![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Э.А. Беев
- •Э.А. Беев, а.П. Леонтьев, с.А. Леонтьев, а.Г. Мозырев
- •Тюмень 2003
- •Э.А. Беев, а.П. Леонтьев, с.А. Леонтьев, а.Г. Мозырев
- •Предисловие
- •Общие требования и порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 1 определение режима течения жидкости
- •Описание установки
- •Методика проведения работы
- •Обработка опытных данных и составление отчета
- •Отчетная таблица
- •Плотность воды
- •Динамическая вязкость воды
- •Контрольные вопросы
- •Coпротивления трубопроводов
- •Цель работы
- •Описание установки
- •Методика проведения работы
- •Опытные данные
- •Обработка опытных данных и составление отчета
- •1. По уравнению расхода рассчитываем среднюю скорость потока:
- •Расчетные данные
- •Отчет по выполненной работе должен включать:
- •Kohtpoльhыe вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 3 изучение гидродинамики аппарата с колпачковыми тарелками
- •Цель работы
- •Описание лабораторной установки
- •Экспериментальное определение гидравлического сопротивления сухой и орошаемой тарелки
- •Результаты опытов по определению гидравлического сопротивления сухой и орошаемой тарелки
- •Расчетное определение гидравлического сопротивления тарелки и гидрозатвора
- •Расчетные данные по определению гидравлического сопротивления сухой и орошаемой тарелки и гидрозатвора
- •Зависимость плотности воздуха от температуры
- •Отчет по выполненной работе включает:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №4 снятие характеристик центробежного насоса
- •Цель работы
- •Описание установки
- •Методика проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №5 определение констант процесса фильтрации
- •Цель работы
- •Описание опытной установки
- •Порядок проведения работы
- •Обработка опытных данных
- •Результаты замеров
- •Отчет по работе включает:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 6 гидродинамика псевдоожиженного слоя
- •И высоты слоя от скорости газового потока
- •Цель работы
- •Описание установки
- •Отчетная таблица
- •Обработка опытных данных и составление отчета
- •Отчет по работе должен включать:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 7 изучение работы циклона
- •Цель работы
- •Описание лабораторной установки
- •Р ис. 7.1. Схема установки:
- •Порядок проведения работы
- •Обработка данных и составление отчета
- •В отчет о работе должны быть включены:
- •Kohtpoльные вопросы
- •Лабораторная работа №8
- •Цель работы
- •Описание установки
- •Методика проведения работы
- •Обработка опытных данных и составление отчета
- •Отчет о выполненной работе должен содержать:
- •Отчетная таблица
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №9 изучение процесса выпаривания в однокорпусной выпарной установке
- •Описание установки
- •Порядок проведения работы
- •Обработка опытных данных
- •Отчет о выполненной работе должен содержать:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Физические свойства воды
- •Концентрация (в %масс) водного раствора Na2co3 под атмосферным давлением при различных температурах
- •Приложение 3 Плотность водных растворов при 20оС в зависимости от содержания Na2co3
- •Лабораторная работа №10 определение коэффициента теплоотдачи от поверхности к псевдоожиженному слою
- •Расчетные уравнения
- •Экспериментальная установка и методика проведения опытов
- •Результаты измерений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Отчет по работе включает:
- •Литература
- •Контрольные вопросы
- •Параметры воды при различных температурах
- •Лабораторная работа №11 изучение процесса конвективной сушки материалов
- •Кинетика процесса сушки
- •Цель работы
- •Описание установки
- •Порядок проведения работы
- •Опытные данные
- •Обработка результатов
- •Р ис. 11.6. Диаграмма Рамзина
- •На диаграмме j – х в процессе нагревания сушки
- •Контрольные вопросы
- •Расчетные данные
- •Литература
- •Лабораторная работа №12
- •Исследование непрерывного процесса
- •Ректификации бинарной смеси
- •Введение
- •Цель работы
- •Построение изобарных температурных кривых
- •Давление насыщенных паров спирта и воды при различных температурах
- •Описание установки
- •Методика проведения работы
- •Результаты измерений
- •Обработка опытных данных
- •Удельные теплоемкости и теплота парообразования этилового спирта и воды
- •Отчет по работе включает:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №13 абсорбция
- •Уравнения массоотдачи и массопередачи
- •Описание установки и методика проведения работы
- •Обработка опытных данных и составление отчета
- •Отчет по работе должен включать:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Содержание
Удельные теплоемкости и теплота парообразования этилового спирта и воды
Температура, С |
Удельная теплоемкость, кДж/(кг×град) |
Удельная теплота парообразования, кДж/кг |
||
спирт |
вода |
спирт |
вода |
|
0 |
2,292 |
4,212 |
921,8 |
2493,1 |
20 |
2,485 |
4,183 |
913,4 |
2448,2 |
40 |
2,715 |
4,174 |
900,8 |
2403,0 |
60 |
2,966 |
4,179 |
879,9 |
2356,9 |
80 |
3,222 |
4,195 |
850,6 |
2310,0 |
100 |
3,515 |
4,220 |
812,9 |
2260,0 |
в) количество тепла, теряемое в окружающую среду:
Qпот.= Qприхода- Qрасхода
3. Из уравнения теплового баланса для верха колонны определяют количество флегмы (g), стекающей с верхней тарелки:
,
(12.17)
где
L
– массовый расход орошения, кг/с;
- соответственно энтальпия паров
дистиллята при температуре верха
колонны, энталпия дистиллята при
температуре конденсации (tK)
и при температуре орошения (tL),
Дж/кг.
