Решение задач по ПАХТ задачниу Романков, Флисюк

Примеры задач глава 9

Пример 9.1. Влажный материал, содержащий 280 г влаги на на 1 кг абсолютно сухой основы, высушивается до состояния, со­ответствующего содержанию 70 г на 1 кг абсолютно сухого мате­риала. Расход поступающего в сушилку влажного материала Gн=2,0 т/ч. Определить количества высушенного материала и испа­ряемой влаги.
скачать решение примера 9.1(15.17 Кб) скачиваний493 раз(а)

Пример 9.2. Определить количество удаляемой из 1 кг влаж­ного материала влаги при его высушивании от а) 120 до 60 % и б) от 12 до 6 % (на абсолютно сухой материал).
скачать решение примера 9.2(7.09 Кб) скачиваний498 раз(а)

Пример 9.3. Вычислить влагосодержание и энгалышю влаж­ного воздуха при температуре t=30?С, относительной влажности ?=0,75 (75%) и общем давлении П = 0,0981 МПа (1 кгс/см2).
скачать решение примера 9.3(12.61 Кб) скачиваний491 раз(а)

Пример 9.4. По данным предыдущего примера вычислить удельный объем влажного воздуха, приходящийся на 1 кг сухого воздуха, т. е. на (1 + х) кг паровоздушной смеси.
скачать решение примера 9.1(6.07 Кб) скачиваний393 раз(а)

Пример 9.5. Определить относительную влажность воздуха при его температуре t=150°С, общем давлении П = 760 мм рт. ст. и влагосодержании х = 0,070 кг/кг сух. воздуха.
скачать решение примера 9.5(8.39 Кб) скачиваний445 раз(а)

Пример 9.6. Определить влагосодержание воздуха при t=60°С и ?=50%, если барометрическое давление П = 765 мм рт. ст., и оценить погрешность при нахождении этого же влагосодержания с помощью 1-х диаграммы, построенной для среднегодового давления 745 мм рт. ст.
скачать решение примера 9.6(10.21 Кб) скачиваний448 раз(а)

Пример 9.7. С помощью 1-х диаграммы (рис. 9.1) определить энтальпию и влагосодержание воздушно-паровой смеси, имеющей температуру 60°С и относительную влажность 30% . Найти также температуры точки росы и мокрого термометра; сравнить значе­ния tгп и tм с вычисленными по соотношениям (9.6) и (9.7) при П=745 мм рт. ст.

Романков, Флисюк задача 9.7

Рис. 9.4 - Определенно параметров влажного воздуха по I-x диаграмме
скачать решение примера 9.7(23.33 Кб) скачиваний461 раз(а)

Пример 9.8. По диаграмме состояния I-х определить парци­альное давление водяного пара, относительную влажность и тем­пературу точки росы воздушно-паровой смеси, имеющей температуру t=80°С и энтальпию I=150 кДж/кг сух. воздуха.

Романков, Флисюк задача 9.8

Рис. 9.5 - Определение параметров паровоздушной смеси по I-x диаграмме
скачать решение примера 9.8(14.59 Кб) скачиваний413 раз(а)

Пример 9.9. Определить по I-х диаграмме относительную влажность и другие параметры влажного воздуха, если показания психрометра таковы: температура (по сухому термометру) t=40°С к температура мокрого термометра tМ = 35°С. Среди прочих пара­метров найти температуру точки росы и рп.
скачать решение примера 9.9(11.38 Кб) скачиваний420 раз(а)

Пример 9.10. Определить по 1-х диаграмме энтальпию, влагосодержание и относительную влажность воздуха после его на­грева в поверхностном калорифере от комнатных параметров t0=24°С и ? 0 = 0,70 до t1= 90°С.
скачать решение примера 9.10(12.71 Кб) скачиваний411 раз(а)

Пример 9.11. По показаниям психрометра (температура сухого термометра t=85°С и температура мокрого термометра tM=68°С при барометрическом давлении П=750 мм.рт.ст. и скорости воз­духа w=1,0 м/с вычислить относительную влажность воздуха.
скачать решение примера 9.11(12.78 Кб) скачиваний380 раз(а)

Пример 9.12 Определить расходы сухого воздуха и теплоты в теоретической сушилке при удалении из материала 100 кг/ч вла­ги, если начальное состояние воздуха (перед калорифером): t0=15°С и ?0=0,80, а на выходе из сушилки: t2=44°С и ф2=0,50.
скачать решение примера 9.12(14.82 Кб) скачиваний529 раз(а)

