Методические указания 4 страница

Указания к решению

На основании материального баланса процесса определить количество испарившейся воды W, кг/с.

Составить тепловой баланс процесса. При этом расходом тепла на дегидратацию можно пренебречь.

На основании теплового баланса процесса вычислить количество передаваемого тепла Q, Вт. Далее определить полезную разность температур ∆t_пол, ⁰С и необходимую поверхность теплообмена F, м².

При определении расхода греющего пара G_п, кг/ч, учесть потери тепла аппарата.

Параметры греющего пара определить в зависимости от его давления.

Задача 17

Определить, до какой конечной концентрации а_к, % упаривается водный раствор соли, если расход охлаждающей воды на барометрический конденсатор составляет V, м³/ч. Потерями тепла пренебречь.

Исходные данные

1. Количество исходного раствора G_н, кг/ч.

2. Начальная концентрация раствора а_н, %.

3. Температура вторичного пара, поступающего в барометрический конденсатор t_п, ⁰С.

4. Расход охлаждающей воды V, м³/ч.

5. Начальная температура охлаждающей воды t₁, ⁰С.

6. Конечная температура охлаждающей воды и конденсата вторичного газа t₂, ⁰С.

№ п/п	Gн, кг/ч	ан, %	tп, 0С	V, м3/ч	t1, 0С	t2, 0С
1.		17,1		38,0
2.		25,4		23,4
3.		18,4		46,8
4.		12,8		24,2
5.		40,0		39,7
6.		13,8		67,7
7.		14,1		47,1
8.		40,1		56,2
9.		29,7		16,4
10.		33,9		13,0
11.		18,4		40,2
12.		25,8		24,2
13.		18,2		45,4
14.		12,4		25,2
15.		40,0		38,4
16.		13,4		64,2
17.		15,1		46,2
18.		40,1		56,2
19.		28,7		18,2
20.		34,1		15,6
21.		16,8		33,0
22.		24,8		25,4
23.		17,1		46,1
24.		12,6		26,2
25.		38,0		40,2
26.		13,2		67,7
27.		14,5		49,3
28.		41,1		56,2
29.		30,0		15,8
30.		34,2		13,0

Указания к решению

На основании теплового баланса конденсатора определить количество вторичного пара.

Задача 18

Определить по производственным данным коэффициент теплопередачи в выпарном аппарате, обогреваемом насыщенным водяным паром.

Исходные данные

1. Количество переданного тепла Q, кВт.

2. Поверхность теплопередачи выпарного аппарата F, м².

3. Давление вторичного пара, поступающего в конденсатор Р_вт, МПа.

4. Давление греющего пара Р_гр, МПа.

5. Депрессии:

температурная ∆¹¹¹, ⁰С;

гидростатическая ∆¹¹, ⁰С.

гидродинамическая ∆¹, ⁰С.

№ п/п	Q, кВт	F, м2	Рвт, МПа	Ргр, МПа	∆111, 0С	∆11, 0С	∆1, 0С
1.			0,45	1,02	14,0	2,0	1,0
2.			0,45	0,92	5,5	3,0	1,5
3.			0,19	0,61	6,0	5,0	2,0
4.			0,11	0,20	3,0	8,0	1,0
5.			0,29	0,41	2,5	6,5	1,0
6.			0,08	0,18	10,5	6,0	1,5
7.			0,04	0,10	6,5	2,5	2,0
8.			0,22	0,51	9,0	2,0	1,0
9.			0,46	1,02	4,5	4,0	1,5
10.			0,38	0,92	2,0	6,0	2,0
11.			0,45	1,02	12,0	2,0	1,5
12.			0,42	0,92	5,4	3,5	1,0
13.			0,18	0,61	10,0	4,0	1,0
14.			0,14	0,22	3,0	8,0	1,0
15.			0,30	0,42	2,5	6,0	1,5
16.			0,08	0,19	10,5	4,0	1,5
17.			0,05	0,10	6,5	2,0	1,0
18.			0,22	0,53	10,0	4,0	2,0
19.			0,44	1,01	6,5	4,0	1,5
20.			0,40	0,94	2,0	7,0	2,0
21.			0,48	1,02	10,0	2,0	1,0
22.			0,45	0,90	8,0	2,5	1,5
23.			0,18	0,64	6,0	5,0	1,0
24.			0,08	0,18	5,0	5,0	2,0
25.			0,30	0,41	2,5	7,0	1,5
26.			0,10	0,18	6,0	4,0	2,0
27.			0,04	0,12	8,5	2,0	1,5
28.			0,20	0,50	9,0	2,0	2,0
29.			0,47	1,02	4,5	8,0	1,5
30.			0,36	0,90	2,0	6,0	2,0

Указания к решению

Определить полезную разность температур ∆t_пол. Температуру греющего пара вычислить в зависимости от его давления Р_гр. Температуру кипения раствора вычислить по температуре вторичного пара (зависящего от Р_вт) с учетом депрессий.

Задача 19

Определить поверхность теплопередачи выпарных аппаратов в трехкорпусной установке непрерывного действия. Схему выпарки принять прямоточную.

