Порядок проведения работы

Ознакомиться с описанием и устройством лабораторной выпарной установки.

Составить таблицы отчетных и расчетных величин. Во время опыта все полученные опытные данные заносятся в таблицу.

Приготовить исходный раствор соды. Количество исходного раствора и его концентрация задаются преподавателем. Залить приготовленный раствор в бак–испаритель.

По термометру 7 определить температуру исходного раствора.

Одновременно включить электронагрев выпарного аппарата и секундомер.

Открыть вентиль 4 и пустить воду в теплообменник.

Записать показания амперметра и вольтметра.

Появление первых капель конденсата в мернике свидетельствует о том, что закончился период нагревания раствора до температуры его кипения t'_К и начался процесс выпаривания. По секундомеру необходимо замерить время нагрева раствора до кипения.

После получения заданного преподавателем количества конденсата выключить электронагрев и секундомер, по которому следует замерить время, которое потребовалось на выпаривание заданного количества раствора.

Отключить поступление охлаждающей воды в теплообменник.

По водомерному стеклу определить объем упаренного раствора в литрах.

Взять пробу упаренного раствора и ареометром определить плотность упаренного раствора. По плотности (см. Приложение 3) определить концентрацию раствора.

Обработка опытных данных

Количество упаренного раствора рассчитать по уравнению (9.3).

Количество выпаренной влаги рассчитать по уравнению (9.4).

1. Конечную концентрацию упаренного раствора вычислить по уравнению (9.5). Сравнить расчетную и измеренную концентрацию раствора и вычислить процент ошибки по формуле:

(9.9)

Расход тепла на подогрев раствора рассчитать по уравнению (9.7). Теплоемкость исходного раствора С_Н находят по формуле:

С_Н =С_ВОДЫ ·( )+С_СОДЫ · (9.10)

где С_ВОДЫ – теплоемкость воды (см. Приложение 1)

С_СОДЫ – теплоемкость соды = 1,035 кДж/(кг×°С).

Расход тепла на выпаривание рассчитать по уравнению (9.8).

Общие затраты тепла Q рассчитать без учета потерь тепла в окружающую среду.

Требуемую мощность электронагрева N_ТР найти по формуле:

(9.11)

где  – суммарное время нагрева и выпаривание раствора.

Определить удельный расход энергии в испытываемом выпарном аппарате:

(9.12)

Фактическую мощность электронагревателя N_Ф рассчитать по показаниям вольтметра и амперметра.

Определить КПД испытываемой установки:

(9.13)

Занести полученные величины в табл.9.1 и 9.2.

Отчет о выполненной работе должен содержать:

1. Краткое содержание и цель работы.

2. Схему установки и ее описание.

3. Последовательный расчет искомых величин.

4. Таблицы с опытными и расчетными данными.

5. Выводы о работе.

Таблица 9.1.

Таблица опытных данных

№	Наименование и размерность измеряемых величин	Условные обозначения	Значения
1	Количество исходного раствора, кг	GH
2	Количество упаренного раствора, кг	GК
3	Начальная концентрация раствора, %масс.	ХН
4	Конечная концентрация раствора, %масс.	ХК
5	Количество конденсата, кг	W(конд)
6	Суммарное время нагрева и выпаривания, с	τ
7	Температура исходного раствора, оС	tН
8	Температура кипения раствора в начале процесса выпаривания, оС
9	Температура кипения раствора в конце процесса выпаривания, оС

Таблица 9.2.

Таблица расчетных величин

№	Наименование и размерность измеряемых величин	Условные обозначения	Значения
1	Количество упаренного раствора, кг	GК
2	Количество выпаренной влаги, кг	W
3	Конечная концентрация раствора, %масс.	ХК
4	Ошибка в % между измеренной и расчетной концентрациями	ε
5	Количество тепла на нагрев раствора до температуры кипения, кДж	Q1
6	Количество тепла, затраченное на выпаривание раствора, кДж	Q2
7	Общие затраты тепла на нагрев и выпаривание, кДж	Q
8	Требуемая мощность нагревателя, кВт	NTP
9	Фактическая мощность электронагревателя, кВт	NФ
10	КПД установки	η