Пример 9.13. Определить температуру влажного материала, выходящего из сушилки при влажности выше критической, если воздух на выходе из сушилки имеет температуру t2=100°С и влагосодержание х2=0,0135 кг/кг сух. воздуха.
скачать решение примера 9.13(13.1 Кб) скачиваний393 раз(а)

Пример 9.14. Перед поверхностным калорифером (рис. 9.6) производится смешение в массовых отношениях 1:3 (по сухому воздуху) свежего воздуха с параметрами t1=25°С и ?0=50 % и выходящего из сушилки с параметрами t2=50°С и ?2=80%. Оп­ределить параметры смеси перед калорифером и после него, если подогрев смеси производится до температуры t1=80°С.

Романков, Флисюк задача 9.14

Рис. 9.6. Схема сушильной установки и изображение в I-х диаграмме про­цесса сушки с рециркуляцией сушильного агента: К - калорифер; С – сушилка
скачать решение примера 9.14(22.05 Кб) скачиваний376 раз(а)

Пример 9.15. Вычислить движущую силу процесса сушки по влагосодержанию воздуха xcp и по температурному потенциалу kcp. Сушка происходит в периоде постоянной скорости; сушилка теоретическая; нормальный сушильный вариант. Параметры ат­мосферного воздуха t0=22°С и ?0=75%; параметры воздуха на выходе из сушилки t2=50°С и ф2=45% .
скачать решение примера 9.15(17.38 Кб) скачиваний399 раз(а)

Пример 9.16. Определить необходимые значения расхода воз­духа, расхода и давления греющего пара для противоточной су­шилки, работающей по нормальному сушильному варианту. Про­изводительность по влажному материалу О„ = 350 кг/ч; началь­ная и конечная влажности материала uн=42% и uк=11%; температура материала на входе в аппарат vн=18°С и на выходе vк=47°С. Состояние воздуха до калорифера: t0=15°С и ?0 = 70% : после сушилки: t2=45°С и ф2=60%. Удельная теплоемкость вы­сушенного продукта ск=2,35кДж/(кг·К). Масса транспорти­рующего устройства Gтр=600кг/ч. Тепловые потери в окружаю­щую среду Qпод составляют 12 % от суммы остальных слагаемых теплового баланса. Влажность греющего пара составляет 6 %.
скачать решение примера 9.16(45.27 Кб) скачиваний436 раз(а)

Пример 9.17. Определить значение термического коэффици­ента полезного действия теоретической сушилки, работающей при следующих параметрах воздуха: t0=20°С, ф0=80 %; t2=40°С и о ф2=60%.
скачать решение примера 9.17(12.72 Кб) скачиваний408 раз(а)

Пример 9.18. Определить необходимые расходы воздуха, теп­лоты и греющего пара, термический КПД, а также теплопередающую поверхность парового калорифера при высушивании в теоретической сушилке 500 кг/ч влажного материала от 60 до 10% (считая на общую массу). Показания психрометра атмо­сферного воздуха t0=20 С и tм=15 С. Уходящий из сушилки воздух имеет t2=50 °С и ф2 = 50 %. Температура насыщенного греющего пара на 9 С (К) превышает температуру воздуха на вы­ходе из калорифера; степень сухости пара 96%. Коэффициент теплопередачи для калорифера К=45Вт/(м2·К). Тепловые поте­ри в окружающую среду составляют лишь 3% от полезной теплоты, что позволяет считать изменение параметров воздуха в су­шилке происходящими по линии I-const, а тепловые потери учесть только в тепловом балансе при определении расхода грею­щего пара.

Романков, Флисюк задача 9.18

Рис. 9.8 - Температурная диаграмма для парового подогревателя воздуха
скачать решение примера 9.18(33.11 Кб) скачиваний424 раз(а)

Пример 9.19. В сушилке, работающей по нормальному су­шильному варианту, из материала удаляется 1000 кг/ч влаги. Атмосферный воздух с параметрами t0=10?С и ?0=78% нагрева­ется в паровом калорифере насыщенным паром (ризб=4,0кгс/см2, влажность 5%). Показания психрометра на воздухопроводе после сушилки: t2=50?С и tм=37,5°С. Удельный расход теплоты на 13% больше, чем в теоретической сушилке. Определить произво­дительность вытяжного вентилятора, расход греющего пара и поверхность калорифера при коэффициенте теп­лопередачи К=30 Вт/(м2·К).

