
- •Испытание элементного теплообменника
- •2. Скорости движения теплоносителей.
- •Кипятильник
- •1. Тепловая нагрузка аппарата.
- •2. Средняя разность температур.
- •3. Расчётный коэффициент теплопередачи.
- •Выпаривание
- •Схемы выпаривания
- •Выпаривание
- •Некоторые свойства растворов при выпаривании
- •1. Растворимость.
- •2. Движущая сила и температурные депрессии.
- •3. Теплота растворения.
- •Многократное выпаривание
- •1. Материальный баланс.
- •2. Тепловой баланс.
- •Баланс тепла:
- •3. Полезная разность температур.
- •Распределение полезной разности температур.
- •Перегонка Простая, периодического действия.
- •Непрерывная перегонка.
- •Перегонка с водяным паром.
- •Молекулярная перегонка.
- •Ректификация
- •Материальный баланс
- •Тепловой баланс
- •Уравнения линий рабочих концентраций
- •Оптимальное число флегмы
- •Ректификационные аппараты
- •См. Следующую страницу
- •Расчёт основных размеров колонного аппарата.
- •1. Диаметр колонны.
- •2. Высота колонны.
- •Расчёт тарельчатой ректификационной колонны.
- •Физические свойства компонентов.
- •Расчёты
- •1. Материальный баланс.
- •2. Флегмовое число.
- •3. Высота колонны.
- •4. Диаметр колонны.
- •5. Тепловой баланс.
- •Формы связи влаги с материалом
- •Параметры влажного материала.
- •Конвективная сушка. Параметры влажного воздуха.
- •Диаграмма состояния воздуха.
- •Статика сушки.
- •Материальный баланс.
- •Тепловой баланс. Теоретическая сушилка.
- •Действительная сушилка.
- •Варианты конвективной сушки с представлением на энтальпийной диаграмме.
3. Теплота растворения.
При растворении
твёрдых нелетучих веществ проявляется
тепловой эффект
.
Правило Бабо точно, когда
.
Когда
,
необходимо учитывать поправку проф.
Стабникова
(приводится в таблицах в зависимости
отPA
и ''С'').
При
>0
поправка прибавляется, при
<0
– вычитается из температурной депрессии,
рассчитанной по правилу Бабо.
Многократное выпаривание
Рассмотрим многократное выпаривание на прямоточной установке, содержащей ''n'' корпусов. Все полученные уравнения будут справедливы и для однократного выпаривания, когда n=1.
Схема установки представлена на рис.105.
Рис.105. Схема прямоточной выпарной установки, состоящей из ''n'' корпусов.
1-греющий пар, 2-конденсат, 3-исходный раствор, 4-вторичный пар,
5-вторичный пар в барометрический конденсатор, 6-упаренный раствор.
G, D, W – расходы раствора, греющего и вторичного пара, кг/с;
Jг, J – энтальпии греющего и вторичного пара, кДж/кг;
С, С' – теплоёмкость
раствора и конденсата, ;
t,
- температура раствора и конденсата,
;
b – концентрация раствора, % масс.
1. Материальный баланс.
а) Для всей установки по всему продукту:
или
(102)
где
- общий расход вторичного пара.
б) Для всей установки по растворённому веществу:
;
(103)
Откуда общий выход вторичного пара
(104)
Концентрация раствора для n-ого и любого корпуса:
(105)
в) Распределение вторичного пара по корпусам.
В прямотоке раствор поступает в следующий корпус с более высокой температурой и вносит дополнительное количество тепла. За счёт этого происходит самоиспарение раствора и вторичного пара образуется больше. Для 3-х корпусной установки хорошо подтверждается отношение, полученное на основе опытных данных:
(106)
Выпаривание с отбором экстра-пара в настоящее время практически не применяется.
2. Тепловой баланс.
Тепловой баланс необходим для расчёта:
А. Расхода греющего
пара на первый корпус
;
В. Уточнения
распределения вторичного пара по
корпусам ();
С. Определения
тепловых нагрузок каждого корпуса ().
По общему методу И.А. Тищенко при составлении теплового баланса вводятся следующие допущения:
а) Пренебрегаем
потерями в окружающую среду,
.
б) Пренебрегаем
теплотой концентрирования раствора,
.
в) Полагаем, что
отсутствует охлаждение раствора при
переходе из одного корпуса в другой
().
г) Отсутствует
переохлаждение конденсата водяного
пара ().
д) Выражение
заменяется на приближённое значение
; где
Это связано с
трудностями определения теплоёмкости
раствора
.
Теплоёмкость разбавленного раствора
(до 10% масс.) определяется по приближённой
формуле
(108)
Баланс тепла:
1-й корпус
2-й корпус
………………………………………………………………………………………...
n-й корпус
Из последнего
уравнения получаем количество вторичного
пара для n-ого
корпуса:
делим и умножаем
на
Обозначим:
- коэффициент
испарения, показывает количество
вторичного пара, образующееся за счёт
теплоты 1 кг греющего пара; обычно
=0.92-0.99.
- коэффициент
самоиспарения, показывает количество
вторичного пара, образующееся за счёт
теплоты 1 кг поступающего раствора;
обычно
=сотые
доли.
Тогда:
(109)
Уравнение (109) для 3-х корпусной прямоточной выпарной установки (без экстра-пара) принимает вид:
1-й корпус
2-й корпус
(В)
3-й корпус
Складываем:
Откуда расход греющего пара на первый корпус
(А)
где
Тепловые нагрузки на каждый корпус:
где