Раздел 4 Романков, Флисюк

Выпаривание. Кристаллизация

Задача 4.1 (задачник Романков, Флисюк)  Сколько растворителя необходимо выпарить из 1800 кг/ч исходного раствора, чтобы массовая доля растворенного вещества изменялась: а) от 1 до 3%; б) от 20 до 60%?
Скачать решение

Задача 4.2 (задачник Романков, Флисюк)  Определить значения удельных расходов сухого насыщенного водяного пара при выпаривании воды (например, с целью дистилляции) под атмосферным давлением и под разрежением 0,8 кгс/см2. Абсолютное давление греющего пара 2,0 кгс/см2. Вода поступает в кипятильник: а) предварительно подогретой до температуры кипения; б) с температурой 15°С.
Скачать решение

Задача 4.3 (задачник Романков, Флисюк)  Определить новое давление греющего пара, если необходимо повысить производительность выпарного аппарата, обогреваемого насыщенным водяным паром с избыточным давлением ризб = 1,5 кгс/см2, необходимо повысить с 1200 до 1900 кг/ч по исходному раствору. Выпаривание в обоих случаях производится под атмосферным давлением при температуре кипения 105°С, подача раствора при температуре кипения. Тепловые потери отсутствуют, значение коэффициента теплопередачи и конечной концентрации остаются неизменными.
Скачать решение

Задача 4.4 (задачник Романков, Флисюк)  Определить расход греющего пара влажностью 4,5% и избыточным давлением 2 кгс/см2 при выпаривании под атмосферным давлением 1,4 т/ч водного раствора от 9 до 32%. Температура исходного раствора 18°С, упаренного раствора 105°С; потери теплоты в окружающую среду составляют 80кВт.
Скачать решение

Задача 4.5 (задачник Романков, Флисюк)  При атмосферном давлении упаривается 0,746 кг/с водного раствора с начальной температурой 95°С и массовой долей растворенного вещества 7%. Температура кипения в аппарате 105°С, температура раствора на выходе 103 °С. Избыточное давление насыщенного греющего пара риэ6=2 кгс/см2. Поверхность греющей камеры F=52 м2, коэффициент теплопередачи К=1060 Вт/(м2·К). Потери теплоты в окружающую среду составляют 110 кВт. Определить концентрацию раствора на выходе из выпарного аппарата и необходимый расход греющего пара при его влажности 5 %.
Скачать решение

Задача 4.6 (задачник Романков, Флисюк)  Под атмосферным давлением происходит непрерывное концентрирование раствора сульфата аммония от 12,5 до 30,6%. Расход концентрированного раствора 800 кг/ч; исходный раствор предварительно подогревается в теплообменнике от 24 до 80°С вторичным паром выпарного аппарата; остальной расход вторичного пара (экстра-пар Е) отводится для обогрева других аппаратов (рис. 4.3). Тепловые потери составляют 6 % от суммарной теплоты нагрева в выпарном аппарате и испарения (Qнагр+Qисп). Потеря разности температур вследствие гидравлического сопротивления трубопровода от сепаратора до теплообменника tгс = 1,0°С (К). Определить расход греющего пара (пар насыщенный, ризб=2 кгс/см2, влажность 5 %); расход экстра-пара и необходимую поверхность подогревателя при коэффициенте теплопередачи в нем К= 700Вт.

Романков, Флисюк задача 4.6

Рис. 4.3 - Выпарной аппарат с подогревом исходного раствора вторичным паром и отбором экстра-пара.
Скачать решение

Задача 4.7 (задачник Романков, Флисюк)  Вычислить удельную теплоту испарения и теплоемкость 48%-го водного раствора едкого натра при давлении рабс=0,80 кгс/см2, если при его кипении под давлением 760 мм рт. ст. температура кипения 140°С, а под абсолютным давлением рабс = 0,20 кгс/см3 - 99°С
Скачать решение

Задача 4.8 (задачник Романков, Флисюк)  Определить температуру кипения 42,5%-го водного раствора нитрата аммония при рабс=0,40 кгс/см2.
Скачать решение

Задача 4.9 (задачник Романков, Флисюк)  В выпарном аппарате (рис. 4.1) при абсолютном давлении в среднем слое кипящего растворар рср= 0,40 кгс/см2 выпаривается 10 т/ч раствора от 8 до 42,5%. Температура исходного раствора 74°С; избыточное давление греющего пара ризб = 1 кгс/см2; коэффициент теплопередачи в греющей камере К = 950 Вт/(м2·К). Потери теплоты составляют 3% от суммы (Qнагр+Qисп); потеря разности температур вследствие гидростатического эффекта tГэф=6,1°С (К). Определить поверхность греющей камеры. Вычислить также давление в барометрическом конденсаторе, если значение гидравлической депрессии ?tгс=1,0°С (К).
Скачать решение