где: r – теплота концентрации паров верхнего продукта, Дж/кг.
4. Определяют минимальное флегмовое число RMIN:
где:
– равновесные составы жидкой и паровой
фаз питания определяют по графику t–x/,
y/
при температуре питания (Rmin
определяюм, если питание поступает при
температуре кипения и выше).
5. Рабочее флегмовое число определяют как отношение мольного расхода флегмы в верхней части колонны (g') к мольному расходу дистиллята (D'):
(12.18)
6. Число ступеней изменения концентрации (теоретических тарелок) определяется графическим способом. Для этого используют кривую равновесия фаз в координатах х’* - y’*. На этот же график наносят кривые концентраций (рабочие линии) для верхней и нижней частей колонны.
а) рабочая линия верхней части колонны строится по уравнению линии концентрации (рабочей линии) для верха
(12.19)
где:
–
мольные концентрации верхних потоков
пара жидкости в любом i–том
сечении верхней части колонны.
Если
мольные количества пара и жидкости по
высоте секции не меняются, то уравнение
(12.19) представит собой прямую линию, и
для построения рабочей линии верхней
части колонны достаточно двух точек.
Решая уравнение (12.19) при
,
получим
,
и при
,
получим
.
Следовательно,
имеем две точки: А (
)
и В (
),
Нанеся эти точки на график х’* - y’* и, соединив их, получим рабочую линию верхней части колонны АВ (рис.12.4).
б) Рабочую линию нижней части колонны строим аналогично, используя уравнение рабочей линии (линия концентрации) для низа.
(12.20)
где: П – паровое число, это есть отношение расхода паров нижней части колонны к расходу остатка.
(12.21)
где:
–
мольное количество паров в нижней части
колонны, определяется из уравнения
материального баланса для нижней части
колонны, моль/с.
(12.22)
где:
– мольное количество жидкой части
питания, моль/с (если питание подается
в колонну при температуре его кипения
или более низкой, то
).
При
постоянных мольных потоках пара и
жидкости по высоте секции уравнение
(12.20) представляет собой уравнение прямой
линии и для построения ее достаточно
двух точек. Решая уравнение (12.20) при
получаем
,
а при
,
соответственно
Через
две полученные точки С (
)
и Д (
)
проводим рабочую линию нижней части
колонны (рис.12.4). Для облегчения
графического расчета можно использовать
условную линию q
(МN),
определяющую точки пересечения рабочих
линий верхней и нижней частей колонны,
положение этой условной линии зависит
от величины q
, характеризующей тепловое состояние
исходного сырья (рис. 12.5).
Положение условной линии q в зависимости от состава исходного сырья:
МN1 – перегретый пар;
МN2 – насыщенный пар:
МN3 – паро–жидкостная смесь;
МN4 – кипящая жидкость;
МN5 – холодная жидкость.
При заданной температуре tF и составе исходного сырья XF:
(12.23)
где:
– энтальпия насыщенных паров состава
XF,
Дж/кг;
– энтальпия исходного сырья при
температуре tF,Дж/кг;
rF
– теплота конденсации паров сырья
состава XF,Дж/кг.
(12.24)
(12.25)
(12.26)
где: tKF – температура конденсации паров сырья состава xF, определяется по графику t–x, y.
Рис. 12.5. Кривая равновесия
Для
определения положения линии q
(рис.12.2) из точки М на диагонали диаграммы
x’–у’
с координатой,
соответствующей составу сырья x’F,
проводится условная линия q,
тангенс угла наклона которой равен:
Координаты точки пересечения линии q с кривой равновесия дают составы равновесных фаз сырья у и х.
Далее
из точки А(
),
под углом, тангенс которого равен
проводят рабочую линию верхний части
колонны до пересечения со вспомогательной
линией q.
Соединив точку пересечения с точкой
С(
),
получают рабочую линию нижней части
колонны.
Для определения числа теоретических тарелок, как в первом, так и во втором случае проводят ступенчатую линию между кривой равновесия и рабочими линиями от точки А до точки С. Число ступеней соответствует числу теоретических тарелок.
При этом ордината каждой горизонтали ступени соответствует составу паров, поднимающихся с той или иной тарелки, а абсцисса – каждой вертикали определяет состав жидкости, стекающей с тарелки.
Коэффициент полезного действия тарелки определяется из соотношения:
(12.27)
где: NT – число теоретических тарелок в колонне; NP – число реальных тарелок в колонне.