Продолжительность I периода (нагрев до 55 °С)
|
TI = Ki (A<cp)lf |
2790000-10* |
=2415 с = |
0,67 ч, |
|
350-62,5-40 |
|
|
|
|
|
где (A<Cp)i — средняи (по времени) разность температур в I |
периоде |
|
|
|
1 2 0 ------- 120 |
|
|
|
|
|
|
|
20 — >-55 |
|
|
|
|
|
|
àt6 = 100 |
àtM= 65 . |
|
|
|
Так как (Д/б/Л/м) < 2, то |
|
|
|
|
|
|
|
|
(Д/Ср)1 = |
(100 + |
65)/2 = 82.5 К |
|
|
|
Второй период (выпаривание). |
|
|
|
|
1. |
Тепловой |
баланс за |
весь |
цикл. |
конденсации |
греющего |
Подводимая |
теплота: Qr. п — теплота |
пара; |
<3НачСНач/иач — теплота, |
вносимая |
начальным |
раствором |
при 55 °С. |
|
|
|
|
|
отводимая с упа |
Отводимая теплота: GKO„cKOHtHOn — теплота, |
ренным раствором при /Кип = |
95 °С; |
п — теплота, выносимая |
вторичным паром при температуре насыщения |
/вт.„ = 53,6 °С. |
Тепловой баланс:
<2г. п "I" ^*начснач^нач |
®консион^кон "Ь |
Заменяя (IKOI^KOH^KOH = ^*нач^нач/лон |
И^в/кон» получаем, |
% . п = ^начСнач (^пон |
^иач) "Ь ^ |
(*0,15 св^кон) |
=20000-4,19-0,95(95 — 55) + 18000(2596 — 4,19-95) =
=3184400 + 39 563000 = 42,7-10* кДж,
|
где ij ,Б = 2596 кДж/кг — удельная |
энтальпия |
вторичного пара при р= |
|
= 0,15'кгс/см* (табл. LVII). |
|
|
|
|
Расход греющего пара за II |
период с учетом потери теплоты |
|
в окружающую среду в 3%: |
|
|
|
|
42,7 10*-1,03 |
21 000 кг. |
|
2207-0,95 |
|
|
|
|
2. Продолжительность II периода |
|
(выпаривания). |
В этом периоде концентрация кипящего раствора х, его тем пература кипения / и величина коэффициента теплопередачи К непрерывно изменяются — см. табл. 5.4.
Уравнение теплопередачи для бесконечно малого отрезка времени de
dQ = KF (T — t)dx
содержит только две постоянные величины: температуру конден сации греющего пара Т = 120 °С и площадь поверхности тепло обмена F = 40 м2.
X, % |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
кг |
0 |
10 000 |
15 000 |
16 700 |
17 500 |
18 000 |
E Q.H H 0 Дж |
0 |
2,37 |
3,56 |
3,96 |
4,15 |
4,27 |
{Т - о, к |
65 |
64 |
60 |
53 |
44 |
25 |
К (Г — /) ,0 |
7 |
8,9 |
14,7 |
25,4 |
46,3 |
142,8 |
|
|
|
|
|
|
Из |
последнего уравнения |
получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F dx = ----- —----- - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К (Г—О |
|
|
|
Интегрирование |
правой |
части |
уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
Fr |
|
Q, |
|
dQ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
dQ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* - J |
K (T — t) |
|
|
|
может |
|
быть |
выполнено |
графически. |
|
|
|
Необходимые для графического интегрирования величины |
получают расчетным |
путем: |
|
|
|
|
|
|
|
а) |
д, ^ |
определяют, |
используя данные |
табл. 5.4; на |
пример, |
для |
х = 20% |
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
14,7-10"* я т. д.; |
|
|
|
K (T -t) |
|
1130-60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
£ |
Q; например, |
для |
х |
|
- 20% |
|
|
|
|
|
£ |
Q = е ввгр + |
<?„ач = |
20000.4190-0,95 (60 - |
55) + |
-Ь 15000 (2596 — 4,19-60)• 10= = |
|
39810е + 35175-10® = |
3,5610» и т. д. |
Полученные расчетным путем данные сведены в табл. 5.5. |
|
|
Принимаем масштаб для оси абсцисс: |
1 |
мм = |
2- 10е Дж. |
|
|
|
» |
|
» |
» |
|
|
» |
ординат: |
1 |
мм = |
1 • КГ6 м*/Вт. |
Единица |
подынтегральной |
величины: |
|
|
|
|
|
|
1 мм* = |
2- 10е Д ж -1 • 1Ç'6 м2/В = |
200 ма-с. |
Если по данным расчетов, приведенным в табл. 5.5, построить график (рис. 5.2), то, определяя на нем величину заштрихованной площади (например, по правилу трапеций), найдем:
Q = 4 , 27-101» |
|
|
J |
= fT2 = |
200 = 550 000 м2-с, |
Q=o
откуда
тп = 550 000/40 = 13 755 с = 3,82 ч.