Задача 4.10 (задачник Романков, Флисюк)  Определить изменение производительности Задача выпарного аппарата, работающего под атмосферным давлением и при обогреве его насыщенным водяным паром давлением ризб=1,2 кгс/см2, если в аппарате создать разрежение 0,70 кгс/см2, а обогрев производить греющим паром давлением ризб= 0,60 кгс/см2. Гидростатическое давление на среднем уровне слоя кипящего раствора рГэф=9,81·103 Па; температурная депрессия ?tдепр=4,0°С. Раствор поступает в аппарат при температуре его кипения в выпарном аппарате. Тепловыми потерями пренебречь; значение коэффициента теплопередачи не изменяется.
Скачать решение

Задача 4.11 (задачник Романков, Флисюк)  Определить необходимую поверхность греющей камеры и расход сухого греющего пара абсолютным давлением 2 кгс/см2 при упаривании 1,6 т/ч раствора от 10 до 40 % (масс.) под давлением 1 кгс/см2. Температура исходного раствора 30°С; полезная разность температур 12°С (К); Гидростатическая депрессия tГэф = 4°С (К). Коэффициент теплопередачи 900 Вт/(м2-К). Потери теплоты составляют 5 % от полезно используемого количества теплоты (Qнаг + Qисп).
Скачать решение

Задача 4.12 (задачник Романков, Флисюк)  Под разрежением 0,20 кгс/см2 упаривается 1500 кг/ч раствора от 8 до 36 %. Определить необходимый расход воды, подаваемой: а) в барометрический конденсатор смешения; б) в поверхностный конденсатор. В обоих случаях температура отходящего конденсата на 5°С (К) ниже температуры конденсации, а вода нагревается от 15 до 35°С.
Скачать решение

Задача 4.13 (задачник Романков, Флисюк)  Определить необходимые значения давления и удельного расхода греющего пара (степень сухости 98%) при упаривании под абсолютным давлением р1=0,8 кгс/см2 2кг/с раствора от 5 до 8 % с начальной температурой 70°С. Поверхность греющей камеры 70 м2, коэффициент теплоотдачи составляет 1500 Вт/(м2·К). Потери разности температур вследствие гидростатического эффекта tгэф = 2°С; температурная депрессия tдепр = 5,5°С. Потери теплоты в окружающую среду пренебрежимо малы. Сравнить полученный результат с удельным расходом греющего пара при тех же условиях, но при температуре исходного раствора 130°С
Скачать решение

Задача 4.14 (задачник Романков, Флисюк)  В двухкорпусной прямоточной установке, выпаривается 1т/ч 8%-го водного раствора при абсолютных давлениях 1 и 0,3 кгс/см2 в первом и во втором корпусе. Массовая доля растворенного вещества в растворе после первого корпуса 12%. Температура раствора на выходе из первого корпуса 104°С, после второго 77°С. Обогрев второго корпуса производится вторичным паром первого без отбора экстра-пара. Пренебрегая тепловыми потерями определить конечный состав раствора.
Скачать решение

Задача 4.15 (задачник Романков, Флисюк)  В условиях примера 4.14 определить значения тех же величин, приняв тпромежуточный состав раствора на выходе из первого корпуса: 1) хк1=хн2=9%; 2) хк1=хн2=6%. Объяснить результат 2.
Скачать решение

Задача 4.16 (задачник Романков, Флисюк)  В прямоточной двухкорпусной установке, концентрируется 1000 кг/ч водного раствора нитрата натрия от 10 до 30% массовая доля соли в растворе после первого корпуса 15%. Температуры раствора 103°С и 90°С после первого и второго корпусов. Определить расход растворителя, испаряющегося во втором корпусе за счет самоиспарения.

Скачать решение

Задача 4.17 (задачник Романков, Флисюк)  В прямоточной трехкорпусной выпарной установке концентрируется 1,3 т/ч водного раствора от 9 до 43%. Определить содержание растворенного вещества в растворе на выходе из первого и второго корпусов, если в каждом последующем корпусе испаряется воды на 10 % больше, чем в предыдущем.

