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

28 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

42362. Electric power start up of aviation engines 689 KB
  Electric power strt up of vition engines The purpose of work is fmiliriztion with the equipment intended for ircrft onbord power circuit supply for engine strt up nd power delivery of onbord consumers. Brief theoreticl dt To supply the prticulr electric power proper to the ircrft onbord power circuit when the min engines nd uxiliry power unit re not running specil selfpropelled or towed Ground Power Units re pplied for tht purposes. It lso llows performing n electricl power strt up of min ircrft jet engines by spinning the high...
42363. Technologies of towbar towing of aircraft 2.32 MB
  Technologies of towbr towing of ircrft The purpose of work is fmiliriztion with the bsic technologicl fetures of ircrft towing nd pushbck procedure sfety of towing procedure lbour precution issues. Filure to do so cn result in dmge to the ircrft cncelltion of flight delys or disruption of trvel for our customers pssengers s well s potentil dngerous dmge to other ircrft or vehicles. Fmiliriztion with the equipment nd towbrs being used including prctice with the pushbck vehicle nd ttched towbr to chieve necessry control to follow...
42365. Двумерные графики. Дифференцирование. Интегрирование функции одной переменной. Интегрирование функции многих переменных. Действия с матрицами 218 KB
  Построить на отдельных рисунках графики функций Бесселя первого рода Jn(x) для различных ее номеров n в интервале. Функции Бесселя вызываются командой BesselJ(n,x), где n – номер функции Бесселя, x – независимая переменная. Построить первые 6 функций Бесселя для. Как они выглядят и чем отличаются друг от друга Сделать подписи осей курсивом
42366. Разработка программного обеспечения управления технической системой 694.5 KB
  Необходимо разработать алгоритм и программу управления угловым движением спутника по углу тангажа в процессе поддержания нулевых угловых отклонений относительно заданного положения. Для обеспечения проверки правильности и отладки этих алгоритмов необходимо разработать имитационную математическую модель внешней среды. Алгоритм управления должен быть реализован в управляющей БЦВМ. Она эмулируется в ПК. В рамках этой эмуляции реализуется заданная дискретная во времени работа управляющего алгоритма. В рамках данной работы недостижима отладка на системной ЦВМ.
42367. Побудова лексичного аналізатора 370 KB
  Граматика створена під впливом мов Pascal та C , зокрема аналогічно першій програма починається з ключового слова program, для початку оголошення використовується слово var. Від мови С було перейнято дужки, що позначають початок і кінець програми, ключове слово main, конструкції умови, циклу та присвоєння.
42368. Побудова синтаксичного аналізатора 198.5 KB
  Синтаксичний аналізатор отримує послідовність лексем з лексичного аналізатора і перевіряє чи може ця послідовність бути утворена за заданим алогритмом граматикою. оп ввід вивід присвоєння цикл...
42370. ВИЗНАЧЕННЯ ВІДНОШЕНЬ ПЕРЕДУВАНЬ ЗА ПРАВИЛАМИ ГРАМАТИКИ 142.5 KB
  Задачею висхідного розбору є зведення вхідного термінального ланцюжка до аксіоми. Для висхідного розбору критичним є тип виводу. Вивід зліва направо визначається таким чином, що на кожному кроці замінюється основа поточної синтенсійної форми. Тоді ланцюжок справа від основи завжди буде складатися лише з термінальних символів. Ключовим питанням при висхідному розборі є питання – як знайти основу та на який не термінал її замінити? Це питання легко вирішується для граматик простого передування.