EKSAMENSOPPGAVE I FAG TKP 4105

Like dokumenter
EKSAMENSOPPGAVE I FAG TKP 4105

Oppgave. føden)? i tråd med

(b) Tegn xy-diagrammet og skisser Txy-diagrammet for propan-butan ved 1 atm.

KONTINUASJONSEKSAMEN I FAG TKP SEPARASJONSTEKNIKK

EKSAMENSOPPGAVE I FAG TKP 4105

Eksamensoppgave i TKP4105 Separasjonsteknologi

(a) Beregn mengde og sammensetninger av strømmene V (dampføde), D (topp-produkt) og B (bunnprodukt).

Eksamensoppgave i TKP4105 Separasjonsteknologi

Eksamensoppgave i TKP 4105 SEPARASJONSTEKNIKK

(a) Beregn alle strømmene i kolonnen (D, B, L, LM, etc. [mol/s].), se figuren L T L M L B V

EKSAMENSOPPGAVE I SØK 1002 INNFØRING I MIKROØKONOMISK ANALYSE

MID-TERM EXAM IN TEP4125 THERMODYNAMICS 2 Friday 28 March 2014 Time: 10:30 11:30

d) Tørketiden for hver batch ; dvs. tørketiden for I) konstant + II) fallende tørkerate:

UNIVERSITETET I OSLO

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Side 1 av 5 INSTITUTT FOR ENERGI- OG PROSESSTEKNIKK

Slope-Intercept Formula

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamen 15. august SOLUTIONS TO PROBLEMS 1 and 3. Oppgave / Oppgåve 1: Tørking av naturgass ved absorpsjon (35%) V T, y T L T, x T TEG solution

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

0:7 0:2 0:1 0:3 0:5 0:2 0:1 0:4 0:5 P = 0:56 0:28 0:16 0:38 0:39 0:23

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

EKSAMENSOPPGAVE I BI2014 MOLEKYLÆRBIOLOGI

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Neural Network. Sensors Sorter

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i emnet Mat131 - Differensiallikningar I Onsdag 25. mai 2016, kl.

HØGSKOLEN I NARVIK - SIVILINGENIØRUTDANNINGEN

Eksamensoppgave i SØK1000 Innføring i samfunnsøkonomi

The exam consists of 2 problems. Both must be answered. English

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

2003/05-001: Dynamics / Dynamikk

EKSAMENSOPPGAVER/ EXAM QUESTIONS: BI3010 Populasjonsgenetikk / Population Genetics

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamensoppgave i SANT2100 Etnografisk metode

Høgskoleni Østfold UTSATT EKSAMEN. Emnekode: Course: Mikroøkonomi med anvendelser ( 10 ECTS) SFB 10804

NO X -chemistry modeling for coal/biomass CFD

Eksamensoppgave i FIN3006 / FIN8606 Anvendt tidsserieøkonometri

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamen i TFY4230 STATISTISK FYSIKK Onsdag 21. desember, :00 19:00

TFY4170 Fysikk 2 Justin Wells

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

(a) Beregn alle strømmene i kolonnen (D, B, L, LM, etc. [mol/s].), se figuren L T L M L B V

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Oppgave 1a Definer følgende begreper: Nøkkel, supernøkkel og funksjonell avhengighet.

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

GEF2200 Atmosfærefysikk 2017

Eksamen ENG1002/1003 Engelsk fellesfag Elevar og privatistar/elever og privatister. Nynorsk/Bokmål

Eksamensoppgave i POL1003 Miljøpolitikk, energipolitikk og ressursforvaltning

EKSAMENSOPPGAVE I TTM4135 INFORMASJONSSIKKERHET

Utsatt eksamen ECON2915

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamensoppgave i GEOG Geografi i praksis - Tall, kart og bilder

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Trigonometric Substitution

5 E Lesson: Solving Monohybrid Punnett Squares with Coding

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamen i FY3466 KVANTEFELTTEORI II Tirsdag 20. mai :00 13:00

FYSMEK1110 Eksamensverksted 23. Mai :15-18:00 Oppgave 1 (maks. 45 minutt)

Eksamensoppgave i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N

Eksamensoppgave i GEOG1004 Geografi i praksis Tall, kart og bilder

Speed Racer Theme. Theme Music: Cartoon: Charles Schultz / Jef Mallett Peanuts / Frazz. September 9, 2011 Physics 131 Prof. E. F.

Løsning til deleksamen 2 i SEKY3322 Kybernetikk 3

Siste seminar: Foreslåtte oppgaver basert på ønsker.