;
КСT-t)
3. Общая продолжительность |
процесса |
т = Т1 + тп = 0,67 + |
3,82 » 4,5 ч. |
Пример 5.7. Сравнить теоретический расход энергии для двух случаев: а) при откачке вторичного пара вакуум-насосом из вы парного аппарата, работающего под вакуумом 0,7 кгс/см2; при конденсации вторичного пара в конденсаторе и откачке насосом конденсата. Производительность выпарного аппарата 1000 кг/ч испаренной воды.
Р е ш е н и е , |
а) Примем, что сжатие вторичного пара в ва |
куум-насосе |
адиабатическое. В этом случае расходуемая работа |
определится |
по |
уравнению (2.13). Энтальпии находим по диа |
грамме / —S для водяного пара (рис. 5.3 и XXV):
L = i2— = 2840.103 — 2620-103 =
=220 403 Дж/кг
Требуемая теоретнческа я мощность (без учета к. п. д. ва куум-насоса):
Л/.г = 220-103*1000/3600 =
= 62,7* 103 Вт 5= 62,7 кВт.
б) При откачке насосом жидкости (конденсата) необхо-
Рис, 5.3 (к примеру 5.7).
дргмую теоретическую мощность насоса (без учета его к. п. д.) определим по уравнению:
|
~ |
VA р |
1000-68,7* 103 |
= 0,019 кВт, |
|
1000 ~~ 3600-1000-10* |
|
где V = |
1000 |
1 |
м3/с; Ар = 0,7 кгс/см2 =68,7« 103 Па. |
|
3600-1000 |
3600 |
|
|
Из данного примера видно, что откачивать вторичный пар вакуум-насосом нецелесообразно, так как это требует большого расхода энергии (в 62,7/0,019 = 3300 раз больше, чем при откачке
конденсата). Поэтому вторичный |
пар никогда не |
откачивают, |
а всегда конденсируют. |
|
|
Пример 5.8. Определить, пользуясь правилом Бабо, темпера |
турную депрессию Д/де„р для 25% |
водного раствора |
хлористого |
кальция при абсолютном давлении над раствором р х = 0,36 кгс/см2.
Р е ш е н и е . |
1. Определение |
температуры |
кипения раствора |
при наличии |
абсолютного давления над |
раствором рх = |
= 0,36 кгс/см2. |
|
25% водный раствор хлористого |
По табл. XXXVI находим, что |
кальция под атмосферным давлением (1,033 кгс/см2) кипит при
|
|
|
|
|
|
|
|
температуре |
107,5 °С. |
При этой |
температуре давление |
насыщен |
ного пара воды (табл. |
LVI) р'ъ |
= 1,345 |
кгс/см2. |
и воды ръ при |
Отношение давлений пара над раствором р\ |
одной и той |
же температуре |
107,5 *С: |
|
|
|
|
( Р \ / р 'ъ) ш а = |
Ь 033/ 1 >345 = |
°»77- |
|
|
Согласно |
правилу |
Бабо |
[уравнение |
(5.20) I, |
это |
отношение |
сохраняет постоянное значение при всех температурах кипения
|
раствора. |
кипения раствора при р х = |
|
Для |
искомой температуры |
|
= 0,36 |
кгс/см2: |
|
|
|
откуда |
(Pi/Pb)t = |
0,36/яв = |
0,77, |
|
рв s= 0,36/0,77 = 0,467 кгс/см2 = |
343 мм. рт. ст., |
|
|
чему соответствует по табл. XXXVIII температура кипения воды 79,2 °С. Эту же температуру кипения будет иметь и раствор хло
ристого кальция |
(25%) при давлении над раствором 0,36 кгс/сма. |
\ / 2. Определение Д/депр* |
Температура |
кипения воды при давлении 0,36 кгс/см2 = |
=264,6 мм рт. ст. (табл. XXXVlII) равна 72,9 °С. Температурная депрессия раствора [формула (5.17)]:
А^депр = £р — “ 79,2 72,9 = 6,3 С = 6,3 К.
