+++КР ВСЕ
.pdfQпол = Qн + Qи ,
где Qн - теплота, затрачиваемая на нагревание раствора до температуры кипения, Вт
Qи - теплота, затрачиваемая на испарение растворителя.
Так как раствор подается при температуре кипения Qн =0, тогда
|
|
|
|
X |
н |
|
|
Q |
|
= Q = W R = G 1 − |
|
|
R , |
||
пол |
|
|
|||||
|
и |
вт н |
|
|
|
вт |
|
|
|
|
|
Xк |
|
||
где cн - удельная теплоемкость начального (разбавленного) раствора, Дж/(кг·К);
tн , tк - температура раствора на входе в аппарат и на выходе из аппарата соответственно, °С ;
r вт - удельная теплота конденсации вторичного пара, определяемая по давлению в сепараторе выпарного аппарата Р1, Дж/кг.
Выразим из полученного уравнения Gн:
Gн |
= |
|
Qпол |
|
|||
|
|
X |
н |
|
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Rвт |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Xк |
|
||
Расчет температур в различных точках выпарного аппарата:
Температура конденсации вторичного пара в барометрическом конденсаторе T0
определяется при P0 = 0.7атм .
T 0 = 89.3°С [1,таб.А12, стр.100]
Температура насыщенного вторичного пара в сепараторе выпарного аппарата составляет:
T1 = T 0 + T г.C. = 89.3 + 0.7 = 90°С
Давление вторичного пара в сепараторе выпарного аппарата определяется по температуре вторичного пара [1,таб.А11, стр.98]:
Р1 = 0,715атм.
Температура кипения раствора в сепараторе выпарного аппарата:
T к = T1 + T депр. = 90 + 4 = 94°С
Средняя температура кипения раствора в трубах греющей камеры выпарного аппарата:
T кип = T к + T г.ф = 94 + 3 = 97°С
Теплоемкость разбавленного раствора:
сн |
= 4190 (1 − X) = 4190 (1 − 0.04) = 3981 |
Дж |
, |
|
|||
|
|
кг К |
|
6
Теплота парообразования |
вторичного |
пара |
|
|
при давлении в сепараторе |
|||||||
P = 0.715атм [1,таб.А12, стр.100]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
= 2284.8 |
кДж |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
вт |
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Gн |
= |
|
|
3.06 106 |
|
|
= 2.46 |
кг |
|
|||
|
5 |
|
|
|
3 |
|
с |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
1 − |
|
2284.8 10 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из уравнения материального баланса выпарного аппарата по содержанию упариваемого вещества выразим расход упаренного раствора:
G |
|
X |
|
= G |
|
X |
|
G |
|
= |
Gн Xн |
= |
2,46 5 |
= 1.12 |
кг |
н |
н |
к |
к |
к |
|
|
с |
||||||||
|
|
|
|
|
|
Xк |
11 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Полезная разность температур (движущая сила выпаривания):
T пол = T г.п − T кип = 126,2 − 97 = 29,2°С
Поверхность теплопередачи греющей камеры выпарного аппарата:
Q
F =
K Tпол
где Q– полезная тепловая нагрузка выпарного аппарата, Вт;
К– коэффициент теплопередачи, Вт ;
м2 К
F – поверхность теплопередачи (цилиндрическая поверхность кипятильных труб греющей камеры выпарного аппарата, м2);
Tпол - полезная разность температур, К.
F = |
3.06 106 |
= 109.1м2 |
|
||
1000 29.2 |
|
|
Количество выпариваемого растворителя рассчитывается по уравнению:
|
|
|
|
|
|
|
хн |
|
|
|
|
|
5 |
кг |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2.46 1 − |
|
= 1.34 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
W = Gн 1 − |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
хк |
|
|
|
|
|
11 |
с |
||||||
Удельный расход греющего пара: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
D = |
Gг.п. |
= |
1.5 |
|
|
= 1.12 |
|
кг.г.п |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
кг.удал. раст − ля |
|||||||||||||
|
|
|
W |
1.34 |
|
|
|
|
||||||||||||
Ответ. F = 109.1м2 , Gн |
= 2.46 |
кг |
, Gк = 1.12 |
кг |
, D = 1.12 |
|
кг.г.п |
|||||||||||||
|
|
кг.удал. раст − ля |
||||||||||||||||||
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Список использованной литературы
1.Банных О.П. и др. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии.
Уч. пособие для студентов заочной формы обучения. – СПб, СПбГТИ(ТУ), 2009.
2.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии. Уч.пособие для ВУЗов. – 10-е изд. перераб. и
доп.-Л.: Химия, 1987.
8