Романков, Флисюк задача 9.19

Рис. 9.9 - Изменение параметров воз­духа в реальной сушилке
скачать решение примера 9.19(35.26 Кб) скачиваний425 раз(а)

Пример 9.20. Определить расходы воздуха и теплоты при вы­сушивании 1,0 г/ч влажного материала от uн=50% до uк=6% (на общую массу) в теоретической сушилке, работающей: а) по нормальному сушильному варианту; б) с промежуточным подог­ревом, как и в предыдущем варианте, до 100?С; в) с рециркуляци­ей 80% отработанного воздуха. Сравнить средние значения по­тенциалов сушки для этих вариантов. Параметры атмосферного воздуха: t0=25 С и х0=0,0095 кг/кг сух. воздуха и воздуха по­сле сушилки: t0=60 С и х2=0,041 кг/кг сух. воздуха.

Романков, Флисюк задача 9.20

Рис. 9.10 - Различные сушильные ва­рианты в 1-х диаграмме
скачать решение примера 9.20(79 Кб) скачиваний411 раз(а)

Пример 9.21. При сушке некоторого материала в условиях постоянства параметров сушильного агента получены текущие значения влагосодержаний u' материала (в % на сухое вещество) в зависимости от времени ? (в ч) от начала процесса сушки, пред­ставленные ниже:

Определить значения скоростей сушки в зависимости от вре­мени и текущего влагосодержания материала и критическое влагосодержание.

Романков, Флисюк задача 9.21

Рис. 9.11 - Изменение скорости сушки во времени

Романков, Флисюк задача 9.21

Рис. 9.12 - Зависимость скорости сушки от влагосодержания материала
скачать решение примера 9.21(24.6 Кб) скачиваний397 раз(а)

Пример 9.22. Время сушки влажного материала от 33 до 9% (на сухое вещество) составило 7 ч. Значения критического и рав­новесного влагосодержаний данного материале при условиях сушки составили uкр=16 и 5,0%. Определить время, необходимое для высушивания этого материала при прежних условиях от 37 до 7% . Начальным периодом нагрева влажного материала можно пренебречь.
скачать решение примера 9.22(16.21 Кб) скачиваний395 раз(а)

Пример 9.23. Определить необходимое время сутки кристал­лов салициловой кислоты от uH'=15 до uK'=1% (на абс. сух. мате­риал) в пневматической сушилке и ее высоту при производитель­ности по высушенному продукту Gк = 250 кг/ч. Частицы углова­той формы (эквивалентный диаметр d0=1мм, плотность материала ?M= 1480 кг/м3). Параметры воздуха: до калорифера t0=15?С и ?0=70% ; после калорифера t1=90°С; на выходе из сушилки t2=50°С; температура частиц на входе в трубу-сушилку vн=15°С, на выходе vк = 40°С. Удельная теплоемкость сухого материала см = 1,16 кДж/(кг·К). Потери теплоты составляют 5,5 % от теоре­тической потребности.

Романков, Флисюк задача 9.23

Рис. 9.13 - Построение процесса в реальной сушилке в I-х диаграмме.
скачать решение примера 9.23(94.24 Кб) скачиваний383 раз(а)

Пример 9.24. Определить необходимую площадь поверхности влажного материала в противоточном аппарате, где в пределах периода постоянной скорости высушивается 2200 кг/ч влажного материала от 50 до 20%, считая на общую массу. Скорость дви­жения воздуха у поверхности материала протяженностью (каждо­го изделия) H=0,20 м w=6,0 м/с. Параметры воздуха до подогре­вателя t0=20 С и ф0=50%, после сушилки t2=63 С и ?2=27% .
скачать решение примера 9.24(26.06 Кб) скачиваний385 раз(а)

Пример 9.25. Определить количество удаляемой влаги при испарении ее со свободной поверхности влажного материала в пе­риоде постоянной скорости сушки при скорости воздуха вдоль поверхности w=5,2 м/с, его температуре 80?С и относительной влажности 20%. Результат сравнить с аналогичными данными для более сухого воздуха (ф0=10%).
скачать решение примера 9.25(15.69 Кб) скачиваний390 раз(а)

