Экспериментальные и расчётные величины

Исходная смесь
VF, л	TF, °С	xF, мол. доли	, масс. доли	nF, кмоль	mF, кг
9,2	112	43,39	18,2	0,236	10,13

Кубовый остаток
Tw, °С	xw, мол. доли	, масс. доли
124	23,22	8,07

Дистиллят (средний состав)
ρP, кг/м3		, мол. доли	, масс. доли	, мол. доли	, масс. доли
1003	1,3421	96,99	90,34	74,98	91,17

Обработка экспериментальных данных

(рассчитано с помощью пакета прикладных программ Matlab)

Масса исходной смеси:

m_F = V_F*ρ_F = 9,6*1101,45=10,13 кг

M=M_H2O*x+M_C2H6O2*(1-x)

M_F= 18*0,4339+62*(1-0,4339) = 42,908 кг/кмоль

M_w= 18*0,2332+62*(1-0,2332) = 51,78 кг/кмоль

M_P=18*0,9699+62*(1-0,9699) = 19,32 кг/кмоль

Количество исходной смеси:

n_F = = 0,236 кмоль

Мольное количество кубовой жидкости:

n_w= = 0.173 кмоль

Масса кубовой жидкости:

m_W = n_w*M_W = 0,173*51,78 = 8,958 кг

Средний мольный состав дистиллята:

= = 74,98

= = 96,99

Погрешность определения состава дистиллята:

Δ_%= = = 22,69 %

Определение количества теплоты Q_T, необходимой для разделения смеси вода-этиленгликоль на основании теплового баланса системы:

Значения удельных теплоёмкостей при известном содержании низкокипящего компонента в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке определяются по правилу аддитивности:

= 4,1829*0,182+2,521*(1-0,182) = 2,823

= 4,184*0,9034+2,534*(1-0,9034) = 4,025

= 4,1855*0,0807+2,549*(1-0,0807) = 2,682

Теплоёмкости воды и этиленгликоля находят при средних температурах , ,

Расчёт величин удельных энтальпий исходной смеси и кубового остатка:

= 2,823*112 = 316,176 кДж/кг

= 2,682*124 = 332,568 кДж/кг

,

где , – средняя температура дистиллята.

Значение удельной теплоты парообразования определяется по правилу аддитивности:

= 2090,73

= 4,025*118+2090,73 = 2565,68 кДж/кг

Удельные теплоты парообразования находят при средней температуре T_P = = 118 °C

= 10,13*316,176 = 3202,863 кДж

= 1,605*2565,68 = 4117,403 кДж

= 8,958*332,568 = 2979,144 кДж

3202.863+ = 4117,403+2979,144+0,07*

= 4186,757 кДж

= 293,073 кДж

Исходная смесь					Дистиллят
mF, кг	,	cF,	HF, кДж	mP, кг			HP, кДж
10,13	18,2	2,823	3202,863	1,605		90,34	4117,403

Кубовый остаток			Тепловые потери	Количество подведенной теплоты
mw, кг	,	Hw, кДж	Qпот, кДж	QT, кДж
8,958	8,07	2979,144	293,073	4186,757

Вывод: в ходе работы было проведено практическое ознакомление с устройством и принципом работы установки простой перегонки на примере разделения жидкой бинарной смеси вода-этиленгликоль; сравнение экспериментально полученных значений количества и качества (состава) дистиллята с величинами, рассчитанными теоретически(погрешность составила 22,69%); определение количества подведённой к системе теплоты, необходимой для разделения бинарной смеси, равного 4186,757 кДж.

Ответы на контрольные вопросы.