Teorija Prvi i Drugi Dio

Teorija prvi i drugi dio Prvi dio 1. Definirati osnovnu jednacinu hidrostatike i pojasniti njene elemente Osnovna jednacina je Bernoulli-jeva jednacina koja glasi:

𝑝1 𝑣12 𝑝2 𝑣22 𝑕1 + + ≠ 𝑕2 + + + ∆𝑕𝑔 𝜌𝑔 2𝑔 𝜌𝑔 2𝑔

p- pritisak v- brzina

g- konstanta =9,81 h-visina izdignute tecnosti

ρ- gustina zadate tecnosti

2. Stacionarno isticanje tekucine, def jednacinu i opisati njene clanove Da se veličina pogonske sile tokom vremena ne mijanja naziva se stacionarno stanje. Brzina reakcije ostaje ne promijenjena jer se ne mijenja velicina pogonske sile

𝑑 ∙ 𝑄 𝐾 ∙ ∆𝐹 = 𝐴 ∙ 𝑑𝜏 𝑅

Q-proreagovana kolicina materije τ- vrijeme F- pogonska sila K-konstanta R- otpor A- povrsina 3. Definirati Ojlerov, Rejnoldsov i Frudov kriterijum Olejerov broj- baza prirodnog logaritma e=2,71828 Re kriterijum- odnos inercijalnih i viskoznih sila. Upotrebljava se u mehanici fluida i u aerodimanici. 𝜌𝑣 2

𝑅𝑒 =

𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑘𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠𝑘𝑎 = 𝑠𝑚𝑖𝑐𝑎𝑗𝑛𝑖 𝑛𝑎𝑝𝑜𝑛

𝐿 𝜇𝑉

=

𝑉𝑠 ∙ 𝐿 𝜈 𝑛𝑖

𝐿2 Frudov broj- bezdimenzionalni broj. Koristi se za klasifikaciju otpora predmeta koji se krece kroz vodu 𝑣

𝐹𝑟 = 𝑐

v- brzina

c- fazna brzina vodenog talasa

Drugi dio teorije 1. Mijesanje fluida? a) Direktno mijsanje hladnih i vrelih fluida sto dovodi do brzog zagrijavanja hladnih fluida i hladenja vrelih fluida. b) Mijesanje suspenzija; sprijecava se talozenje cvrste faze c) Mijesanje rastvorljive materije u tecnosti, pospjesuje se rastvaranje jer u granici cvrstog i tecnog stanja stizu uvijek nove kolicine otapala d) Mijesanje suspenzija uz uvođenja zraka u suspenziju postize se aeracija, tj. Homogena fina disperznost sve tri faze e) Mijesanje materija koje kemijski medusobno ne reagiraju, pospjesuje se reakcija jer je bolje prenosenje mase i veca je mogucnost kontaktiranja reaktanata Na snagu za mijesanje utjece: otpori medija u posudi, svojstva medija, broj okretaja, velicina mješala 2. Usitnjavanje materijala Prilikom usitanjavanja cvrsta materija ima se djelovanje sile/sila na odredenu povrsinu materijala , koja se usitnjava, pri cemu se svladavaju sile kristalne strukture te dolazi do njegovog pucanja i raspadanja na manje komade. Imajuci to u vidu, moze se reci da svaki materijal ima odredenu cvrstocu na pritisak koja se odreduje u trenutku nastajanja prvih pukotina na materijalu koji je izllozen djelovanju sile. Obicno se cvrstoca na pritisak, koja predstavlja kolicnik sile i povrsine, izrazava u tehnickim jedinicama. 3. Filtracija , objasniti fenomenologiju, i napisati matematske relacije Operacija pri kojoj se iz suspenzije separiraju cestice cvrste faze od tecne prolaskom kroz filtracioni medij. Tipovi filtracije su: filtracija kroz pogacu i filtacija kroz filtracioni medij. Pogonska sila je razlika pritisaka s obje strane filtera. 𝑉 2 + 2𝑉𝐶 = 𝑅τ gdje je V- volumen filtrata ( po 1m2 povrsine filtra), C-konst filtracije koja se odnosi na vođenje procesa i na fizikalno hemijska svojstva kolača i tekucine, τ-vrijeme filtracije. Srednja brzina filtracija je odnos ukupne količine filtrata i ukupnog vremena filtracije Vsr= Vf/τ ( m3/m2*s) Materijalni bilans u odnosu na ukupne tokove: 𝑚𝑠 = 𝑚𝑘 + 𝑚𝑓 , u odnosu na čvrstu materiju: 𝑚𝑠 ∗ 𝑥𝑠 = 𝑚𝑘 ∗ 𝑥𝑤