Скачать решение

Задача 4.18 (задачник Романков, Флисюк)  Какое предельное число корпусов может быть в прямоточной выпарной установке при давлении греющего пара в первом корпусе ризб=2,3кгс/см2, остаточном давлении в конденсаторе вторичного пара последнего корпуса 147 мм рт. ст. Сумма температурных потерь во всех корпусах 41°С (К); допустимая полезная разность температур в каждом корпусе не должна быть меньше 8°С (К).

Скачать решение

Задача 4.19 (задачник Романков, Флисюк)  В выпашрной аппарат, работающий со сжатием вторичного пара в турбокомпрессоре и использованием его для обогрева этого же аппарата (рис. 4.4), поступает водный раствор с начальной температурой 70°С и массовой долей растворенного вещества 5 %. Из аппарата выводится 550 кг/ч раствора с массовой долей растворенного вещества 15%. Из потерь разностей температур существенна только температурная депрессия tдепр = 2,5°С (К). Турбокомпрессор сжимает вторичный пар от 1,0 до 2,0 кгс/см2. Тепловые потери составляют 5% от (Qнаг + Qисп). Определить количество Gгп сухого насыщенного пара (ризб = 2,0 кгс/см2), которое необходимо добавлять в греющую камеру, и мощность, потребляемую турбокомпрессором при общем его КПД равен 0,72.

Романков, Флисюк задача 4.10

Рис. 4.4 - Схема выпаривания с термокомпрессией вторичного пара.
Скачать решение

Задача 4.20 (задачник Романков, Флисюк)  Определить необходимую температуру охлаждения 40 %-го водного раствора нитрата калия, чтобы после удаления образовавшихся кристаллов содержание соли в маточном растворе оказалось в два раза меньше исходного.
Скачать решение

Задача 4.21 (задачник Романков, Флисюк)  Определить массу кристаллов, выделяющихся из 4,2 т раствора соды при охлаждении от 30 до 15°С и начальном содержании соли 2,5 моль на 1 кг воды. Образующийся кристаллогидрат содержит 10 молекул воды.
Скачать решение

Задача 4.22 (задачник Романков, Флисюк)  Определить необходимую поверхность противоточного кристаллизатора для охлаждения от 85 до 35°С 10 т/ч раствора, содержащего первоначально 7 моль сульфата аммония на 1 кг воды. При охлаждении происходит одновременное испарение воды в количестве 5% от начального расхода раствора. Коэффициент теплопередачи К=380 Вт/(м2·К). Определить также расход охлаждающей воды при ее нагреве от 13 до 24°С.
Скачать решение

Задача 4.23 (задачник Романков, Флисюк)  Вычислить необходимые значения поверхности теплопередачи греющей камеры непрерывно действующего выпарного аппарата, расход греющего пара и его удельный расход при концентрировании в нем 5.0 т/ч раствора нелетучей соли от 6 до 14 % при абсолютном давлении в барометрическом конденсаторе 0,6 кгс/см2. Начальная температура раствора 20°С. Потери разности температур составляют: вследствие гидравлического сопротивления паропровода вторичного пара 3 К (°С), за счет гидростатического эффекта 4 К (°С) и на концентрационную депрессию (эбулиоскопический эффект) 5 К (°С). Потери теплоты в окружающую среду равны 3 % от полезно затрачиваемой теплоты на парообразование из раствора и его подогрев до температуры кипения. Избыточное давление греющего пара 2 кгс/см2, его влажность 2 %. Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося греющего пара кипящему в трубках раствору 900 Вт/(м2·К).
Скачать решение

Задача 4.24 (задачник Романков, Флисюк)  Определить поверхность греющей камеры непрерывно действующего выпарного аппарата, расход греющего пара и его удельный расход при концентрировании в нем 4,0 т/ч раствора нелетучей соли начальная и конечная концентрации равны 8 и 20 % соответственно. Абсолютное давление в сепараторе выпарного аппарата 0,7 кгс/см2. Начальная температура раствора 15°С. Абсолютное давление греющего пара 2 кгс/см2, его степень сухости 95%. Потери разности температур составляют на гидравлический эффект 3,5К (°С) и на концентрационную депрессию (эбулиоскопический эффект) 6К (°С). Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося греющего пара кипящему в трубках раствору 1200 Вт/(м2·К). Потери теплоты в окружающую среду составляют 4% от полезно количества.
Скачать решение

 