Учтем поправку Стабникова. По табл. 5.1 при |
(pv/p B) = 0,77 |
и рр = 0,36 кгс/см2 = 264,6 мм рт. ст. поправка |
Дt = —0,9 К. |
Поправка со знаком минус, потому что теплота растворения хлористого кальция отрицательная (Справочник химика. T. III, 1965, с. 613). Таким образом,
А^депр = 6,3 — 0,9 = 5,4 К.
Пример 5.9. Вычислить гидростатическую депрессию Д/г ^ при выпаривании 25% водного раствора хлористого кальция под вакуумом в выпарном аппарате с оптимальным уровнем раствора
в трубах. Рабочая высота труб Ят„ = 4 м, абсолютное давление |
над поверхностью |
раствора рх = 0,36 кгс/см2 (см. рис. 5.1). |
Р е ш е н и е . |
При рх = 0,36 кгс/см2 температура воды tx = |
= 72,7 °С (табл. LVII).
Оптимальная высота уровня по водомерному стеклу опреде ляется по формуле (5.23):
//опт = [0,26 + 0,0014 (рр - Рв)] / / , р.
Так как плотности рр и рв надо брать при температуре кипения раствора, пока неизвестной, приходится ею задаваться. Примем /„„и = 85 °С. Тогда
//опт = [0,26 + 0,0014 (1197 — 969)] 4 = 2,3 м.
Здесь рр = 1197 кг/м3 — по табл. IV; рв = 969 кг/м3 — по табл. XXXIX.
Гидростатическое давление |
рср в середине |
высоты труб при |
И |
|
|
|
л ОПТ- |
|
|
|
„ |
„о,. |
. 0,51197.9,81.2,3 |
п с |
Рср = Pi + 0,5ppg//OnT = |
0,36 |
-------- Q 8| | Q4--------= 0,5 кгс/см*. |
Температура кипения воды при 0,5 кгс/см2 (табл. LVII) /ср = = 80,9 °С.
Гидростатическая депрессия [формула (5.25)1:
Д/г. 8ф = /ср — /х = 80,9 — 72,7 = 8 ,2 ° С '= 8 . 2 К.
Пример 5.10. Вторичный пар из выпарного аппарата поступает в барометрический конденсатор по паропроводу диаметром 150 мм. Скорость пара в паропроводе 50 м/с. Давление в конденсаторе
(абс.) р0 = |
0,3 кгс/см2. Длина паропровода 14 |
м. Коэффициент |
трения Я = |
0,03. На паропроводе имеются три поворота на 90 °С |
(£ = 0,2). Определить |
гидравлическую депрессию А/г. с. |
Р е ш е н и е . |
По |
уравнению |
(5.15): |
|
|
|
|
|
Д/г. С = |
/l — /о* |
|
При р0 = 0,3 кгс/см2 to = |
68,7 °С (табл. LVII). Для опреде |
ления температуры |
необходимо найти давление на поверхности |
выпариваемого |
раствора |
р„ |
равное р0 + Дрг. с |
(смрис. 5.1), |
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1 + 4 - + К ) - |
|
Сумма |
коэффициентов |
местных сопротивлений: |
|
Вход в трубу . |
|
0,5 (табл. XIII) |
|
|
Выход из трубы |
|
1,0 |
|
|
Повороты . |
|
3 -0,2= 0,6 |
|
Дополнительное сопротивление сепаратора не учитываем. Сле довательно,
ЛРг. с — 50*0,188 |
1+ |
0,03-14 |
+ 2 ,l) = 1390 Па. |
|
|
0,15 |
|
|
|
где рц = 0,188 кг/м3 — плотность пара, считая |
его |
насыщенным (табл. LVIÏ). |
Тогда |
|
|
|
|
|
Pi = Ра 4 ЛР»\ с = |
0,3 -f 981 |()4- = |
0,314 кгс/см2. |
По табл. LVI1 при р, = 0,314 кгс/см2 |
tx = |
69,6 °С. |
Гидравлическая депрессия: |
|
|
|
|
Д/г. с s* /j — *0 = |
69,6 — 68,7 = |
0,9 °С = |
0.9 К- |
Пример 5.11. Определить |
необходимую поверхность нагрева |
вакуум-выпарного аппарата (рис. 5.1) и расход греющего насы щенного водяного пара для выпаривания раствора хлористого кальция от .15 до 25%. Производительность по исходному (раз бавленному) раствору 20 000 кг/ч. Абсолютное давление греющего пара 1,4 кгс/см2, влажность его 5%. Абсолютное давление в баро
метрическом |
конденсаторе |
= |
0,345 |
кгс/см2. Слабый |
раствор |
поступает в |
аппарат |
при /Нач = 75 °С. |
|
равным 1000 Вт/(м2. К), |
а |
Коэффициент теплопередачи |
принять |
тепловые |
потери — в размере 5% |
от |
полезно |
затрачиваемой |
теплоты. |
|
|
1. |
Температурный |
режим. |
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е . |