4. Klasiranje i separiranje pomocu medija Nakon procesa usitnjavanja cvrste materije se obicno podvrgavaju klasiranju po raspodjeli velicne zrna ma vise klasa krupnoce. Klasiranje u struji medija zasniva se na principu razlicitih brzina padanja cestica u mediju, odnosno na principu apsolutne mase cestice. Neka su u mediju ( voda, zrak, plinovi) izmijesane cestice razlicitih velicina. Ako one padaju u mediju tada ce brzina njihovog padanja zavisiti od mase cestice i osobina medija. Brze ce padati vece mase. Ako medij struji odredenom brzinom moguca su tri slucaja: 1. Cestice cija je brzina veca od brzine strujanja medija ce tonuti 2. Cestice cija je brzina manja od struje medija su iznesene vani 3. Cestice cija je brzina strujanja jednaka brzini struje bit ce istalozene odnosno iznesene vani Ako je medij voda proces se naziva hidroklasiranje odnosno hidroseparacija. Ako je medij zrak, prose se naziva aeroklasiranje odnsono aeroseparacija. ako se u posudi nalaze glina i pijeska, propuštajem vode kroz posudu glina isplivava na površinu i odnosi je voda, tako da ostaje čist pijesak-separacija. 5. Skicirati porozni sloj i navesti osnovne veličine koje ga karakterišu, Sta je porozni sloj od čega se izrađuje? H-visina punjenja, Ap povrsina punjenja, Asp volumen punjenja. Porozni sloj pruža određeni otpor pri prolazu fluida kroz njega. U skladu s tim u cilju proticanja fluida se mora saopštiti dodatna energija za vrijednost gubitaka energije nastalih u sloju. Moze biti izrađen od različitih materijala unutar kojih postoje kapilarne pore, keramički prstenovi, pločice, prizme, fina zrna pjeskovitih materijala. 6.Uspješnost miješanja se izražava pomoću dva pokazatelja: 1. homogenost materijala (vrijednost H0˂1 tj idealna izmiješanost) 2. djelotvornost miješanja( sto potpunija izmiješanost, sto brze otapanje i izmjena topline u sto kracem vremenu.

1.Tehnološka operacija predstavlja proučavanje fizičkih promjena materija kroz tehnološki proces. Proces je kolekcija procesnih jedinica koje su povezane procesnim i energetskim tokovima. 2. Bazna podjela tehnoloških operacija i njihove pripadajuće pogonske sile: -MEHANIČKE(hidromehaničke); potencijalna, kinetička, energija pritiska -TOPLINSKE(prijenos topline) -DIFUZIONE (prijenos mase) 3. prilikom strujanja fluida kroz cjevovod nastaju gubitci pritiska usljed poduznog trenja mjesnih otpora i predstavljeni su ljedecim relacija:

Hm.o=

𝑛 𝑖=1 𝜉𝑖

·

𝑣2 2𝑔

i

𝑙 𝑣2 λ· · 𝑑 2𝑔

4. prikazati da je Re kriterij bezdimenzionalna velicina i navesti razlicite vrste strujanja fluida

𝑚 𝑘𝑔

𝑘𝑔

𝑚

𝑚

𝑑∙𝑣∙𝜌 𝑚 ∙ 𝑠 ∙𝑚 3 𝑚 ∙𝑠 Re= = 𝑘𝑔 =𝑘𝑔 =∅ 𝜂 ∙𝑠 ∙𝑠 d=(m)= [L] v= m/s = [ L·𝜏 −1 ] ρ= kg/𝑚3 =[M·𝐿−3 ] 1. Re< 2320 (2100)- laminarno 2. 2320< Re < 10 000- prijelazno 𝐿∙ 𝐿∙𝜏 −1 ∙ 𝑀∙𝜏 −3 3. Re= =∅ [𝑀∙𝐿−1 ∙𝜏 −1 ]

5.jednadzba kontinuiteta za strujanje fluida u cjevovodu razlicitih dijametara Zakon o kontinuitetu protoka kroz cvjevovod razlicitih dijametara m1=m2 𝐴1 ∙ 𝑣1 ∙ 𝜌1 = 𝐴2 ∙ 𝑣2 ∙ 𝜌2 za cjevovod poprecnog presjeka imamo 𝑑12 ∙ 𝑣1 ∙ 𝜌1 = 𝑑22 ∙ 𝑣2 ∙ 𝜌2 6. Napisati Bernoulli-jevu jednadzbu za idealne i realne fluide i koja je razlika izmedu navedenih jednadzbi? Za realne fluide: 𝐸2 − ∆𝑕 𝑔𝑢𝑏 . = 𝐸1

𝑕2 +

𝜌2 𝜌𝑔

+

𝑣22

2𝑔

− ∆𝑕 𝑔𝑢𝑏. = 𝑕1 +

𝑃1 𝜌𝑔

+

𝑣12

2𝑔 𝑣12

odnosno:

𝑃1 𝑃2 𝑣22 𝐸1 + ∆𝑕 𝑔𝑢𝑏 . = 𝐸2 ∙ 𝑕1 + + + ∆𝑕 𝑔𝑢𝑏 . = 𝑕2 + + 𝜌𝑔 2𝑔 𝜌𝑔 2𝑔

Za idealne fluide :

𝑃

𝑣22

𝑃

𝑣2

Z+ 𝜌𝑔 + 2𝑔 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡. 𝑕 + 𝜌𝑔 + 2𝑔 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡. 7. Navedi podjelu aparata za transport i kompresiju plinovitih fluida sa aspekta odnosa pritiska. 𝑝2 a). ventilatori ( < 1,1) transport velikih kolicina plina 𝑝1 𝑝2 b.) gasne duhaljke ( 1,1< < 3.0 ) transport plina kroz cijevnu mrezu sa relativno velikim otporom 𝑝1 c.) kompresori (p2/p1