Исходные данные

1. Давление греющего пара Р_гр, МПа.

2. Вакуум в барометрическом конденсаторе В, МПа.

3. Сумма депрессий ∆, ⁰С.

4. Расход тепла по корпусам Q_і, кВт.

5. Коэффициенты теплопередачи по корпусам К_і, Вт/(м²*К).

№ п/п	Ргр, МПа	В, МПа	∆, 0С	Qі, кВт	Кі, Вт/(м2*К)
1.	1,22	0,03
2.	1,12	0,02
3.	1,02	0,03
4.	0,91	0,01
5.	0,82	0,06
6.	0,71	0,07
7.	0,51	0,08
8.	0,41	0,07
9.	0,36	0,06
10.	0,31	0,08
11.	1,24	0,03
12.	1,12	0,02
13.	1,04	0,03
14.	1,01	0,01
15.	0,85	0,05
16.	0,75	0,07
17.	0,51	0,06
18.	0,43	0,08
19.	0,38	0,06
20.	0,33	0,08
21.	1,26	0,01
22.	1,18	0,03
23.	1,02	0,08
24.	0,98	0,02
25.	0,75	0,06
26.	0,78	0,06
27.	0,48	0,07
28.	0,41	0,07
29.	0,34	0,07
30.	0,32	0,06

Указания к решению

Распределение полезной разности температур по корпусам сделать в двух вариантах: из условия минимальной общей поверхности и из условия равной поверхности корпусов.

Задача 20

Определить коэффициент массоотдачи для газа в насадочном скруббере при абсорбции из воздуха газа А. Режим считать пленочным.

Исходные данные

1. Тип насадки – кольца керамические (кольца Рашига).

2. Размеры элемента насадки dхhхδ, мм.

3. Диаметр аппарата D, м.

4. Расход воздуха (при нормальных условиях) V, м³/с.

5. Температура воздуха t, ⁰С.

6. Давление воздуха Р, МПа.

№ п/п	А	dхhхδ, мм	D, м	V, м3/с	t, 0С	Р, МПа
1.	Двуокись углерода	15х15х2	1,0	0,4		0,1
2.	Двуокись серы	25х25х3	1,5	4,0		0,2
3.	Аммиак	35х35х4	2,0	6,0		0,3
4.	Водяной пар	50х50х5	2,5	12,0		0,4
5.	Метиловый спирт	15х15х2	3,0	18,0		0,5
6.	Этиловый спирт	25х25х3	1,0	2,0		0,5
7.	Хлористый водород	35х35х4	1,5	4,0		0,4
8.	Серный ангидрид	50х50х5	2,0	6,0		0,3
9.	Сероуглерод	15х15х2	2,5	66,0		0,2
10.	Этиловый спирт	25х25х3	3,0	4,5		0,1
11.	Двуокись углерода	15х15х2	1,2	0,6		0,15
12.	Двуокись серы	25х25х3	1,3	3,5		0,10
13.	Аммиак	35х35х4	1,8	5,0		0,20
14.	Водяной пар	50х50х5	2,4	10,0		0,30
15.	Метиловый спирт	15х15х2	1,5	15,0		0,60
16.	Этиловый спирт	25х25х3	1,0	3,0		0,40
17.	Хлористый водород	35х35х4	1,2	3,5		0,40
18.	Серный ангидрид	50х50х5	1,8	5,5		0,30
19.	Сероуглерод	50х50х5	2,2	60,0		0,20
20.	Этиловый спирт	35х35х4	2,6	4,8		0,15
21.	Двуокись углерода	25х25х3	1,4	0,8		0,20
22.	Двуокись серы	15х15х2	1,7	5,5		0,30
23.	Аммиак	50х50х5	2,0	14,0		0,40
24.	Водяной пар	35х35х4	2,2	14,0		0,20
25.	Метиловый спирт	25х25х3	2,6	20,0		0,50
26.	Этиловый спирт	15х15х2	1,2	3,4		0,40
27.	Хлористый водород	15х15х2	1,6	4,6		0,30
28.	Серный ангидрид	25х25х3	2,0	7,0		0,40
29.	Сероуглерод	35х35х4	2,2	70,0		0,15
30.	Этиловый спирт	50х50х5	2,8	4,2		0,20

Указания к решению

Определить объем проходящего газа при фактических условиях (при данных t и Р), используя уравнение Менделеева-Клапейрона.

Коэффициент диффузии газа А в воздухе определить по таблице в литературе [2] и привести к фактическим условиям.

Задача 21

Определить расход поглотителя и среднюю движущую силу процесса при абсорбции газа А из воздуха водой.

Исходные данные

1. Расход воздуха V, м³/ч (при нормальных условиях).

2. Концентрация распределяемого компонента в воздухе на входе в аппарат y₁, мольные доли.

3. Концентрация распределяемого компонента на выходе из аппарата y₂, мольные доли.

4. Концентрация распределяемого компонента в поглотителе на входе в аппарат х₁, мольные доли.

5. Коэффициент избытка поглотителя β.

6. Давление воздуха Р, МПа.

7. Температура воздуха t, ⁰С.