Скачиваний:
0
Добавлен:
25.11.2025
Размер:
379.01 Кб
Скачать

Qпол = 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;

Ккоэффициент 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

Соседние файлы в предмете Процессы и аппараты химической технологии