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

25 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

23225. Світогляд як духовно-практичний спосіб освоєння світу 33 KB
  Світогляд як духовнопрактичний спосіб освоєння світу Філософія має органічний зв’язок зі світоглядом. Що ж таке світогляд Слід підкреслити що у визначенні цього поняття немає чіткості. У сучасних філософських працях про світогляд мовиться таке: €œсвітогляд– це форма суспільної відомості; €œсвітогляд– це форма самоусвідомлення особистості€; €œсвітогляд– це система поглядів на світ і на місце людини у цьому світі€; €œсвітогляд– це система принципів діяльності людини€; €œ світогляд– це погляд людини на світ як ціле€; світогляд– це...
23226. Поняття суспільного виробництва та його різновиди 35.5 KB
  Поняття суспільного виробництва та його різновиди. Продуктивні сили становлять лише одну сторону суспільного виробництва. Адже в процесі виробництва люди вступають у певні відносини не тільки з природою а й один з одним. Ці взаємовідносини людей у процесі виробництва дістали назву виробничі відносини і представляють другу складову способу виробництва.
23227. Поняття власності та її норми 31.5 KB
  Власність означає право на дії з речами які підлягають обміну. Важливі типи власності включають нерухомістьземля особисту власністьінша фізичне майно та інтелектуальну власністьправа на артистичні творінням винаходам і т. Право на власність пов'язано з власністю яка встановлює відношення між товарами послугами та іншими людьми або групами запевняючи власника на право обійтися без власності в манері яку він або вона вважає доцільною. Громадська власність це будьяка власність якою керує держава або ціле співтовариство.
23228. НТР:сутність, закономірності та соціальні наслідки 41 KB
  НТР це поступальний рух науки і техніки еволюційний розвиток усіх елементів продуктивних сил суспільного виробництва на основі широкого пізнання і освоєння зовнішніх сил природи це об'єктивна постійнодіюча закономірність розвитку матеріального виробництва результатом якої є послідовне вдосконалення техніки технології та організації виробництва підвищення його ефективності. Виявом науковотехнічної революції є до корінна перебудова всієї технічної і технологічної основи виробництва його організації й управління які здійснюються на...
23229. Поняття політики 32.5 KB
  Отже політична система як одна із частин або підсистем соціальної системи дає змогу виявити межі політики та політичних відносин їхні елементи та взаємозв’язок між ними функції. Як одна з форм соціального руху матеріїполітична система тісно пов’язана з особливою формою діяльності людей– політикою. На відміну від інших систем суспільного життя політична система має ряд особливостей: вона бере участь у розв’язанні таких загально соціальних завдань як інтеграція суспільства розподіл в ньому матеріальних і духовних цінностей. Важливим...
23230. Поняття політичної системи та її структури 39 KB
  Поняття політичної системи та її структури Політична система це цілісна інтегрована сукупність політичних суб'єктів структур і відносин що відображає інтереси всіх політичних і соціальних сил. Ознаки політичної системи: 1. Структура політичної системи: 1. Політизовані або невласне політичні організаціїучасть у здійсненні політичної влади для яких є лише одним з аспектів їх функціонування.