Пример 9.26. Рассчитать необходимое значение среднего вре­мени пребывания дисперсного материала при его непрерывной сушке в аппарате с псевдоожиженным слоем. Высушивается Gсух=1,5 т/ч материала от начального влагосодержания uH'=27 до uK'=4% (данные до абсолютно сухому продукту). Параметры возду­ха на входе в сушилку t1= 110 С и x1=0,01 кг/кг сух. возд. Расход сушильного агента Gвх=3,7 кг/с; температура исходного материала uH=18 С, удельная теплоемкость сухого материала см=1,30кДж/(кг·К). Приближенно считается, что периодом убы­вающей скорости сушки можно пренебречь и сушка индивиду­альной частицы происходит в пределах периода постоянной ско­рости при температуре поверхности материала, равной темпе­ратуре мокрого термометра. Считать сушилку теоретической и перемешивание дисперсного материала - полным. Эксперимен­тальные данные по кинетике сушки материала описываются ли­нейной аппроксимационной зависимостью u = uH' – А·(t-tM) ?

Романков, Флисюк задача 9.26

Рис. 9.16 - Предельный вид кривой сушки в периоде постоянной скорости
скачать решение примера 9.26(55.66 Кб) скачиваний410 раз(а)

Пример 9.27. Производительность теоретической сушилки по влажному материалу 2,85 т/ч. Начальное и конечное значения влажности материала 78 и 29% (на общую массу). Параметры сушильного агента (воздуха) перед калорифером равны 21°С и температура точки росы 12°С; после сушилки температура возду­ха 53°С и его потенциал 13 К (°С). Определить необходимые рас­ходы воздуха и теплоты, термический коэффициент полезного действия сушилки, поверхность парового калорифера и расход сухого греющего пара избыточным давлением 6 ат. Коэффициент теплопередачи в калорифере 38 Вт/(м2·К); потери теплоты со­ставляют 7 % от ее полезного количества.
скачать решение примера 9.27(38.5 Кб) скачиваний430 раз(а)

Пример 9.28. Производительность теоретической сушилки не­прерывного действия 0,65 т/ч по абсолютно сухой основе мате­риала. Начальное и конечное влагосодержания материала равны 60 и 10% (на общую массу). Температура сушильного агента на входе в установку равна 12°С, а относительная влажность 80%. На выходе из сушилки температура и относительная влажность воздуха равны 50°С и 70% соответственно. Вычислить необхо­димые расходы воздуха и теплоты, термический КПД сушилки, поверхность парового подогревателя воздуха и расход сухого на­сыщенного пара избыточным давлением 15 ат. Коэффициент теп­лопередачи в паровом калорифере 45 Вт/(м2·К); потери теплоты составляют 6,5% ее полезного количества.
скачать решение примера 9.28(32.72 Кб) скачиваний409 раз(а)

 

Примеры решения глава 8

Пример 8.1. Рассчитать равновесные количества хлористого этила, адсорбированные двадцатью килограммами активированного угля при температурах 20 и -15°С и одинаковом парциальном дав­лении парообразного хлористого этила в воздухе р=0,162 кгс/см2. Равновесие описывается изотермой Ленгмюра с параметрами а*м=0,56кг/кг угля; b20=0,013 и b-15= 0,12 (мм рт. ст.)-1.
скачать решение примера 8.1(13.85 Кб) скачиваний445 раз(а)

Пример 8.2. Определить количество пропана, адсорбируемого 1 кг силикагеля в равновесных условиях при температуре 20°С и относительных давлениях пропана р/р* =0,05 и 0,15. Справедли­ва изотерма равновесия БЭТ с параметрами а*м=2,0 % и С1 = 19.
скачать решение примера 8.2(7.14 Кб) скачиваний396 раз(а)

Пример 8.3. Определить количество поглощенного СS2 одним килограммом цеолита NаА при 20?С и парциальном давлении СS2 р = 30 мм рт. ст. Система NаА-СS2 описывается изотермой (8.3), Коэффициент аффинности для СS2 p=2,08; структурная констан­та для NаА В = 4,9·10-6 K-2; параметр W0 = 0,205·103 м3/кг.

 Романков, Флисюк задача 8.3

Рис. 8.3 – Выходные концентрационные кривые: 1 – предельная (обрывная) форма кривой; 2 – Реальная кривая, учитывающая диффузионные сопротивленитя и продольное перемещение в потоке.