Примеры решения глава 4

Пример 4.1. Определить расход испаряемого растворителя при концентрировании 1,2 т/ч водного раствора, содержащего 70 г/л растворенного вещества, до концентрации 810 г/л при плотно­сти упаренного раствора 1500 кг/м3.
Скачать решение(8.93 Кб) скачиваний302 раз(а)

Пример 4.2. Определить для анилина: а) температуру кипения и б) удельную теплоту парообразования при абсолютном давлении 0,2 кгс/см2.
Скачать решение(27.43 Кб) скачиваний215 раз(а)

Пример 4.3. Вычислить удельную теплоемкость 25 % -го водного раствора натриевой соли салициловой кислоты (С6Н4(ОН)СОONa).
Скачать решение(9.1 Кб) скачиваний225 раз(а)

Пример 4.4. Определить необходимый расход греющего на­сыщенного водяного пара при непрерывном выпаривании 2 г/ч водного раствора NаОН от 14 до 24 % (мас.) при атмосферном дав­лении. Температура греющего пара 150°С. Тепловые потери со­ставляют 58 кВт. Удельная теплота дегидратации для раствора исходного состава qдегидр=3,97 кДж/кг. Сравнить три варианта: а) температура исходного раствора tН = 20 С; б) раствор поступает на выпаривание при температуре кипения в аппарате; в) исход­ный раствор перегрет до 130 С.
Скачать решение(27.84 Кб) скачиваний247 раз(а)

Пример 4.5. Определить значение температурной депрессии ?tдепр для 25% -го водного раствора хлорида кальция, кипящего при абсолютном давлении над раствором р1 = 0,36 кгс/см2.
Скачать решение(20.39 Кб) скачиваний229 раз(а)

Пример 4.6. Определить значение гидростатической потери разности температур tгэф при выпаривании 25%-го водного рас­твора хлорида кальция при абсолютном давлении над раствором р1= 0,36 кгс/см2 и высоте кипятильных труб Нтр=4,0 м.
Скачать решение(17.6 Кб) скачиваний223 раз(а)

Пример 4.7. Вычислить значение гидравлической депрессии tгс при движении вторичного водяного пара из выпарного аппа­рата в барометрический конденсатор по паропроводу диаметром 150 мм и длиной 14 м, имеющему три поворота на 90? (коэффици­ент местного сопротивления 0,2). Скорость пара 50 м/с, абсо­лютное давление в конденсаторе р0=0,3 кгс/см2. Коэффициент трения при движении пара по трубопроводу ?= 0,03.
Скачать решение(15.85 Кб) скачиваний236 раз(а)

Пример 4.8, Определить необходимые значения площади теп-лообменной поверхности и расхода греющего насыщенного пара для выпаривания 20 т/ч раствора СаС12 от 15 до 25% при абсо­лютных давлениях в барометрическом конденсаторе и греющего пара; р0=0,345 и ргп=1,4 кгс/см2 соответственно. Температура исходного раствора tН=75 С. Влажность греющего пара 5 %. Коэффициент теплопередачи длл греющей камеры К = 1000 Вт/(м2·К). Тепловые потери в окружающую среду составляют 5 % от полезно используемой теплоты.
Скачать решение(30.95 Кб) скачиваний237 раз(а)

Пример 4.9. Определить необходимые значения давления и расхода сухого насыщенного греющего пара при выпаривании 0,90 кг/с раствора от 3 до 7 % при остаточном давлении 0,60 кгс/смг. Температура исходного раствора 60 'С; потери разности темпера-тур вследствие концентрационной и гидростатической депрессии составляют tдепр=8,2 К и tгэф=2,6 К. Поверхность греющей камеры F=120м2, значение коэффициента теплопередачи К=815Вт/(м2·К). Потери теплоты в окружающую среду составля­ют 4 % от суммарной теплоты испарения и нагрева.
Скачать решение(21.55 Кб) скачиваний227 раз(а)

Пример 4.10. Определить необходимую поверхность греющей камеры и уделыгый расход греющего пара абсолютным давлением 2,5 кгс/см2 и влажностью 3 % при упаривании 6,5 т/ч раствора от 12 до 18%. Температура конденсации в барометрическом конден­саторе составляет 75 С. Коэффициент теплопередачи для грею­щей камеры К=1400Вт/(м2·К). Потери разности температур со­ставляют: на концентрационную депрессию tдепр=2,5К, на гидравлические сопротивления tгс=1,0К и на гидростатический эффект tгэф=3,0К. Потери через теплоизоляцию принять 3,5 % от полезно используемой теплоты. Температура исходного раство­ра 20?С. Найти также необходимый расход воды, подаваемой в барометрический конденсатор смешения при ее начальной темпе­ратуре 14 С, объемный расход откачиваемого из конденсатора воздуха и высоту барометрической трубы диаметром 200 мм и внутренней шероховатостью е = 0,2 мм.
Скачать решение(44.92 Кб) скачиваний240 раз(а)

