- •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