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

EKSAMENSOPPGAVER I SV SØ 342: Makroøkonomisk analyse av utviklingsland. 2 av 3 oppgaver skal besvares

Oppgavesett kap. 6 (3 av..) GEF2200

Eksamensoppgave i SØK3006 Valuta, olje og makroøkonomisk politikk

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

a) Bestem den innkomne lufts prosentvise relative fuktighetsinnhold (H R )

Eksamensoppgave i SØK2008 Offentlig økonomi

EXAM TTM4128 SERVICE AND RESOURCE MANAGEMENT EKSAM I TTM4128 TJENESTE- OG RESSURSADMINISTRASJON

TKP 4105 SEPARASJONSTEKNIKK EKSAMEN DESEMBER Oppgave 1/Oppgåve 1: DIFFUSJON MEMBRAN DIALYSE 25% vekt

MID-TERM EXAM TDT4258 MICROCONTROLLER SYSTEM DESIGN. Wednesday 3 th Mars Time:

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Side 1 av 10 NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET (NTNU) - TRONDHEIM INSTITUTT FOR ENERGI OG PROSESSTEKNIKK

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamensoppgave i SANT1001 Sosial organisasjon og identitetsdannelse

HONSEL process monitoring

TKP 4105 Separasjonsteknikk (eksamen) 05. desember 2006

EKSAMENSOPPGAVE I SØK3004 VIDEREGÅENDE MATEMATISK ANALYSE ADVANCED MATHEMATICS

Fakultet for informasjonsteknologi, Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap AVSLUTTENDE EKSAMEN I. TDT42378 Programvaresikkerhet

Bokmål / Nynorsk / English NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK. Eksamen TFY4185 Måleteknikk

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

EKSAMEN I FAG TTT4110 Informasjons- og signalteori. Norsk tekst på oddetalls-sider. (English text on even numbered pages.)

EKSAMENSOPPGAVE I BI2034 Samfunnsøkologi EXAMINATION IN: BI Community ecology

melting ECMI Modelling week 2008 Modelling and simulation of ice/snow melting Sabrina Wandl - University of Linz Tuomo Mäki-Marttunen - Tampere UT

EKSAMENSOPPGAVE I BI3013 EKSPERIMENTELL CELLEBIOLOGI

Moving Objects. We need to move our objects in 3D space.

Mathematics 114Q Integration Practice Problems SOLUTIONS. = 1 8 (x2 +5x) 8 + C. [u = x 2 +5x] = 1 11 (3 x)11 + C. [u =3 x] = 2 (7x + 9)3/2

SCE1106 Control Theory

Eksamensoppgave i GEOG Menneske og sted I

Eksamensoppgave i TMA4265 Stokastiske prosesser

TEMA: Destillasjon. Løsningsforslag: Komponentbalanse (molar basis) for acetaldehyd: F X F = B X B + D Y D

Transkript:

EKSAMENSOPPGAVE I FAG TKP 4105 Faglig kontakt under eksamen: Sigurd Skogestad Tlf: 913 71669 (May-Britt Hägg Tlf: 930 80834) Eksamensdato: 08.12.11 Eksamenstid: 09:00 13:00 7,5 studiepoeng Tillatte hjelpemidler: Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt enkel kalkulator tillatt (kode D) Språkform: Antall sider bokmål/nynorsk/engelsk: 9 Antall sider vedlegg: 1 Millimeterpapir eller rutepapir nødvendig for oppgave 2 Sensurdato: Merk! Studentene må primært gjøre seg kjent med sensur ved å oppsøke sensuroppslagene. Evnt. telefoner om sensur må rettes til instituttet eller sensurtelefonene. Eksamenskontoret vil ikke kunne svare på slike telefoner.

Oppgave 2/ Oppgåve 2. Destillasjon av luft (20%) En føde med to komponenter (79 mol% N 2 og 21%O 2 ) skal separeres ved kontinuerlig destillasjon. (a) Beregn likevektsdata (y,x) ved 1 atm for separasjonen N 2 -O 2 for x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 og 1 gitt at relativ flyktighet α.= 3.5. (b) Hva er minimum antall teoretiske trinn som trenges for å få produkter med 99.99% N 2 (destillat, topp) og 99.5% O 2 (bunn)? (Kan bestemmes grafisk, men det er enklere å bruke Fenske-formelen N=lnS/lnα) (c) Hva er minimum refluks (L min /F) og tilhørende minimum oppkok (V min /F) når føden F er henholdsvis mettet væske og mettet damp? (Kan gjerne bestemmes grafisk) Gitt: Relativ flyktighet, α = (y L /x L ) / (y H /x H ) = y(1-x) / x(1-y), hvor y og x er molfraksjoner av lett komponent. Normalt kokepunkt er 77.4 K for N 2 og 90.2 K for O 2. Problem 2 English text. Distillation of air (20%) A feed with two components (79 mole% N 2 and 21% O 2 ) is to be separated by continuous distillation. (a) Compute equilibrium data (y,x) at 1 atm for N 2 -O 2 at x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1, given the relative volatility α.= 3.5. (b) Find the minimum number of theoretical stages to get products with 99.99% N 2 (distillate, top) and 99.5% O 2 (bottom)? (You may find this graphically, but it is simpler to use the Fenske formula N=lnS/lnα) (c) What is the minimum reflux (L min /F) and corresponding minimum boilup (V min /F) when the feed F is saturated liquid and saturated vapor, respectively? (You may find this graphically) Given: Relative volatility, α = (y L /x L ) / (y H /x H ) = y(1-x) / x(1-y), where y and x are the mole fractions of light component. The normal boiling point is 77.4 K for N 2 and 90.2 K for O 2.