Пример 4.11. Определить теплопередающие поверхности греющих камер двухкорпусной выпарной установки (рис. 4.2) при концентрировании от 4 до 14% 10 т/ч раствора с начальной температурой 22?С. Давление в барометрическом конденсаторе 0,40 кгс/см2; давление греющего пара 3,0 кгс/см2. Массовая доля растворенного вещества в растворе на выходе из первого корпуса хк1=хн2=7%. Потери разности температур: вследствие концен­трационной депрессии в первом корпусе ?tдепр1=2,5?С, во втором корпусе tдепр2=4,0?С; на гидростатический эффект tгэф1=5,0?С и tгэф2=3,0?С; вследствие гидравлического сопротивления tгс1=1,0°С и tгс2=1,5°С соответственно в первом и втором корпусах. Значения коэффициентов теплопередачи по корпусам К1=1500 и К2=1200Вт/(м2·К). Тепловые потери составляют 3 и 2% от по­лезно используемой теплоты в каждом из корпусов. Определить также удельный расход греющего пара.

Романков, Флисюк задача 4.2

Рис. 4.2 – Схема двухкорпусной выпарной установки
Скачать решение(76.01 Кб) скачиваний240 раз(а)

Пример 4,12. Определить количество выделяющихся при л гидрическом процессе кристаллов при охлаждении от 80 до 3 10 т/ч водного раствора поташа. Образующийся кристаллогид содержит две молекулы воды.
Скачать решение(13.23 Кб) скачиваний216 раз(а)

Пример 4.13. Определить необходимые значения расхода ох­лаждающей воды, проходящей противотоком и нагревающейся от 15 до 20°С, при непрерывной кристаллизации 5000 кг/ч водного раствора нитрата натрия, содержащего 16 моль NаN3 на 1 кг во­ды и охлаждаемого от 90 до 40°С. Одновременно с охлаждением раствора происходит испарение из него воды в количестве 3 % от исходного расхода раствора. Коэффициент теплопередачи от рас­твора к воде К=300 Вт/(м2·К).
Скачать решение(29.01 Кб) скачиваний228 раз(а)

Пример 4.14 Определить необходимые значения расхода гре­ющего пара (избыточное давление ргп=2,2кгс/см2, влажность 7%) и поверхности теплопередачи выпарного аппарата при концентри­ровании 2,5 кг/с водного раствора от 5 до 35 % при абсолютном давлении в барометрическом конденсаторе рбк=0,5 кгс/см2. Начальная температура раствора 15°С. Коэффициент теплопере­дачи от конденсирующегося пара к кипящему в трубках раствору 950 Вт/(м2·К). Потери разности температур составляют: на гидравлические сопротивления 1,5 К (°С), на гидростатический эффект 4 К (°С) и на концентрационную депрессию 3 К (°С). Поте­ри теплоты в окружающую среду составляют 2 % от суммарной теплоты на подогрев раствора и на выпаривание растворителя.
Скачать решение(35.83 Кб) скачиваний238 раз(а)

Пример 4.15. Вычислить необходимые значения теплопередающей поверхности греющей (кипятильной) камеры выпарного аппарата и расхода греющего пара (абсолютное давление 3 кгс/см2, влажность 3,5 %) при непрерывном выпаривании 7,5 т/ч водного раствора от 10 до 40 % при атмосферном давлении над кипящим раствором (в сепараторе выпарного аппарата (см. рис. 4.1)). На­чальная температура раствора 80°С; коэффициент теплопередачи от греющего пара к кипящему раствору 1400 Вт/(м5-К). Потери разности температур на концентрационную депрессию 2 К (°С) и на гидростатический эффект 5 К (°С). Потери теплоты в окру­жающую среду составляют 6 % от суммарной полезной теплоты.

Романков, Флисюк задача 4.15

Рис. 4.1 - Схема однокорпусной вы­парной установки: 1 - греющая камера; 2 - сепаратор; 3 – наружная циркуляционная труба; 4 – барометрический конденсатор; 5 – уровнемер (водомерное стекло).
Скачать решение(26.38 Кб) скачиваний235 раз(а)

   
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100