|
|
|
|
аппа |
|
Температура |
|
вторичного пара в сепараторе выпарного |
рата |
[формула |
|
(5.13)1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tx = t0 + Д*г. с « |
71,7 4- 1 = |
72,7 °С (при |
рг = |
0,36 кгс/см2). |
|
|
Здесь *0= 7 1 ,7 °С — температура |
насыщенного водяного |
пара |
при |
р0 = |
= 0,345 кгс/см2 |
(табл. LVII); Д/г с — гидравлическая |
депрессия. |
Принимаем |
Д'г. с = |
1 °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конечная температура paciBopa (температура кипения рас |
твора |
в сепараторе) |
[формула |
(5.16)]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/кон — /i Н“ А/денр — 72,7 -f- 5,4 — 78,1 С, |
|
|
|
где |
Д/депр — температурная депрессия. В примере 5.8 |
определено |
Д/депр == |
= |
5,4 °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя температура кипения раствора в |
трубах [формула |
(5.21) I: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/кип = /кон "Ь Д/г. эф |
|
78,1 -f- 8,2 — 86,3 С, |
|
|
|
где |
Д/г. Эф — гидростатическая депрессия (гидростатический |
эффект). В при |
мере |
5.9 определено |
Дfr. 9ф =• 8,2 °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Количество |
выпариваемой |
воды |
[формула |
(5.3)]: |
|
|
|
|
|
|
(• |
*кон / |
20000 |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w = снач |
|
|
*нач \ |
|
Ц - ) |
= 2,22 кг/с. |
|
|
|
|
|
|
|
3600 |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Количество теплоты, передаваемой от греющего пара к ки пящему раствору [формула (5 5)1:
Qr о = ^нач^нач (^кон ^нач) "h ^ (£вт и — св^кон) "ЬСпот
Здесь сиач — теплоемкость разбавленного раствора [формула (5 10)1: *нач = 4190 (1 — *нач) = 4190 (1 — 0,(5) = 3560 Дж/(кг-К);
!вт. п ~ 2496 кДж/кг — удельная энтальпия пара при температуре tx = 72,7 °С.
Следовательно, с учетом тепловых потерь в 5%:
Qr. п = |
1,05 [ |
2^ ) ° |
3560 (78,1 — 75) + 2,22 (2496 10® — 4190-78,1) J = |
|
|
|
|
|
|
|
= |
5120.108 Вт. |
|
|
|
|
|
4. Расход |
греющего |
пара |
|
[формула |
|
(5.7)1: |
|
|
|
|
|
G |
_ |
Qr.n |
^ |
|
|
5120-103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
г- п - |
тг. пх |
|
2237 • 104 • 0,95 |
|
’ |
' |
* |
|
где |
гг „ = |
223710э |
Дж/кг — удельная |
теплота |
|
парообразования греющего |
пара |
при РабС = |
1,4 кге/см2 (табл. LVII). |
|
|
|
|
|
|
Удельный |
расход греющего |
пара |
[формула (5.8)]: |
|
|
|
. |
Сг п_____ 2,4 |
|
|
- |
кг греющего |
пара |
|
|
|
|
|
|
VI7 |
2,22 |
в |
’ |
кг |
испаренной воды |
|
5. |
Общая |
[формула |
(5.28)] |
и |
полезная |
[формула |
(5.29)] |
разность |
температур: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л'опщ = |
n — 10 = |
108,7 — 71,7 = |
37 С = |
37 К; |
|
|
|
Л/„ол = ( г. п |
— /кип *= 108,7 — 86,3 = 22,4 °С = 22,4 К, |
|
где /г. п = |
108,7 °С при давлении насыщения рабс = 1,4 кгс/см* (табл. LVII). |
Проверка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
А'пот - А/г. е + ДГпеПр + |
д:г. аф = |
1 + |
5,4 + |
8,2 = 14,6 °С; |
|
|
Д<пол & А*общ |
|
A/IIOT = |
37 — 14,6 = |
22,4 °С = |
22,4 К. |
|
6. |
Площадь |
поверхности |
нагрева" выпарного аппарата |
[фор |
мула (5.30)1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
„ |
|
Q |
|
|
(5120 |
Ю3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К Д<Е |
|
|
1000-22,4 |
. 228,5 м2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 5.12. Сколько кристаллов выделится в кристаллиза торе при охлаждении 10 т насыщенного водного раствора поташа от 80 до 35 °С без испарения воды? Поташ крисгаллизуется G двумя молекулами воды.
