20 Вопрос. Проектный расчет теплообменника.
При проектном расчете теплообменного аппарата обычно заданы расход одного из теплоносителей, его начальная и конечная температуры, а также начальная температура другого теплоносителя. Поверхность теплообмена определяют из основного уравнения теплопередачи: F=Q/(KΔtcp) В этом уравнении величину Q определяют из уравнения теплово-баланса в соответствии с заданными технологическими условиями. Тепловой баланс теплообменника можно записать следующим образом: Q=G1(H1H – H1K)=G2(H2K – H2H) Среднюю движущую силу Δtcp определяют по уравнению: Δtcp = (Δt6 – Δtм)/ln(Δt6 /Δtм)
21 вопрос. Выпаривание. Основные определения.
Выпаривание — процесс концентрирования растворов путём испарения растворителя. Иногда выпаривание проводят до получения насыщенных растворов, с целью дальнейшей кристаллизации из них твердого вещества.
Процесс концентрирования растворов, заключающийся в частичном удалении растворителя путем его испарения при кипении, называется выпариванием. При анализе и расчете процесса выпаривания эту разность температур между теплоносителем и кипящим раствором принято называть полезной разностью температур. В качестве теплоносителя в выпарных аппаратах чаще всего используют насыщенный водяной пар, который называют греющим или первичным, хотя, конечно, для этой цели могут быть применены и другие виды нагрева, и другие теплоносители. Выпаривание проводят при атмосферном давлении, под вакуумом или под давлением, большим атмосферного. Отметим, что образующийся при выпаривании растворов пар, называют вторичным, или соковым. В случае, если в выпарной установке имеется один выпарной аппарат, такую установку называют однокорпусной. Если же в установке имеются два или более последовательно соединенных корпусов, то такую установку называют многокорпусной. Вторичный пар, отбираемый из выпарной установки для других нужд, называют экстра-паром.
22 вопрос. Однокорпусное выпаривание. Схема. Материальный и тепловой баланс.
Процесс однократного выпаривания проводят в одном аппарате. Материальный баланс выпарного аппарата для непрерывного процесса записывают при допущении, что отсутствует унос нелетучего продукта вместе с каплями, попадающими из кипящего раствора во вторичный пар. Для этих условий материальный баланс по общему количеству продуктов представляют в следующем виде: GH=GK+W, по нелетучему продукту- GHxH=GKxK , из этих уравнений подлежат определению расходы упаренного раствора и выход растворителя(вторичного пара): GK=GHxH/xk , W=GH(1-xK/xH) , а также конечная концентрация упаренного раствора: xK=GHxH/(GH-W)
Материальный баланс должен составляться как для всего технологического процесса, так и для отдельных его элементов. Материальный баланс составляют за единицу времени - час, сутки, год - или за цикл работы на единицу исходного сырья или готовой продукции, т. е. за тот отрезок времени, в течение которого перерабатывается определенное количество сырья или получается определенное количество продукта. Материальный баланс может быть рассчитан в весовых, мольных или объемных единицах.
Тепловой баланс отражает основное содержание закона сохранения энергии, согласно которому количество энергии, введенной в процесс (приходные статьи баланса), равно количеству энергии, получаемой в результате процесса (расходные статьи баланса).
При составлении теплового баланса количество тепла, содержащегося в тех или иных материальных потоках, отсчитывают от какого-либо температурного уровня, чаще всего от 0°.