หัวข้อกรณีศึกษาปี 2012 ข้อที่ 24 และ 25 จะมาพูดคุยกันอีกครั้งในช่วงบ่าย
Thread Content
24. ดังรูป: ความแตกต่างของระดับน้ำในหอกลั่นกับจุดเข้าของเครื่องรีไบเรตเตอร์คือ H (เมตร) ส่วนความแตกต่างของระดับน้ำที่จุดเข้าของเครื่องรีไบเรตเตอร์กับระดับน้ำในหอกลั่นคือ 3 เมตร ความหนาแน่นของของเหลวที่จุดเข้าของเครื่องรีไบเรตเตอร์คือ ρL = 738 กิโลกรัม/เมตร³ ส่วนความหนาแน่นของของเหลวในเครื่องรีไบเรตเตอร์และท่อที่ใช้สำหรับการส่งของเหลวขึ้นมาคือ ρ = 18.38 กิโลกรัม/เมตร³ เมื่อ H = 4 เมตร ค่าความสูญเสียแรงดันสถิตรวมของเครื่องรีไบเรตเตอร์และท่อที่ใช้สำหรับการส่งของเหลวขึ้นมาจะเท่ากับค่าใด? A 50.7 B 0.72 C 29 D 1.26คำตอบ: △P = ρLgH = 738 × 9.81 × 4 = 28959 Pa ≈ 29 KPa
25. ตามเงื่อนไขในคำถามที่ 24 เมื่อแรงต้านทั้งหมดของระบบมีค่าเท่ากับ 40 kPa แล้ว ความสูงระหว่างระดับของของเหลวในหอกลั่นเมทานอลกับจุดเข้าของเครื่องรีบอยเลอร์จะมีค่าเท่าไร (ในหน่วยเมตร)? A 5.74 B 0.22 C 0.55 D 8.43
วิธีแก้: ρLgH’ – ρg(H+3) = ∑hf = 40×10³ จะได้ค่า H’ = 5.74 เมตร
คำถาม: คำถามข้อที่ 24 ถามถึงค่าการสูญเสียพลังงานจากความดันสุทธิรวมของเครื่องระเหยและท่อที่นำของเหลวขึ้นมา ควรใช้สูตรจากข้อที่ 25 ใช่ไหม? ส่วนความสูงในการติดตั้งเครื่องระเหยในข้อที่ 25 นั้น ควรใช้วิธีการคำนวณจากข้อที่ 24 เพื่อหาแรงผลักดันที่จะเอาชนะแรงต้านทั้งหมดในระบบ แต่เมื่อสลับวิธีการคำนวณกันแล้วก็ไม่มีคำตอบออกมาเลย กรุณาช่วยกันหาคำตอบด้วยครับ ；
กำหนดให้ความดันภายในหอถังเท่ากับ P0 และความดันที่ปากทางเข้าของเครื่องรีไบเรกเตอร์เท่ากับ P1 ดังนั้น ค่าการสูญเสียความดันสุทธิรวมของเครื่องรีไบเรกเตอร์และท่อที่นำของไหลขึ้นมาจะเท่ากับ △P = P1 – P0 ในระหว่างพื้นผิว 0-0 กับพื้นผิว 1-1 สามารถใช้สมการของเลอบรูนีได้ โดยมีค่า P0 + ρlgZ0 = P1 + ρlu²/2 + hf1 และ ρlu²/2 + ρghf1 ≈ 0 ดังนั้น ΔP = P1 – P0 = ρgH = 738 × 9.81 × 4 = 28959 Pa ≈ 29 KPa
ในทำนองเดียวกัน ระหว่างจุดออกของท่อที่มีการไหลขึ้นข้างบนกับจุดเข้าของเครื่องรีเบิร์นเนอร์ ก็สามารถใช้สมการของเลอบรูนีได้เช่นกัน โดยมีค่า P2 + ρggZ2 + ρgu²/2 + hf2 = P1 + gρu²/2 และ Z2 = H + 3hf2 ≈ ∑hf ดังนั้น P2 = P0 และ ΔP = P1 – P0 = ρgH เมื่อนำค่าต่างๆ มาแทนค่า จะได้ ρLgH’ – ρg(H + 3) = ∑hf = 40000 ซึ่งจะได้ค่า H’ = 5.74 เมตร
ในทำนองเดียวกัน ระหว่างจุดออกของท่อที่มีการไหลขึ้นข้างบนกับจุดเข้าของเครื่องรีเบิร์นเนอร์ ก็สามารถใช้สมการของเลอบรูนีได้เช่นกัน โดยมีค่า P2 + ρggZ2 + ρgu²/2 + hf2 = P1 + gρu²/2 และ Z2 = H + 3hf2 ≈ ∑hf ดังนั้น P2 = P0 และ ΔP = P1 – P0 = ρgH เมื่อนำค่าต่างๆ มาแทนค่า จะได้ ρLgH’ – ρg(H + 3) = ∑hf = 40000 ซึ่งจะได้ค่า H’ = 5.74 เมตร