Калишук. ПиАХТP(оранжевый задачник)

3)диаметр колонны, округлив его значение до 0,2 м (с запасом);

4)температуру кипения исходной смеси.

Выполнить x−y и t−x−y-диаграммы.

При расчетах диаметра колонны параметры паровой и жидкой фаз принять для средних их составов в целом для колонны.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.120, по предпоследней цифре – из табл. 6.121.

Таблица 6.120

Задача 61

В тарельчатую колонну атмосферной ректификационной установки непре- рывного действия (рис. 6.57) подается бинарная смесь, которая содержит xF низко- кипящего компонента (НК). Молярная доля НК в кубовом остатке xW , в дистилля- те – xD. В результате разделения получают GD дистиллята. Колонна работает при флегмовом числе R =1,3Rmin +0,3, где Rmin – минимальное флегмовое число. Рас- стояние между ее тарелками hт. Одной теоретической ступени взаимодействия фаз в среднем по колонне соответствует А действительных тарелок. Испаритель установки потребляет на β больше тепла, чем его выделяется при конденсации паров флегмы и дистиллята в дефлегматоре.

Определить:

1)производительность колонны (килограмм в час) по исходной смеси;

2)высоту тарельчатой части колонны;

3)объемный расход паров флегмы и дистиллята на выходе из колонны;

4)тепловую мощность испарителя установки.

291

Рис. 6.57. Схема непрерывно действующей ректификационной установки для разделения бинарной смеси:

1 – колонна; 2 – испаритель; 3 – дефлегматор; 4 – делитель флегмы

Выполнить x−y и t−x−y-диаграммы.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.122, по предпоследней цифре – из табл. 6.123.

Таблица 6.122

Таблица 6.123

Задача 62

В атмосферной ректификационной установке непрерывного действия (рис. 6.58) подвергается разделению бинарная смесь, расход которой равен GF .

Рис. 6.58. Схема непрерывно действующей ректификационной установки для разделения бинарной смеси:

1 – колонна; 2 – испаритель; 3 – дефлегматор; 4 – делитель флегмы

293

В исходной смеси содержится xF низкокипящего компонента, в кубовом ос- татке – xW , в дистилляте – xD. Колонна установки работает при флегмовом чис- ле R = 1,3Rmin + 0,3, где Rmin – минимальное флегмовое число. Межтарельчатое расстояние в колонне 0,4 м. Средняя эффективность тарелок η. Средняя массо- вая скорость паров в колонне W. В дефлегматоре установки охлаждающая вода нагревается от 23 до 35°C.

Определить:

1)производительность установки по продуктам разделения (килограмм в час);

2)высоту тарельчатой части колонны;

3)диаметр колонны, округлив его в большую сторону с точностью 0,1 м;

4)объемный расход воды, подаваемой в дефлегматор.

Выполнить x−y и t−x−y-диаграммы.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.124, по предпоследней цифре – из табл. 6.125.

Таблица 6.124

Задача 63

Бинарная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента (НК), посту- пает на разделение в атмосферную ректификационную колонну непрерывного действия (рис. 6.59). Колонна работает при коэффициенте избытка флегмы β. Дистиллят, получаемый в результате разделения, содержит xD НК, а кубовый остаток – xW . Высота единицы переноса по паровой фазе в колонне составляет h0y , по жидкой – h0x .

294

Определить:

1)высоту слоя насадки в укрепляющей части колонны;

2)количество кубового остатка, получаемого из 1 кг исходной смеси;

3)температуры кипения кубового остатка и конденсации паров дистиллята. Выполнить x−y и t−x−y-диаграммы.

Число единиц переноса определить графическим интегрированием.

Рис. 6.59. Схема непрерывно действующей ректификационной установки для разделения бинарной смеси:

1 – насадочная колонна; 2 – укрепляющая часть колонны; 3 – исчерпывающая часть колонны;

4 – испаритель; 5 – дефлегматор; 6 – делитель флегмы

295

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.126, по предпоследней цифре – из табл. 6.127.

Таблица 6.126

Задача 64

Массовый расход топочных газов на входе в конвективную сушилку непре- рывного действия составляет L1 при их влагосодержании x1 (рис. 6.60). Влагосо- держание топочных газов на выходе из сушилки равно x2 . На сушку поступает ма- териал, влажность которого в расчете на общую массу – u1 . Высушенный материал в расчете на 1 кг абсолютно сухого материала содержит U2 влаги. Удельный рас- ход тепла на сушку в А раз больше удельной теплоты парообразования воды при нормальных условиях.