Р е ш е н и е . Применим формулу (5.34). По кривой раствори мости поташа (рис. XX) находим концентрацию его насыщенных водных растворов:
При 80 |
°С |
|
|
моль |
К2С03 |
|
|
1000 г воды |
» 35 |
°С |
|
|
|
|
8,15 |
|
Мольная масса К2С03 равняется |
138 |
кг/кмоль. Следовательно, |
*80 = ~1000+1Ю.|38 |
= Ь’58 кг/кг: |
= |
1000 + |
8,?5-138 = ° ’53 КГ/КГ; |
|
/И//Икр = 138/174 = |
0,793, |
|
где 174 — мольная масса |
К2С03-2Н20, кг/моль. |
|
|
Подставляя эти значения в формулу (5.34), находим:
|
|
10 000 (0,58 — 0,53) |
1900 кг. |
|
*Р “ |
0,793 — 0,53 |
|
|
Пример 5.13. Определить количество теплоты, которое необхо димо отводить в кристаллизаторе непрерывного действия для охлаждения от 90 до 40 °С 5000 кг/ч водного раствора NaNOSf содержащего при 90 °С 16 моль NaNOs на 1000 г воды. Учесть, что в кристаллизаторе при охлаждении раствора одновременно испа ряется вода в количестве 3% от исходного количества раствора.
|
|
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е . |
По |
кривой |
растворимости NaNOs |
(рис. |
XX) |
находим, что концентрация насыщенного раствора |
NaNOs |
при |
40 °С составляет |
12,3 моль на |
1000 г воды. |
|
|
При |
охлаждении |
раствора |
до 40 °С будет выделяться |
GKp |
(в кг/с) |
кристаллов |
[формула |
(5.33)1: |
|
|
|
|
а _ |
G*(X2 — Xt)— WXs |
|
|
|
|
|
*2- * кр |
|
|
Пересчитываем концентрации в массовые доли! |
|
|
16-85 |
л с , с |
12,3-85 |
ЛС11 |
, |
Хг “ 1000+ 16-85 |
—°»576 кг/кг; *2 - ю о О+ 12,3-85 |
—°»511 |
|
Здесь 85 — мольная масса |
NaNOs, кг/кмоль. |
|
|
Величина л:кр = |
1, так как NaN08 кристаллизуется в |
безвод |
ной форме. Имеем: |
|
|
|
|
0«р |
5000 (0,511 -0 ,5 7 6 ) —ДОЗ-5000-0,511 |
0,229 кг/с. |
|
|
3600(0,511 — 1) |
|
|
|
|
|
Количество теплоты, которое надо отводить, подсчитаем по формуле:
Q = GiC (ti — 12) + GKp<7 — Wr,
где W — расход испаряющейся воды, кг/с; г — удельная теплота парообразо вания воды, Дж/кг.
Удельную теплоту кристаллизации NaN08 q примем равной 21 000.10® Дж/кмоль (табл. XXXVII).
