Zbirka rijesenih zadataka - PBF - Sveučilište u Zagrebu
Zbirka rijesenih zadataka - PBF - Sveučilište u Zagrebu Zbirka rijesenih zadataka - PBF - Sveučilište u Zagrebu
Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i automatizacija 2007/2008 24 Zadatak 10. Brzina sušenja prehrambenog proizvoda ispituje se mjerenjem vlažnosti ulaznog i izlaznog zraka u laboratorijskoj protočnoj sušari s povratnim tokom. Vlažni materijal mase 10 kg nalazi se u obliku poroznog sloja u cijevi kroz koju protjeće zrak. U ulaznoj i izlaznoj struji zraka mjeri se relativna vlažnost, volumni protok i temperatura. Tlak zraka na ulazu u sušaru je približno jednak tlaku na izlazu iz sušare i iznosi p = 1 bar. ulazni tok zraka izlazni tok zraka toplina y ul q ul T ul y iz q iz T iz vlažni proizvod 1a(5) Izmjerene su sljedeće vrijednosti: y ul = 15 %, q ul = 7,2 m 3 h -1 , t ul = 25 0 C, y iz = 80 %, q iz = 9,6 m 3 h -1 , t iz = 60 0 C. Odredite masu isparene vode tijekom 1 h sušenja. 1b(5) Izračunajte specifičnu brzinu r sušenja materija. Napomena: specifična brzina sušenja je masa isparene vode (m H20 ) po jedinici mase proizvoda (m S) i jedinici vremena (t), [r]=kg kg -1 h -1 1c(15)Odredite maksimalnu relativnu pogrešku odreñivanja specifične brzine sušenja ako je maksimalna pogreška mjerenja vlažnosti 1%! Rješenje AD a) Masu isparene vode odredimo iz bilance kao razliku izlaznog i ulaznog toka vodene pare. Tlakove vodene pare odredimo iz izmjerene relativne vlažnosti primjenom Antoinove korelacije: B log PH O ( Pa) = A − Ulazni tok: t ul = 25 0 C 10 2 0 A = 10,23255 B =1750,286 C = 235 A− B C + T( C) C+ 25 pH O = 10 = 3167Pa 2 Budući da je relativna vlažnost zraka 15% tada je vlažnost zraka u ulaznoj struji p H O = 0,15 ⋅ 3167 475 Pa 2 =
Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i automatizacija 2007/2008 25 Maseni ulazni tok vode je odreñen volumnim protokom i općom plinskom jednadžbom: q ⋅ q H 2O v qH 2O = qv ⋅γ H 2O = ⋅ M H 2O R ⋅Tul −3 H 2 O ⋅18 ⋅10 = 0, 0248 ( 273 + 25) p 475 ⋅ 7,2 − = kg H 2O h 8,314 ⋅ Isti proračun ponovimo za izlaznu struju iz sušare: A− B C+ 60 pH O = 10 19 924Pa 2 = Relativna vlažnost izlazne struje je 80% tako da je tlak vodene pare: 1 p H O = 0,8 ⋅19924 15939 2 = Pa Izlazni tok vode iz sušare je: q 15939 ⋅ 9,6 − = kg H 2O h 8,314 ⋅ −3 H 2 O ⋅18 ⋅10 = 0, 994 ( 273 + 60) Razlika je masa isparene vode tijekom 1 sata sušenja 1 ∆q H 2 O = 0,994 − 0,0248 = 0, 969 kg H O h 2 −1 AD b) Specifična brzina sušenja r je masa isparene vode u jednom satu po masi materijala r sušenja −1 0,969 kg H 2O h −1 = = 0,097 h 10kg AD c) Za analizu pogreške specifične brzine sušenja prvo odredimo pogreške ulaznih i izlaznih masenih tokova vode: za ulazni tok: −1 ∆q H 2 O = 0,01⋅ 0,0248 = 0, 000248kg H 2O h za izlazni tok: −1 ∆q H 2 O = 0,01⋅ 0,994 = 0, 00994kg H 2O h Ukupna maksimalna pogreška je zbroj: 0,00994+0,000248=0,010 kg H 2 O h -1 maksimalna pogreška specifične brzine sušenja je 0,001 h -1 , odnosno 1,03 %.
- Page 1 and 2: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 3 and 4: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 5 and 6: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 7 and 8: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 9 and 10: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 11 and 12: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 13 and 14: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 15 and 16: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 17 and 18: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 19 and 20: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 21 and 22: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 23: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 27 and 28: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 29 and 30: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 31 and 32: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 33 and 34: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 35 and 36: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 37 and 38: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 39 and 40: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 41 and 42: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 43 and 44: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 45 and 46: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 47 and 48: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 49 and 50: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 51 and 52: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 53 and 54: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
- Page 55: Ž. Kurtanjek: PBF Mjerenja i autom
Ž. Kurtanjek: <strong>PBF</strong> Mjerenja i automatizacija 2007/2008 25<br />
Maseni ulazni tok vode je odreñen volumnim protokom i općom plinskom<br />
jednadžbom:<br />
q<br />
⋅ q<br />
H 2O<br />
v<br />
qH<br />
2O<br />
= qv<br />
⋅γ<br />
H 2O<br />
= ⋅ M<br />
H 2O<br />
R ⋅Tul<br />
−3<br />
H 2 O<br />
⋅18<br />
⋅10<br />
= 0, 0248<br />
( 273 + 25)<br />
p<br />
475 ⋅ 7,2<br />
−<br />
= kg H<br />
2O<br />
h<br />
8,314 ⋅<br />
Isti proračun ponovimo za izlaznu struju iz sušare:<br />
A−<br />
B<br />
C+<br />
60<br />
pH O<br />
= 10 19 924Pa<br />
2<br />
=<br />
Relativna vlažnost izlazne struje je 80% tako da je tlak vodene pare:<br />
1<br />
p H O<br />
= 0,8 ⋅19924<br />
15939<br />
2<br />
=<br />
Pa<br />
Izlazni tok vode iz sušare je:<br />
q<br />
15939 ⋅ 9,6<br />
−<br />
= kg H<br />
2O<br />
h<br />
8,314 ⋅<br />
−3<br />
H 2 O<br />
⋅18<br />
⋅10<br />
= 0, 994<br />
( 273 + 60)<br />
Razlika je masa isparene vode tijekom 1 sata sušenja<br />
1<br />
∆q<br />
H<br />
2 O<br />
= 0,994 − 0,0248 = 0, 969<br />
kg H O h<br />
2<br />
−1<br />
AD b)<br />
Specifična brzina sušenja r je masa isparene vode u jednom satu po masi materijala<br />
r sušenja<br />
−1<br />
0,969<br />
kg H<br />
2O h<br />
−1<br />
= = 0,097 h<br />
10kg<br />
AD c)<br />
Za analizu pogreške specifične brzine sušenja prvo odredimo pogreške ulaznih i<br />
izlaznih masenih tokova vode:<br />
za ulazni tok:<br />
−1<br />
∆q<br />
H 2 O<br />
= 0,01⋅<br />
0,0248 = 0, 000248kg H<br />
2O<br />
h<br />
za izlazni tok:<br />
−1<br />
∆q<br />
H 2 O<br />
= 0,01⋅<br />
0,994 = 0, 00994kg H<br />
2O<br />
h<br />
Ukupna maksimalna pogreška je zbroj: 0,00994+0,000248=0,010 kg H 2 O h -1<br />
maksimalna pogreška specifične brzine sušenja je 0,001 h -1 , odnosno 1,03 %.