06-09-2014_00-25-24 (1) / Лекция 13
.docxЛекция № 13.
-
основное уравнение теплопередачи.
Выражаем среднюю движущую силу
через разности температур на концах
потоков. Наиболее широко применяется
противоток и прямоток.
Выражение для средних движущих сил процессов передачи тепла.
l – длина теплообменной поверхности, а S ее площадь.
Прямоток
– количество
тепла, переданное между теплоносителями
через бесконечно малую поверхность.
Поделим
почленно два вышеперечисленных уравнения
и воспользуемся известным правилом
пропорций:
-
среднелогарифмическая разность
температур - средняя движущая сила
процесса переноса тепла при прямотоке.
Для
противотока вывод похож и результат
получается такой же.
Перекрестный
ток преобразуем до противотока 
При противотоке передача тепла наиболее эффективна.
Выпаривание растворов
Выпаривание растворов – процесс концентрирования растворов путем удаления растворителя при кипении. Растворитель чаще всего вода.
Процесс может проводиться в периодическом и непрерывном режиме.
Схема однокорпусного выпарного аппарата с центральной циркуляционной трубой.
W-
количество удаленных паров; i-
теплосодержание вторичных паров;
-их температура.
Физические основы выпаривания.
Депрессия – разность температур кипения раствора и растворителя. Она растет с ростом концентрации раствора.
а
Р = 760 мм рт.ст. = 1 атм – стандартное давление; стандартные депрессии табулированы.
Правило Бабо:
Правило служит для определения температур кипения растворов при различных давлениях.
dQ=
(тепловой
эффект при растворении соли) – закон
Кирхгоффа
При
удалении бесконечно малого количества
воды из бесконечно разбавленного
раствора (
, количество выделяющегося (отводимого)
тепла равно 0:
dQ=
Если
раствор бесконечно разбавлен, тогда
и:
=
const
<1 ( правило Бабо)
Правило Бабо:
Для
разбавленных растворов отношение
давления в аппарате Р к давлению паров
растворителя при температуре кипения
раствора
постоянно.
-
для концентрированных растворов вводят
поправку Статникова.
и
Р.
Если
тепло при растворении соли выделяется,
то +
,
если поглощается, то
–
.
Расчет однокорпусного выпарного аппарата периодического действия.
Выпарной аппарат считаем ячейкой идеального смешения, если в него попадает поток, то он приобретает те же параметры, что и на выходе.
-
Составляем математический баланс
-
Составляем тепловой баланс
-
Определяем поверхность теплообмена
-
Материальный баланс по потоку:
-
Тепловой баланс.
На стадии нагревания раствора:
S
На стадии выпаривания:
-
интеграл берем численно – графически.
Расчет выпарного аппарата непрерывного действия
-
Тепловой и материальный балансы те же
-
Способы утилизации вторичного пара
-
Экстра - пар – это тот вторичный пар, который отправляется внешнему потребителю.
-
Использование барометрического конденсатора смешения, создающего вакуум в выпарном аппарате.
Расчет барометрического конденсатора смешения
“ Св
=
- определяем по паровым таблицам.
-
принимаем
-
эмпирическая формула
-
эмпирическая формула
газа,
- определяем по паровым таблицам по
,
ибо пар и газ находятся в одном объеме.
задаемся
высота,
на которую поднимется вода в барометрической
трубе,
Это
называется тепловым насосом
и
определяем мощность, затраченную на
сжатие.
,
- подача дополнительного греющего пара:
.
Отсюда
находим
Из
рисунка ясно, что