Рис. 6.60. К расчетам материального баланса конвективной сушилки

Определить:

1)производительность сушилки по исходному влажному и абсолютно сухому материалу;

2)расход тепла, потребляемого сушилкой.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.128, по предпоследней цифре – из табл. 6.129.

296

Таблица 6.128

Задача 65

Атмосферный воздух, поступающий в калорифер конвективной сушильной установки (рис. 6.61), имеет температуру t0 и относительную влажность ϕ0 . Су- шилка установки работает по простому варианту сушки, температура горячего воздуха на входе в нее t1. Отработанный воздух на выходе из сушилки имеет от- носительную влажность ϕ2. Его энтальпия на А меньше энтальпии воздуха на входе в сушилку.

Рис. 6.61. К определению параметров воздуха на выходе из сушилки

Определить:

1)температуру, влагосодержание и энтальпию отработанного воздуха, а также парциальное давление пара влаги в нем;

2)удельные расходы воздуха и тепла в сушилке.

Выполнить на I−x-диаграмме рабочие линии, характеризующие изменение параметров воздуха в калорифере и сушилке.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.130, по предпоследней цифре – из табл. 6.131.

Таблица 6.130

297

Таблица 6.131

Задача 66

Конвективная сушилка работает по простому сушильному варианту и ис- пользует в качестве сушильного агента воздух, нагретый во внешнем калори- фере (рис. 6.62). Атмосферный воздух, поступающий в калорифер, имеет тем- пературу точки росы tр0 и относительную влажность ϕ0 . Температура воздуха на выходе из сушилки t2 , при этом его энтальпия на I меньше энталь- пии воздуха на выходе из калорифера. Удельный расход воздуха на сушку со- ставляет l.

Рис. 6.62. К определению параметров воздуха и термического КПД сушилки

Определить:

1)термический КПД сушилки, приняв, что в ней из материала удаляется только свободная влага;

2)на какую величину повышается температура воздуха в калорифере.

Отобразить рабочие линии изменения параметров воздуха в калорифере и сушилке на I−x-диаграмме.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.132, по предпоследней цифре – из табл. 6.133.

Таблица 6.132

298

Задача 67

В прямоточной конвективной сушилке (рис. 6.63), работающей под атмосферным давлением по простому сушильному варианту, из материала удаляется только свобод- наявлага. Сушильнымагентом внейявляетсявоздух, параметры которого следующие:

Рис. 6.63. К определению параметров воздуха, средней движущей силы процесса сушки и тепловой мощности калорифера

Определить:

1)температуру воздуха, поступающего в калорифер;

2)среднюю движущую силу сушки, выраженную в единицах давления;

3)тепловую мощность калорифера.

Отобразить рабочие линии изменения параметров воздуха в калорифере и сушилке на I−x-диаграмме.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.134, по предпоследней цифре – из табл. 6.135.

Таблица 6.134

Задача 68

В калорифере атмосферной сушильной установки непрерывного действия (рис. 6.64) воздух подогревается насыщенным водяным паром от температуры t0 до температуры t1. Влагосодержание воздуха, поступающего в калорифер, состав- ляет x0 . Греющий пар имеет избыточное давление Pизб, конденсат его отводится

299

из калорифера при температуре насыщения. Поверхность теплообмена калорифе- ра F, коэффициент теплопередачи от пара к воздуху в нем K. Удельный расход воздуха в сушилке (простой сушильный вариант) равен l.

Рис. 6.64. К определению производительности сушилки по удаляемой влаге и параметров отработанного воздуха:

1 – паровой калорифер; 2 – сушилка

Определить:

1)производительность сушилки по удаляемой влаге;

2)парциальное давление паров влаги в воздухе, покидающем сушилку. Отобразить рабочую линию нагрева воздуха в калорифере на I−x-диаграмме. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.136,

по предпоследней цифре – из табл. 6.137.

Таблица 6.136

Задача 69

Производительность конвективной сушилки по влажному исходному материа- лу G1. Сушилка не имеет транспортных устройств для перемещения материала и работает по простому сушильному варианту под атмосферным давлением (рис. 6.65). Влажность материала (в расчете на его общую массу) в процессе сушки снижается от u1 до u2. При этом u2 выше значения гигроскопической влажности ма- териала. В калорифер сушильной установки поступает воздух, имеющий температуру

300