Р е ш е н и е

1.Для определения времени нарастания концентрации необходимо уравнение 4.1 решить относительно τ.

(4.6)

где

Если учесть (4.3)

(4.7)

Как видно, время нарастания концентрации τ зависит от отношения , чем оно меньше, тем медленнее изменяется концентрация растворенных веществ в циркуляционной воде. Предельная концентрация Сц = Ку·Сд. Для определения Ку необходимо знать долю испаряющейся воды, которая равна

,

где х- доля теплоты, отдаваемая воздуху испарением: лето 1,0; весна и осень 0,75; зима 0,5;

∆t–разность температур циркуляционной воды до и после охлаждения, К.

Для ∆t= 8К (весенний-осенний период) найдем р_{и, %}

р_и=0,16·8·0,75 = 0,86,

тогда р_д составит, % =3+0,86=3,86;

отсюда Ку = р_д/р_пр = 3,86 / 3=1,29.

С_ц = Ку·Сд=1,29·350 = 451 мг/дм³

Приняв Сх = 0,99·Сц и Сн = Сд с учетом соотношения (4.7) определим:

,

тогда

2. Определение необходимого увеличения добавки воды в системе для предотвращения накипи.

Главное требование к водно-химическому режиму систем оборотного водоснабжения состоит в том, что в системе должны отсутствовать накипеобразование и коррозия оборудования и трубопроводов. Как известно, накипеобразование в системах обусловливается выпадением из раствора CaCO₃, возникающего при разложении гидрокарбоната кальция:

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ ↓ + CO₂↑ + H₂O

-если такое разложение в системе отсутствует…	то имеет место соотношение Щц = Kу·Щ д
-соотношение Щц > Kу·Щд….	свидетельствует о том, что в систему добавляются или поступают щелочные вещества;
-соотношение Щц < Ку·Щд …	свидетельствует о том, что в системе происходит распад Ca(HCO3)2 и образование отложений в количестве ΔЩ = Kу·Щд – Щц

Для данного случая Kу·Щд = 1,29 ·3,7 = 4,77, следовательно на образование накипи расходуется щелочность:

ΔЩ = 4,77 - 4,2 = 0,58 ммоль/дм³

Для предотвращения накипеобразования можно применять два способа:

а) ввести соответствующую обработку добавочной воды;

б) увеличить добавку свежей воды в систему.

В последнем случае, если указанное значение Щ_ц = 4,2 ммоль/дм³ является стабильным параметром, следовало бы, исходя из коэффициента упаривания увеличить добавку свежей воды. Для этого определяем необходимый расход добавки воды (Рд, %) в процентахот количества воды (м³/час), находящейся в обороте.

Отсюда в систему следовало бы добавить свежей воды, м³/час:

Может оказаться, что это экономически невыгодно и нецелесообразно.

Тогда остается способ – специальной обработки добавочной воды. В этом случае целесообразно снизить добавку воды в систему к экономически выгодному минимуму.

Контрольное задание № 4

Определить:

а) время, в течение которого в воде системы достигается предельная концентрация С_ц;

б) необходимое увеличение добавки воды для предотвращения накипеобразования.

Таблица 4-Исходные данные контрольного задания №4

№ варианта	Qоб, м3/ч	W, м3	ΔT, K	рпр, %	Сд, мг/дм3	Щд,	Щц	Период работы
ммоль/дм3
	7·103	1,1·104		3,0		3,4	4,4	зима
	6·103	1,2·104		3,1		3,3	4,3	осень
	5·103	1,3·104		3,2		3,2	4,2	осень
	4·103	1,4·104		3,3		3,0	4,0	весна
	3·103	1,5·104		3,4		3,1	4,1	Зима
	8·103	1,6·104		3,5		3,2	4,2	лето
	5·103	1,7·104		3,6		3,3	4,3	лето
	6·103	1,8·104		3,77		3,0	4,0	Зима
	7·103	1,9·104		3,8		3,1	4,1	Зима
	4·103	1,8·104		3,9		3,3	4,3	Зима
	5103	1,7·104		4,0		3,2	4,2	осень
	9·103	1,6·104		4,1		3,0	4,0	Зима
	8·103	2,1·104		4,3		2,7	3,7	Зима
	7·103	2,2·104		4,2		2,5	3,5	весна
	6·103	2,3·104		4,4		2,6	3,6	Зима
	5·103	2,4·104		4,5		3,7	4,7	осень
	4·103	2,5·104		4,6		3,5	4,5	Зима
	3·103	2,6·104		4,7		3,8	4,8	Лето
	2·103	2,4·104		4,8		3,5	4,5	весна
	7·103	2,2·104		4,9		3,0	4,0	зима

Контрольные вопросы

1 Формула расчета коэффициента упаривания.

2 Что характеризует коэффициент упаривания?

3 Что образуется при разложении гидрокарбоната кальция?

4 Как отличаются по растворимости карбонат и гидрокарбонат кальция?

6 От каких параметров зависит доля испаряющейся воды в системе?

7 Вывод формулы вычисления добавки воды в процентах