Oppgave 3/ Oppgåve 3. Prosessregulering (15%) En tank med volum V benyttes for å midle ut variasjoner i strømmen q 1, se figur. Det er foreslått en proporsjonalregulator (P-regulator) med algoritmen q 2 = q 20 + K c (V-V 0 ) (a) Alternativt vurderes brukt en PI-regulator. Hva blir algoritmen med en PI-regulator? Hva er fordelen og evt. ulempen med en PI-regulator? (b) I resten oppgaven skal vi bruke P-regulatoren gitt over med følgende verdier V 0 = 1 m 3, q 20 = 0.1 m 3 /min, K c = 0.5 min -1 (i) Se på en stasjonær periode der q 1 =q 2 =0.2 m 3 /min; hva er V i denne perioden? I en annen stasjonær periode er q 1 =q 2 =0.3 m 3 /min; hva er V nå? (ii) Dynamiske prosessmodeller tar generelt utgangspunkt i en dynamisk balanseligning. Formuler balansen for masse i tanken og finn under hvilke betingelser den kan forenkles til dv/dt = q 1 q 2 (iii) Anta at q 1 ved t=0 plutselig øker fra 0.2 m 3 /min til 0.3 m 3 /min. Vis at uttrykket for q 2 (t) kan skrives q 2 (t) = 0.2 + 0.1 (1-e -t/τ ) [m 3 /min] Hva er verdien av tidskonstanten τ? Hva er q 2 ved t=0, t=1, t=2, t=5 og t= [min]? Tegn en figur som viser både q 1 (t) og q 2 (t). Problem 3 English text. Prosess control (15%) A tank with volume V is used to average out variations in the flow q 1, see the figure. It is proposed to use a proportional controller (P-controller) with the algorithm q 2 = q 20 + K c (V-V 0 )

(a) Alternatively, a PI controller may be used. What is the algorithm with a PI-controller? What is the advantage and possible disadvantage with a PI-controller? (b) In the rest of this problem, we use the P-controller described above with the following data: V 0 = 1 m 3, q 20 = 0.1 m 3 /min, K c = 0.5 min -1 (i) Consider a steady-state period where q 1 =q 2 =0.2 m 3 /min; what is V during this period? In another steady-state period q 1 =q 2 =0.3 m 3 /min; what is V now? (ii) Dynamic process models are generally based on dynamic balance equations. Formulate the mass balance for the tank and show under which conditions it may be simplified to dv/dt = q 1 q 2 (iii) Assume that q 1 at t=0 suddenly increases from 0.2 m 3 /min to 0.3 m 3 /min. Show that the expression for q 2 (t) becomes q 2 (t) = 0.2 + 0.1 (1-e -t/τ ) [m 3 /min] What is the value of the time constant τ? What is q 2 at t=0, t=1, t=2, t=5 and t= [min]? Make a plot of q 1 (t) and q 2 (t). Oppgave 4/ Oppgåve 4. Ekstraksjon (15%) Liquid-liquid equilibrium for the system A-C-S (wt%) (see larger diagram in Appendix)

Vi har gitt en føde F (250 kg/min) med komponentene A og C der vi ønsker å redusere mengden av A ved bruk av motstrøms ekstraksjon med ren komponent S. De ønskede produkter er R N (hovedprodukt) og E 1 (biprodukt), se figuren. (a) Tegn flytskjema for prosessen for tilfellet med tre trinn (N=3). (b) Bruk massebalanser til å fylle inn følgende tabell Komponent/Strøm F (føde) F S (føde) R N (produkt) E 1 (produkt) Totalt (kg/min) 250 Vektfraksjon A 0 0.025 Vektfraksjon C 0 Vektfraksjon S 1 (c) Bestem grafisk antall trinn (N) som trenges for å få de ønskede produkter R N og E 1 (bruk diagrammet i vedlegget). (d) Tegn flytskjema for ett-trinn ekstraksjon (N=1)og bestem mengde og sammensetning av produktene (R og E). Problem 4 English text. Extraction (15%) We have a given feed F (250 kg/min) with components A and C, and we want to reduce the amount of A using countercurrent extraction with pure component S. The desired products are R N (main product) og E 1 (side product), see the figure. (a) Make a flowsheet of the process for the case with three stages (N=3). (b) Use mass balances to complete the following table Component/Stream F (feed) F S (feed) R N (product) E 1 (product) Total (kg/min) 250 Weight fraction A 0 0.025 Weight fraction C 0 Weight fraction S 1 (c) Determine graphically the number of stages (N) required to get the desired products R N og E 1 (use the diagram given in the Appendix). (d) Make a flowsheet for one-stage extraction (N=1)og find the amount and composition of the products (R and E).

Vedlegg (Appendix)