Примеры выполнения задач, по определению параметров выпаривания

Задача 1. Сколько воды необходимо выпарить из 1000 кг сахарного раствора, чтобы повысить его концентрацию с 15 % до 65 % сухих веществ?

Решение. Массовый расход выпариваемой воды определяем по формуле (4.14):

Подставляя численные значения, получим:

Задача 2. Определить количество воды выпариваемой в корпусах 4-х корпусной выпарной установки из 16000 кг/г раствора концентрацией мас. % до мас. %, если выпаренная вода распределяется между корпусами в соотношении:

Решение. Определим массовый расход выпариваемой воды по всей установке по формуле 4.14, если :

Учитывая, что и известное распределение выпариваемой воды по корпусам составим пропорции и найдем недостающие значения:

Задача 2. Определить удельный расход греющего пара на однокорпусную выпарную установку непрерывного действия, в которой 15000 кг/ч р-ра концентрацией сухих веществ сгущаются до 30 %. Давление греющего пара р = 2,74 бар: давление в аппарате р = 1,17 бар, температура исход. р-ра 90 , температура кипения р-ра 105 , средняя теплоемкость с = 4190 Дж/кг×К; теплопотери – 3 %, степень сухости греющего пара 80%.

Решение. Определим массовый расход выпариваемой воды по формуле 4.14:

Определяем расход теплоты на выпаривание по формуле (4.15):

(табл. П.2.3., приложения 2), при ;

при (по воде), (табл.П.2.4.,приложение 2).

По условию, стр.75:

тогда общее количество тепла составляет:

Определяем расход греющего пара в выпарном аппарате:

где r_п =2245,4 кДж/кг при р = 1.17 бар (табл.П.2.3. приложение 2).

Определяем удельный расход пара:

на 1 кг выпаренной влаги.

Задача 3. Исходный (начальный) раствор гидроксида натрия содержит 79 г/л воды. Плотность упаренного раствора при 30ºС равна 1,555 . Это соответствует концентрации 840 г/л раствора. Определить количество выпаренной воды на 1 т исходного раствора.

Решение. Массовая доля растворенного вещества в начальном растворе:

В конечном растворе:

Тогда, количество выпаренной воды на 1 т исходного раствора:

Задача 4. Найти удельную теплоемкость 25 % водного раствора натриевой соли салициловой кислоты.

Решение. Так как концентрация раствора больше 20 % то удельную теплоемкость раствора рассчитаем по формуле (4.21):

.

Предварительно определяем удельную теплоемкость по формуле воспользовавшись данными табл. 4.2. Химическая формула соли: М = 160. Имеем:

Удельная теплоемкость 25 % раствора:

Задача 6. Определить, пользуясь правилом линейности, температуру кипения анилина при остаточном абсолютном давлении 0,02 МПа. Известно, что при температуре 160 ºС давление насыщенного пара анилина равняется 390 мм рт. ст., а при атмосферном давлении температура кипения анилина 184 ºС.

Решение. Возьмем в качестве эталонной жидкости гексан. По диаграмме (рис. П.4.4., приложение 4) находим для гексана:

При мм рт. ст. ;

мм рт. ст ,

тогда

При абсолютном давлении p = 0,02 МПа, т.е. мм рт. ст., температура кипения гексана 24,5 (рисюП.4.4., приложение 4).

Следовательно: откуда t = 130,1 .

Если решать эту задачу с помощью диаграммы линейности, составленной с применением воды в качестве эталонной жидкости (рис. П.4.1. приложение 4), то получим: температура кипения воды при абсолютном давлении равна (табл. П.2.3., приложение 2). По диаграмме линейности находим точку пересечения ординаты 60 . (для воды) с линией 12 (для анилина). Этой точке пересечения соответствует на шкале абсцисс температура кипения анилина, равная 130 .

Задача 7. Определить, пользуясь правилом Бабо температуру кипения ацетона при давлении 143 кПа. Известно, что при 35 ^оС давление паров ацетона равно 12,35 кПа.

Решение. При расчете температуры по методу Бабо, воспользуемся формулой:

По условию задачи, давление паров над раствором составляет 12,35 кПа при температуре 35 ^оС. Давление паров воды при этой температуре составляет 6,0 кПа (по табл. П.2.3., приложение 2). Тогда:

Определим давление паров воды исходя из величины давления ацетона 143 кПа

Получим р = 65,5 кПа. Этому давлению соответствует температура кипения воды 87 ^оС. Значит температура кипения раствора при давлении р = 65,5 кПа также равна t = 87 ^оС.

Задача 8. Рассчитать теплоемкость 15 % сахарного раствора.

Решение. Для расчета удельной теплоемкости двухкомпонентных разбавленных водных растворов (х < 0,2) воспользуемся формулой (4.20):

Задача 9. Найти теплоемкость 65 % сахарного раствора.

Решение. Т.к. концентрация раствора больше 20 %, то теплоемкость раствора определяется по формуле:

Предварительно находим теплоемкость сухого остатка чистой сахарозы (молек. масса М = 342; химическая формула ).

Воспользуемся табл.2.12, приложения 2 и определим теплоемкость чистой сахарозы:

Тогда теплоемкость 65 % сахарного раствора:

Дата добавления: 2015-07-11