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

36 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

15957. Основы государственной власти 598 KB
  В.Е. ЧИРКИН ОСНОВЫ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ВЛАСТИ Учебное пособие юристь МОСКВА 1996 ББК67 464 Чиркин В.Е. Ч64 Основы государственной власти. М.: Юристъ 1996. 112с. ISBN 5735700782 Пособие посвящено вопросам законности и моральной социальнопсихологической о
15958. Интеллектуальная собственность 453.5 KB
  ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ в 2 книгах Книга 1 АВТОРСКОЕ ПРАВО И СМЕЖНЫЕ ПРАВА Минск Составление и комментарий И.В. Попова. Под редакцией заслуженного юриста Республики Беларусь доктора юриди
15959. Художественное творчество и закон 526 KB
  БЕСЕДЫ О СОВЕТСКОМ ЗАКОНЕ С. Чернышева ХУДОЖЕСТВЕННОЕ ТВОРЧЕСТВО И ЗАКОН МОСКОВСКИЙ РАБОЧИЙ 1980 Под общей редакцией кандидата юридических наук М. М. Славина Чернышева С. А. Ч 49 Художественное творчество и закон.М.; Моск. рабочий 198096 с. Изда
15961. Переклад англомовної громадсько-політичної літератури 2.92 MB
  DICTUM FACTUM ПЕРЕКЛАД АНГЛОМОВНОЇ ГРОМАДСЬКОПОЛІТИЧНОЇ ЛІТЕРАТУРИ МІЖНАРОДНІ КОНВЕНЦІЇ В ГАЛУЗІ ПРАВ ЛЮДИНИ Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих закладів освіти що навчаються за спец...
15962. Всеобщая история государства и права 3.01 MB
  Черниловский З.М. ВСЕОБЩАЯ ИСТОРИЯ ГОСУДАРСТВА И ПРАВА ПРЕДИСЛОВИЕ 1. Наука истории возникает на самой заре цивилизации чтобы сделаться неизменным спутником человека его учителем воспитателем вдохновителем. Уже самые древние авторы стремились не ...
15963. Назначение наказания при множественности преступлений 702.5 KB
  В пособии на основе действующего уголовного законодательства анализируются правила назначения наказания при рецидиве преступлений, совокупности преступлений и приговоров и некоторые вопросы освобождения от наказания при наличии множественности преступлений.
15964. Принципы уголовного законодательства понятие система проблемы законодательной регламентации 1.02 MB
  Чередниченко Е.Е. Принципы уголовного законодательства: понятие система проблемы законодательной регламентации. Волтерс Клувер 2007 г. Принципы уголовного законодательства: понятие система проблемы законодательной регламентации Предисловие До Уг
15965. Юридический справочник Жилищные отношения 756.5 KB
  ЮРИДИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК. ЖИЛИЩНЫЕ ОТНОШЕНИЯ. Чепульченко Г.Д. Скоробогатова А.И. ЗАКОН И ГРАЖДАНИН УКРАИНЫ В книге раскрыты основные принципы регулирования жилищных отношений в домах государственного общественного частного жилищ