 C, a tačka ključanja 80,10 C. Izraziti ih u 0 F. Kolika je temperaturna razlika: tk-tt u 0 F? Rešenje: a) b) Zadatak 4 Termička provodljivost nekog materijala je: λ=75 kcal/m·h.0 C. Izraziti je u SI-jedinicama. Rešenje:

KgJ

KkgJ

KkgkJ

Ckgkcal

⋅⋅=

⋅=

⋅184,44184184,41 0

FlbBTU

FC

lbkg

kcalkJ

kJBTU

Ckgkcal

00

0

0 18,1

14536,01868,4055,1111

⋅=⋅⋅⋅⋅=

⋅

hkcal

hs

kJkcal

skJkWQ 146173600

1869,411717 =⋅⋅==τ

FCt

FCt

k

t

00

00

18,176321,80591,80

9,41325,5595,5

=+==

=+==

FCFCCCt 0

0

0000 28,1348,16,745,51,80 =⋅=−=∆

mKW

KC

sh

kcalJ

Cmhkcal 225,87

360018,418675

0

0 =⋅⋅==λ

Tehnološke operacije - vežbe 2

Zadatak 5 Telo, mase m=10 kg, temperature 750 C, uroni se u 20 l vode, temperature 220 C. Posle dostizanja toplotne ravnoteže temperatura sistema je tk=320 C. Koliki je toplotni kapacitet tela, a kolika njegova masena količina toplote? Smatrati da je sistem toplotno izolovan od okoline. Rešenje: Toplotni bilans: Rešavamo ga po ctela: Toplotni kapacitet tela: Zadatak 6 U ručnom frižideru je smešteno 10 kg leda od 00 C. Ako je protok toplote iz okoline u frižider, Qτ=0,5 kW, koliko će vremena biti potrebno da se temperatura u frižideru popne na 100 C? Latentna toplota topljenja leda je Lleda=334,4 kJ/kg. Specifična toplota vode je cvode=4,18 kJ/kg·0 C. Rešenje: Vreme procesa: Toplota koja prodire u frižider otapa led i nastalu vodu zagreva do tk: Zadatak 7 Na 100 kg mesnog testa, sadržaja vode 62% i temperature 320 C, doda se 2,4 kg usitnjenog leda. Kolika će temperatura mešavine biti pri uspostavljanju toplotne ravnoteže? Koliki će biti % vode u mešavini? Latentna toplota topljenja leda je Lleda=334,4 kJ/kg, a specifična toplota vode je cvode=4,18 kJ/kg·0 C. a) Specifična toplota mesnog testa:

( ) ( )vodeXvodevodeXtelatelatela ttcmttcm −=−

CkgkJ

ttttc

mmc

Xtela

vodeXtela

tela

vodetela 0946,1

32752232184,4

1020

=−−

⋅⋅=−−

=

CkJcmC telatelatela 046,19946,110 =⋅=⋅=

ττ τ

τ QQQQIz == :dobijamo

( )

s 24min 5h 2s 7524 5,0

)010(18,4104,33410

==

=−⋅⋅+⋅

=−⋅⋅+⋅

=τ

τQ

ttcmLm LkvodeLLL

CkgkJXct 0912,28368,0

100623472,38368,0

1003472,3 =+⋅=+⋅=

Tehnološke operacije - vežbe 3

Zatim se iz toplotnog bilansa: dobija konačna temperatura mešavine: b) Krajnji sadržaj vode se dobija iz bilansa ukupne mase i bilansa vode Zadatak 8 U hladnjaču se unese 100 junećih polutki, svaka mase od 150 kg. Ako je sadržaj vode u njima 67%, koliko će vremena biti potrebno da se one ohlade od polazne temperature 370 C do temperature hladnjače 40 C ako je snaga rashladnog uređaja komore 105 kJ/h? Rešenje: Vreme procesa: Specifična toplota mesa polutki: Izračunavanje vremena procesa: Zadatak 9 Ako je specifična toplota vode cvode=4,184 kJ/kg·0 C, a specifična toplota peska, cpeska=1,923 kJ/kg·0 C, kolika je specifična toplota vlažnog peska u kome ima 30% vode? Rešenje: Specifična toplota mokrog peska se dobija po pravilu aditivnosti:

( ) ( )XtttLXvodeLLL ttcmttcmLm −⋅⋅=−⋅⋅+⋅

C

cmcmLmtcmtcmt

ttvodeL

LLLvodeLtttk

0 27,28912,210018,44,2

4,3344,2018,44,232912,2100 =⋅+⋅

⋅−⋅⋅+⋅⋅=

=+

−+=

%89,621004,1024,64100

4,644,210010062

100

4,1024,2100

==⋅=

=+=+⋅=

=+=+=

ukupno

vodek

Ltvode

Ltukupno

MMX

kgmmXM

kgmmM

Iz Q QQ

Q dobijamo: τττ

τ= =

CkgkJc 0079,38368,0

100673472,3

⋅=+⋅=

( ) ( )

s 28min 14h 15s 54868 3600/10

437079,31501005

==

=−⋅⋅⋅

=−⋅⋅⋅

=τ

τQ

ttcmn kp

CkgkJcXc ii

06013,2923,1100

30100184,410030

100 ⋅=

−+=

⋅=∑