 скачать решение примера 8.3(11.67 Кб) скачиваний419 раз(а)


Пример 8.4. Вычислить время окончания процесса адсорбции внутри сферической частицы активированного угля СКТ при ее заполнении бензолом при следующих условиях: диаметр частицы d=2·10-3 м; концентрация адсорбтива в окружающем частицу газе С0=20·10-3кг/м3; температура процесса t=20°С; коэффициент эффективной диффузии бензола через насыщенный слой внутри частиц Dэф=2,3·10-6 м2/с.
скачать решение примера 8.4(14.04 Кб) скачиваний459 раз(а)

Пример 8.5. Частицами активированного угля сферической формы диаметром d=4·10-3м адсорбируется хлористый этил при постоянном его парциальном давлении в окружающей частицы среде р=1,5 мм рт. ст. и температуре 200С, Равновесие описыва­ется изотермой Ленгмюра с параметрами а*м=0,55 кг/кг угля и b= 0,013 (мм рт.ст.)-1. Определить среднюю концентрацию хло­ристого этила в первоначально чистых частицах угля через 200 с после начала адсорбции. Коэффициент диффузии хлористого эти­ла в воздухе при 20°С принять D=7,9·10-6 м2/с; плотность части­цы угля ру = 1,2·103 кг/м3.
скачать решение примера 8.5(23.85 Кб) скачиваний409 раз(а)

Пример 8.6. Вычислить значение коэффициента массоотдачи от потока воздуха, содержащего примесь сероуглерода, фильтрую­щегося через неподвижный слой сферических частиц адсорбента диаметром 3·10-3 м. Массовый поток воздуха 0,50 кг/(м2·с). Тем­пература воздуха 20°С. Порозность неподвижного слоя e0 = 0,4.
скачать решение примера 8.6(15.64 Кб) скачиваний377 раз(а)

Пример 8.7. Найти значение общего коэффициента массопередачи при адсорбции паров воды из потока воздуха в аппарате с псевдоожиженным слоем сферических частиц цеолита NаА; диаметр частиц 2·10-3 м. Температура изотермического процесса 20 'С; объемный расход газа на 1 м2 поперечного сечения слоя 5,0·10-3 м3/(м2·с). Концентрация паров влаги в поступающем воздухе 3,5- 10-3 кг/м3.
скачать решение примера 8.7(14.26 Кб) скачиваний405 раз(а)

Пример 8.8. Определить максимальное и реальное время за­щитного действия неподвижного слоя активированного угля СКТ высотой 400 мм при фильтровании через него потока воздуха с начальной концентрацией ларов бензола С0=25·10-3 кг/м3 и тем­пературой 20°С. Скорость воздуха на полное сечение аппарата 0,46 м/с; изотерма адсорбции прямоугольная; равновесная ем­кость частиц адсорбента а*м=270 кг/м3 (рис. 8.2), порозносгь слоя с0 = 0,38. Потеря времени защитного действия слоя согласно опыт­ным данным t0= 820 с.

Романков, Флисюк задача 8.8

Рис. 8.2 – Резковыпуклая изотерма адсорбции
скачать решение примера 8.8(14.68 Кб) скачиваний422 раз(а)

Пример 8.9. Определить необходимую высоту движущегося со скоростью v=2,6·10-3 м/с слоя активированного угля при адсорб­ции из потока воздуха (?= 0,42 м/с на полное сечение) адсорбтива от концентрации 0,10 до 0,01 кг/м3. Изотерма адсорбции пред­ставлена на рис. 8.5. В поступающем адсорбенте концентрация це­левого компонента а0=1,3кг/м3. Зависимость общего коэффици­ента массопередачи от концентрации адсорбтива в угле представ­лена аппроксимационной зависимостью ?0=12,7·ехр(-0,068·а) с-1. Порозность движущегося слоя ? = 0,50.

Романков, Флисюк задача 8.9

Рис. 8.5 – Ступени изменения концентрации при непрерывной противоточной адсорбции
скачать решение примера 8.9(48.61 Кб) скачиваний489 раз(а)

Пример 8.10. Определить основные размеры аппарата с псевдоожиженным слоем частиц цеолита NаА плотностью 1200 кг/м3 и диаметром 2 мм при непрерывной адсорбции водяного пара из потока воздуха от начальной концентрации 3,8·10-3 кг/м3 до конечной концентрации 0,04·10-3 кг/м3 при атмосферном дав­лении. Объемный расход воздуха 0,50 м3/с при температуре ад­сорбции 20°С. Концентрация влаги в исходном адсорбенте состав­ляет 0,48 кг/м3. Изотерма адсорбции может быть принята линей­ной: а*=4·104 С, Коэффициент аффинности для паров влаги ?=2,53; структурная константа цеолита В = 5,5·10-6К-2. Порозность псевдоожиженного слоя 0,5.

