Industriell energihushållning
Provmoment:
Ladokkod:
Tentamen ges för:
7,5 högskolepoäng
En3
Namn:
(Ifylles av student)
Personnummer:
(Ifylles av student)
Tentamensdatum:
Tid: 9-13
2012-08-29
Hjälpmedel:
Alvarez. Formler och Tabeller
Räknare och linjal
50
Totalt antal poäng på tentamen:
För att få respektive betyg krävs:
0-19p U, 20-29p betyg 3, 30-39 p betyg 4, 40-50p betyg 5
Allmänna anvisningar:
Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller:
Viktigt! Glöm inte att skriva namn på alla blad du lämnar in.
Lycka till!
Ansvarig lärare:
Telefonnummer:
Robert Kjellstrand
033- 435 46 82
1.
Torkning
Torkning av sågspån sker med luft som förvärmts till 90°C enligt figuren nedan.
Luftförbrukningen är 50 ton torr luft/h. Avdunstad mängd fukt är 1,0 ton/h som avleds
med utgående luft. Torkningen sker vid atmosfärstryck.
a) Beräkna effektförbrukningen (kW) i förvärmaren (mättad ånga 4 bar). (2p)
b) Beräkna relativa fuktigheten i luften efter förvärmaren.
(2p)
c) Beräkna temperaturen i utgående luft. Gör lämpliga antaganden och redovisa dessa
tydligt
.
(3p)
d) Beräkna relativa fuktigheten i utgående luft.
(1p)
e) Beräkna flödet (m3 fuktig luft/h) av utgående fuktig luft
(2p)
2.
Destillation
Reppe AB tillverkar årligen 5000 ton 95%-ig etanol av höstvete Kosack med
Biostilmetoden. Fabriken har 7200 drifttimmar/år. Feeden till destillationstornet håller
30°C och består av 7%-ig etanol och resten vatten, bottenuttaget håller 99°C och har
0,1%-ig etanol och resten vatten och destillatet håller 78°C och består av 95%-ig
etanol och resten vatten. Ångbehovet i återkokaren är 6 kWh/kg producerad etanol. (%
angivelser i mass%).
a) Bestäm flödet (kg/h) av feed, bottenuttag och destillat då fabriken är i drift.
b) Bestäm medelbehovet av kylvatten (kg/h) då fabriken är i drift. Kylvattnet håller
6°C in och 12°C ut. Värmekapacitet för etanol är 3,6 kJ/kgºC.
(10p)
3.
Torkning kinetik
X0=1,5 kg/kg
t (min)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
๐๐ฅ
๐๐ท
ฬ = ๐๐ โ ๐ ฬ ๐๐ก
m (g)
250
230
210
190
170
150
140
135
132,5
๐๐
๐2∗๐
๐๐ โ ๐ ฬ = 100 ๐๐/๐2
Man vill torka fuktig överskottsbark från ett sulfatmassabruk och gör därför ett
torkningsförsök där torkgodset vägdes och redovisas i tabellen ovan. Fuktkvoten i
barken vid t=0 är X= 1,5 kg/kg.
a) Bestäm torkhastigheten ๐ฬ๐ท (kg/m2/s) under perioden med konstant torkhastighet.
(3p)
b) Bestäm knickpunkten (map X).
(1p)
c) Bestäm torktiden för att torka fuktigt bark från 40% torrhalt till 60% torrhalt. (6p)
4.
Befuktning/kondensering
Man vill förvärma fjärrvärme genom att utnyttja spillvärme från en pappersmassatork.
En skrubber installeras som kyler utgående luft (100°C) till 65°C och skrubbervattnet
värmeväxlas mot fjärrvärmenätet.
Ingående luft (200 ton/h) till torken förvärms till 90°C med mättad lågtrycksånga (4
bar) och lågtrycksånga värmer även torken. Avdunstningskapaciteten i torken är 70
ton/h.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Bestäm entalpiinnehållet (kJ/kg) i luften ut från torken
(1p)
Bestäm entalpiinnehållet (kJ/kg) i luften ut från skubbern
(1p)
Beräkna överförd effekt (kW) till fjärrvärmenätet
(1p)
Bestäm relativa fuktigheten i luften ut från torken
(1p)
Bestäm relativa fuktigheten i luften ut från skrubbern
(1p)
En befuktare installeras före förvärmaren och ingående luft (6ºC, φ=0,7) sprayas
motströms med tvättvatten (50°C,150 ton/h) som finns tillgängligt. Tvättvattnets
temperatur sänks till 30°C och luften ut från befuktaren är mättad på fukt. Bestäm
temperaturen på luften ut från befuktaren.
(3p)
g) Beräkna minskningen (%) av ångbehovet i förvärmaren
(2p)
5.
Indunstning
En indunstare skall koncentrera 5000 kg/h lutlösning med masshalten 5% och
temperaturen 20°C till halten 35% NaOH. Tillgänglig värmeånga har ett tryck på 2,7
bar och den är mättad. Indunstningen försiggår vid ett tryck på 0,25 bar.
Värmegenomgångskoefficienten ki är 2500 W/m2 K. Kondensatet lämnar
kondensatorn vid sin kondensationstemperatur. Beräkna ångförbrukningen och den
nödvändiga ytan i värmeväxlaren.(10p)
Entalpi-koncentrationsdiagram för NaOH i vatten
Düring-linjer för NaOH lösningar