Удельную теплоемкость раствора с определяем по уравнению (5.11), для чего предварительно находим удельную теплоемкость твердой соли Ci по уравнению (5.12):
|
|
|
Ci = |
(26,0 + |
26,0 -(-3 .16,8)/85 = |
1,2 кДж/(кг-К). |
|
|
Тогда |
|
при |
х = 57,6% : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с = |
4190-0,424 + |
1200 0,576 = |
2470 Цж/(кг-К). |
|
|
Количество |
отводимой |
теплоты: |
|
|
|
|
Q |
5000 |
2,4710s(90 — 40) + |
0,229 |
21 000-10® |
0,03-5000-2345-10» |
3600 |
|
85 |
|
|
3600 |
|
|
|
|
|
|
|
= 130000 Вт, |
|
|
|
|
где |
2345-10» |
Дж/кг — удельная |
теплота |
парообразования |
воды при |
средней |
температуре, |
|
|
90 + |
40 |
65 °С (табл. LVI). |
|
|
|
равной ----- ^----- = |
|
|
|
|
Пример 5.14. В условиях предыдущего примера определить |
требуемую |
площадь |
поверхности |
охлаждения |
и расход |
воды |
в кристаллизаторе. Коэффициент теплопередачи принять равным
100 Вт/(ма.К). |
Вода поступает в |
охлаждающую рубашку при |
15 °С и выходит при 20 °С. Охлаждение |
противоточное. |
Р е ш е н и е . |
Площадь поверхности |
охлаждения определяем |
по формуле: |
|
|
|
|
F = — Q— |
|
|
к д/ср * |
|
В условиях задачи температурная схема: |
|
90 — >>40 |
|
|
20 «— 15, |
|
откуда |
|
|
|
с р |
(90 — 20) — (40— 15) |
=36,2 °С = 36,2 К. |
ДА |
2.31g 90 — 20 |
|
|
|
40— 15 |
|
|
Следовательно,
130000
F - г36 м». 100-36,2
Расход воды:
130000 4.19-10» (20 — 15) = 6,33 кг/с = 22 400 кг/ч.
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ
5.1.Рассчитать удельный расход сухого насыщенного водя
ного пара при выпаривании воды под атмосферным давлением и под вакуумом (разрежением) 0,8 кгс/сма. Абсолютное давление
греющего водяного пара в обоих случаях pafc |
= 2 кгсДм2. |
Вода поступает на выпарку: а) при температуре |
15 °С; б) подо |
гретой до температуры кипения. |
|
5.2.Производительность выпарного аппарата по исходному раствору 2650 кг/ч. Концентрация исходного раствора 50 г/л воды. Концентрация выпаренного раствора 295 г на I л раствора^ Плотность выпаренного раствора 1189 кг/ма. Найти производи тельность аппарата по выпаренному раствору.
5.3.Как изменится производительность выпарного аппарата, если на стенках греющих труб отложится слой накипи толщиной 0,5 мм? Коэффициент теплопередачи К для чистых труб равен 1390 Вт/(м2-К). Коэффициент теплопроводности накипи X = *=1,16 Вт/(м. К).
5.4.Производительность выпарного аппарата, обогреваемого
насыщенным водяным паром с избыточным давлением pw>б =
— 1,5 кгс/см2, необходимо повысить с 1200 до 1900 кг/ч (по раз бавленному раствору). Выпаривание производится под атмосфер ным давлением, температура кипения раствора в аппарате 105 °С, раствор подается на выпарку подогретым до температуры кипе
ния. Определить, какого давления греющий |
пар надо подавать |
в аппарат. 'Тепловые потери не учитывать, |
коэффициент' тепло |
передачи считать неизменным, так же как и конечную концен трацию раствора.
5.5.Сколько надо выпарить воды из 1500 кг раствора хлори стого калия, чтобы изменить его концентрацию от 8 до 30% (масс.)?
5.6.Какое количество воды надо выпарить из 1 м3 серной кислоты с плотностью 1560 кг/м3 [65,2% (масс.)1, чтобы полу чить кислоту с плотностью 1840 кг/м3 [98,7% (масс.)]. Какой объем займет полученная концентрированная кислота?
5.7.В выпарной аппарат поступает 1,4 т/ч 9% раствора, который упаривается под атмосферным давлением до конечной концентрации 32% (масс.). Разбавленный раствор поступает на
выпарку с |
температурой |
18 °С. Упаренный раствор выводится |
из аппарата |
при 105 °С. |
Удельная теплоемкость разбавленного |
раствора 3800 Дж/(кг-К). Расход греющего насыщенного водяного пара с избыточным давлением риэС = 2 кгс/см3 составляет 1450 кг/ч. Влажность греющего пара 4,5%. Определить потерю теплоты в окружающую среду.
5.8. Определить удельную теплоемкость холодильной смеси, состоящей из 2 л воды, 8 кг льда и 5 кг поваренной соли.
5.9. Раствор состоит из 0,7 м8 серной кислоты (100 %), 400 кг медного купороса (CuS04. 5Н20) и 1,4 м* воды. Определить: а) удельную теплоемкость раствора; б) количество сухого насы щенного водяного пара с абсолютным давлением paGc = 2 кгс/см2, необходимое для нагревания раствора от 12 до 58 °С. Потери теп
лоты аппаратом за |
время нагревания раствора |
составляют |
25 100 кДж. Удельную теплоемкость серной кислоты |
и медного |
купороса определить |
по формуле (5.12). |
|
