Практическая работа по "Технологии"

Задание: рассчитать двухкорпусную выпарную установку непрерывного действия для выпаривания S0 кг/час раствора соли от начальной концентрации а0 % масс. до конечной а2 % масс. Слабый раствор соли подаётся в аппарат при температуре t0. Давление греющего пара Ргр ата. Вакуум во втором корпусе составляет Рвак мм.рт.ст. Выпарная установка обслуживается барометрическим конденсатором смешения, в который подаётся вода с температурой t'в℃.Из первого корпуса отводится Е1 кг/ч экстра-пара.

Определить:

1. Расход греющего пара в выпарном аппарате;
2. Поверхности теплообмена;
3. Расход охлаждающей воды в конденсаторе;
4. Диаметр и высоту барометрической трубы;

[pic 1]

Рисунок 1. Многокорпусная установка с двумя корпусами

1. Общее количество выпаренной воды:

 (кг/c)[pic 2]

Распределение W по корпусам:

 (кг/c)[pic 3]

 (кг/c)[pic 4]

1. Концентрация раствора в 1 корпусе:

 (кг/кг) = 18,4 %[pic 5]

Стандартную температуру в I корпусе находим по графику, построенному по табличным данным.

a1 = 18,4 % масс. → t1ст = 102,4 ℃  [1]

а2 = 21 % масс. → t2ст = 102,9 ℃   [1]

[pic 6]

℃ (значение температурной депрессии в 1-ом корпусе)[pic 7]

℃ (значение температурной депрессии во 2-ом корпусе)[pic 8]

 - константа Бабо, где  - стандартное давление, т.е. 101,0 кПа или 760 мм.рт.ст[pic 9][pic 10]

По справочным данным найдём давление паров растворителя (воды) над раствором NaOH и над чистым растворителем (воды) при соответствующих температурах:

 = 101,0 кПа[pic 11]

кПа = 1,145  (при t2ст = 102,9℃) [2][pic 12][pic 13]

 (Па)[pic 14]

 (кПа)[pic 15]

Определяем, какой температуре соответствуют полученные значения давления Ps и Р2 [2]:

tБ2 = 55,23℃ и θ2 = 53,07℃

1. Температурная депрессия во 2-ом корпусе:

℃[pic 16]

[pic 17]

1. Гидравлическая депрессия:

℃[pic 18]

℃[pic 19]

1. Полезная разность температур:

[pic 20]

Температуру Т1 найдём по справочным данным, используя заданное давление греющего пара Ргр = 4 ат = 392,3 кПа

142,9 ℃ [2], тогда [pic 21]

℃[pic 22]

1. Предварительно распределяем значение  по корпусам. При этом принимаем, что :=1:1,5[pic 23][pic 24][pic 25]

Тогда:

[pic 26]

 [pic 27][pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

Температура кипения в 1-ом корпусе:

℃[pic 31]

Температура вторичного пара в 1-ом корпусе:

℃[pic 32]

Температура греющего пара во 2-ом корпусе:

℃[pic 33]

Температура кипения раствора во 2-ом корпусе:

℃[pic 34]

1. Потоки W1 и W2 выпаренной воды:

[pic 35]

Находим теплоёмкости и энтальпии [1]:

С0 = 3,637 кДж/(кг*К) - теплоёмкость раствора соли с концентрацией 16% при 109,31 ℃