5457

Расчет выпаривания расствора

Практическая работа

Производство и промышленные технологии

Задание В выпарном аппарате непрерывного действия под атмосферным давлением упаривается раствор KOH от начальной концентрации Хн (% масс.) до конечной концентрации Хк (% масс). Производительность аппарата по исходному раствору GH (кг/с). Гидростатич...

Русский

2012-12-10

100.5 KB

20 чел.

Задание

В выпарном аппарате непрерывного действия под атмосферным давлением упаривается раствор KOH от начальной концентрации Хн (% масс.) до конечной концентрации Хк (% масс). Производительность аппарата по исходному раствору GH (кг/с). Гидростатическая депрессия составляет ∆΄΄ (° С). Коэффициент теплопередачи выпарного аппарата К (Вт/м К). Полезная разность температур ∆tп (°С).

Для предварительного нагрева исходного раствора от начальной температуры tн (°С) используют часть вторичного пара. Поверхность нагрева предварительного подогревателя исходного раствора Fп2), а коэффициент теплопередачи Кп (Вт/м2 К).

Потерями тепла в окружающую среду и теплотой концентрирования раствора можно пренебречь.

Исходные данные:

производительность по исходному раствору                                                Gн = 2 кг/с

начальная концентрация раствора (масс, доли)                                            хн = 0,08

конечная концентрация раствора (масс, доли)                                             хк = 0,17

давление выпаривания                                                                                     атмосферное

температура раствора перед теплообменником-подогревателем                tн = 15°С

полезная разность температур                                                                         ∆tп = 25°С

гидростатическая депрессия                                                                            ∆΄΄ = 1,3°С

поверхность теплообменника - подогревателя                                              Fп = 15 м2

коэффициент теплопередачи теплообменника –подогревателя                   Кп = 650 Вт/м2К

коэффициент теплопередачи выпарного аппарата                                        К = 1250 Вт/м2К

Решение:

Расчетная схема установки.


1.Температура кипения раствора

                        tкип = tвп + ∆΄+∆΄΄  ,

где

     tвп = 100°С – температура вторичного пара при атмосферном давлении[ 2, табл. LVII]

     ∆΄ = 4°С – температурная депрессия [2,табл XXXVI]

Подставляя численные значения получим :

                                                   tкип = 100+4+1,3 = 105,3 °С                                                   

  

  1.  Количество вторичного пара, образующегося при выпаривании, определяется из материального баланса по формуле:

W = Gн (1 – xнк)

 W = 2(1 – 0,08/0,17) = 1,059 кг/с

  1.  Температура раствора на входе в выпарной аппарат определяется из теплового баланса теплообменника-обогревателя:

 

                                                Gн Сн(tн1tн) = КпFпtср = Qп

                                                                           

где Сн = 4190(1- xн) = 4190(1 – 0,08) = 3855 Дж/кг*К - удельная теплоёмкость раствора KOH 

tср =

 Gн Сн(tн1tн) = КпFп   

  =  

 = exp()

tн1 = tвп -  (  )/ exp() = 100 -  = 76°С

4.Из уравнения теплового баланса определяется количество вторичного пара, используемого на обогрев исходного раствора в теплообменнике – подогревателе:

                                                    Gн Сн(tн1tн) = W1rВП,                                                             

 

                                                  W1 = Gн Сн(tн1tн) / rВП

W1 = 2*3855(76-15) / 2264*103=0,208 кг/с,

где rВП = 2264*103 Дж/кг – удельная теплота преобразования вторичного пара [2,табл LVII]


5. Тепловая нагрузка на выпарной аппарат определяется по уравнению:

Q = 1.05 (Qнагр + Qисп) = 1,05 [GнСн(tкипtн1) + Wrвп]

Q = 1,05*[2*3855(105,3-76)+1,059*2264*103] = 2623479 Вт

6. Температура греющего пара:

tгп = tкип + ∆tп 

tгп = 105,3 + 25 =130,3 °С

7. Количество греющего пара в выпарном аппарате:

Gгп = Q/rгп

Gгп = 2623479/2170*103 = 1,2  кг/с.

Где rгп =2170*103 Дж/кг-удельная теплота конденсации греющего пара [2,табл. LVI]

Удельный расход греющего пара составит : d = Gгп / W = 1,2/1,059 = 1,14 кг/кг

8. Поверхность теплообмена греющей камеры выпарного аппарата определяется по уравнению теплопередачи:

F = Q/Ktпол

F = 2623479 / (1250*25) = 83,95 м2

Согласно [1] принимаем стандартный выпарной аппарат тип 2 исполнение 2 с поверхностью теплообмена F =100 м2  ГОСТ 11987-81.


