Soalan keenam pada waktu pagi, tahun 2013
Thread Content
6. Sebuah kilang menggunakan bahan penyerap kelembapan yang diperbuat daripada N2. N2 akan dimasukkan terlebih dahulu ke dalam alat pemanas, sebelum dihantar ke alat pengeringan. Alat pemanas tersebut dipanaskan menggunakan wap air yang telah jenuh, manakala air yang terkondensasi akan dikeluarkan sebagai air jenuh. Bahan penyerap yang perlu dikeringkan mengandungi 15% air (berat). Keperluannya ialah bahan penyerap setelah dikeringkan tidak boleh mengandungi lebih daripada 3% air (berat). Selepas proses pengeringan, setiap kilogram N2 yang dihasilkan akan mengandungi 0.25 kg air. Jika kerugian haba tidak diambil kira, berapakah jumlah minimum wap pemanas yang diperlukan (dalam kg) untuk mengeringkan 3 tan bahan penyerap tersebut? (Diketahui: Nilai entalpi bagi N2 semasa memasuki dan keluar daripada preheater masing-masing ialah 50 kJ/kg dan 120 kJ/kg.) ； Tenaga terpendam untuk pemanasan wap ialah 1915 kJ/kg. Pilihan yang betul ialah: (A) 21.54, (B) 45.34, (C) 54.26, (D) 74.14. Adakah terdapat banyak syarat yang perlu diambil kira dalam soalan ini? Tak boleh kira! Saya rasa terdapat kekurangan kelembapan pada pintu masuk pengering, iaitu H1.
Soalan ini merupakan soalan asas berkaitan keseimbangan bahan dan tenaga! Tiada kekurangan maklumat yang diperlukan! Cara untuk menyelesaikannya adalah seperti berikut: X1 = 0.15 / (1 – 0.15) = 0.17647; X2 = 0.03 / (1 – 0.03) = 0.0309. Jumlah bahan kering yang terdapat dalamnya ialah: G = 3000 * (1 – 0.15) = 2550 kg. Oleh itu, jumlah air yang perlu dibuang setelah proses pengeringan ialah: W = G * (X1 – X2) = 2550 * (0.17647 – 0.0309) = 371.20 kg. Jumlah nitrogen yang diperlukan pula ialah: L = W / 0.25 = 1484.8 kg. Jumlah wap yang diperlukan pula ialah: V = L * (H2 – H1) / Hv = 1484.8 * 70 / 1915 = 54.27 kg. Jawapannya ialah (C). Berusahalah dengan gigih! Pemikiran yang betul itulah yang paling penting!
Oleh kerana yang dicari ialah jumlah wap pemanas yang minimum, maka dianggap bahawa H1=0. Dengan cara ini, penggunaan wap dapat diminimumkan
Dalam soalan tersebut, gas yang dikeluarkan setelah proses pengeringan mengandungi 0.25 kg air untuk setiap kilogram N2. Adakah angka ini merujuk kepada kandungan berdasarkan bahan kering atau bahan basah?
Adakah soalan ini memerlukan kita untuk mengabaikan perubahan entalpi pada bahan penyerap dan air?