Схема установки

1-сепаратор; 2-труба циркуляционная;3-камера греющая;4-отвод;5-заглушка;6-болт;7-гайка;8-шайба.

Литература

  1.  Павлов К.Ф. ,Романков П.Г. ,Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1981.
  2.  Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под редакцией Ю.И.Дытнерского. – М.: Химия, 1991.


ВА

.П.

ГП

И.Р.

н

θ

У.Р.

конд.

П

tн

θ

н

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55043. Объекты, цели, методы государственного регулирования экономики 19.59 KB
  Продажа государственной собственности частным физическим и юридическим лицам позволяет: уменьшить дефицит бюджета, пополнить его доходами и увеличить средства, направляемые в другие сектора экономики; расширить сферу действия рыночного механизма и развить конкурентную среду; привлечь частный капитал в совместный с государством бизнес
55044. Використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках української мови та літератури 242.5 KB
  Комп’ютерна презентація на уроках української мови та літератури. Це уможливлює: удосконалення методології і стратегії добору змісту методів і організаційних форм навчання що відповідають задачам розвитку особистості того кого навчають у сучасних умовах інформатизації суспільства; створення методичних систем навчання орієнтованих на розвиток інтелектуального потенціалу того кого навчають на формування умінь самостійно здобувати знання здійснювати інформаційнонавчальну...
55045. Навчальний посібник для самостійної роботи та самоконтролю 2.9 MB
  Те саме стосується й швидкості світла бо вимога щодо знання одиниць швидкості також висувається лише у 8-му класі. Саме такими є промені що їх викидає точкове джерело світла. Непідкріпленою тож необґрунтовано завищеною виглядає також вимога щодо опанування учнями поняттям сила світла та їхньої здатності розв'язувати задачі із застосуванням цієї фізичної величини с.
55046. Математика в біології 2.95 MB
  На допомогу тим хто розв’язує задачі з біології Кожна біологічна задача складається із сукупності даних умови задачі й запитань що вказує її вимогу. Якщо це задача з генетики використовуй генетичні символи; якщо вона стосується обміну речовин – складіть ланцюг живлення...
55047. Науково-методичного забезпечення професійного становлення молодого вчителя 4.85 MB
  Випускники педагогічних ВНЗ здебільшого мають непогану фахову підготовку але їм бракує знань і досвіду в питаннях методичної підготовки діяльності учнівського колективу ведення шкільної документації у роботі з батьками. Випускники педагогічних ВНЗ здебільшого мають непогану фахову підготовку але їм бракує знань і досвіду в питаннях методичної підготовки діяльності учнівського колективу ведення шкільної документації у роботі з батьками. Рецепту для кожної окремої педагогічної ситуації не існує але їх розв'язанню могли б сприяти такі...
55048. Курс загальної географії для 6 класу 364 KB
  Сучасне суспільство вимагає від школи підготовки підростаючого покоління, яке враховуючи власні можливості, зможе самостійно вирішувати складні проблеми власного життя. При цьому творчо мислити, використовуючи шкільні знання. Особливого значення, в цьому випадку, набуває креативність особистості.
55049. Формування ключових і предметних компетентностей учнів початкової школи засобами ІКТ (інформаційно-комп’ютерних технологій) 11.04 MB
  Використовуючи на уроці розвитку зв’язного мовлення “Твір опис†матеріали медіапосібника “Культурна спадщина України†здійснюємо з учнями віртуальну екскурсію до Києва занурюємося в культурний простір столиці поглиблюємо знання з історії. Аудюювання Тренажер для зору Вірші про осінь Вгадай казку Чехов “На весніâ€ Короткі оповідання зимавесна літо осінь 5 Математика Арифметикамалятко DVD Навчаємось рахувати відеоурок ЕДМ: Геометрія Задачі в віршах Тренажер “Рахуємо в межах 10†Тест “Порівняння чисел†Ознаки...
55050. Способи розв’язування функціональних рівнянь зі шкільного курсу математики 6.23 MB
  Цей навчальний посібник стане в нагоді школярам, які прагнуть розширити свої знання з математики та бажають самостійно оволодівати знаннями, та вчителям математики, які працюють зі здібними учнями.
55051. Використання елементів здоров’язберігаючих технологій на уроках інформатики 4.33 MB
  Мета уроку: Закріпити знання уміння навички учнів щодо роботи в середовищі графічного редактора; Розвивати художні здібності дітей; Виховувати почуття прекрасного уміння творчо мислити працювати в колективі; Тип уроку: узагальнення знань. Перед початком роботи проводимо з учнями експрес – розминку для повторення правил роботи з файловою системою і способів передачі інформації на комп’ютери через локальну мережу. Інструктаж з техніки безпеки основні правила...