скачать решение примера 8.10(41.85 Кб) скачиваний449 раз(а)

   

Примеры решения глава 7

Пример 7.1. Бинарная смесь 1,4-диоксана с водой не может быть разделена ректификацией при атмосферном давлении вслед­ствие образования нераздельно кипящей смеси. Для извлечения диоксана используется экстракция его из водного раствора бензо­лом с последующей ректификацией смеси диоксан - бензол. Определить конечное содержание диоксана в воде, если 150 кг 20 %-го раствора диоксана обрабатываются последовательно пятью пор­циями бензола по 100 кг каждая. В свежем растворителе массовая доля диоксана 2%. Считать, что на каждой ступени экстрагиро­вания достигается равновесие. Взаимной растворимостью воды и бензола пренебречь.
Данные по растворимости диоксана в воде и бензоле при 25 °С:

Бинарная смесь 1,4-диоксана

Скачать решение примера 7.1(34.71 Кб) скачиваний477 раз(а)

Пример 7.2. В противоточном экстракторе непрерывного действия обрабатываются чистым бензолом сточные фенольные воды с целью очистки воды и извлечения фенола. Определить не­обходимый расход растворителя и число теоретических ступеней экстрагирования, если в 1 ч обрабатывается 10 м3 воды. Концен­трация фенола в воде: начальная 8 кг/м3, конечная 0,5 кг/м3, конечная концентрация фенола в бензоле 25 кг/м3, температура жидкостей 25 С.
Скачать решение примера 7.2(18.84 Кб) скачиваний415 раз(а)

Пример 7.3. По равновесным составам сосуществующих фаз (в массовых долях, %), приведенным в табл. 7.1, построить фазовые диаграммы равновесия для системы вода (А) - уксусная кислота (В) - диэтиловый эфир (С) при 25?С в координатах: а) X, Y - z, Z; б) Х-Y.
Скачать решение примера 7.3(34.25 Кб) скачиваний449 раз(а)

Пример 7.4. Определить наибольшую достижимую массовую долю уксусной кислоты в экстракте для системы вода-уксусная кислота-диэтиловый эфир при 25°С, если экстракция ведется в противотоке: а) для 15 %-й исходной смеси; б) для 5 %-й исход­ной смеси (по кислоте).
Скачать решение примера 7.4(22.09 Кб) скачиваний423 раз(а)

Пример 7.5. Рассчитать необходимое число ступеней и массу растворителя для экстрагирования уксусной кислоты из водного раствора диэгиловым эфиром (t =25°С), если массовая доля ук­сусной кислоты в исходной смеси 5%, а в экстракте после отгон­ки растворителя 60 %. В 1 ч перерабатывается 1000 кг исходного раствора; эфир из рафината и экстракта отгоняется полностью; массовая доля кислоты в остатке не более 1 %

 Рассчитать необходимое число ступеней и массу растворителя

Скачать решение примера 7.5(53.2 Кб) скачиваний448 раз(а)

Притер 7.6. Определить значение коэффициента массопере-дачи при извлечении фенола из сточных вод с помощью осаж­дающихся капель бензола диаметром 7,8·10-3 м. При температуре 20°С в малых содержаниях фенола справедливо линейное уравне­ние равновесия у*=3х, что соответствует коэффициенту распре­деления m=3. Сопоставить значения внешнего и внутреннего сопротивлений массопереносу.

Условие к задаче 7.6 (задачник Романков, Флисюк)

Рис. 7.13 – Диаграмма равновесия и ступени экстрагирования
Скачать решение примера 7.6(27.36 Кб) скачиваний422 раз(а)

Пример 7.7. Определить времена отработки на 100 и на 50 % сферической пористой (?м=0,5) частицы при экстрагировании из нее твердого растворимого вещества потоком (?=0,25 м/с) чистого (С = 0) растворителя (рис. 7.8). Радиус частицы 0,4·10-3 м; плот­ность и вязкость растворителя ?=1,2·103 кг/м3 и ?=1,4·10-3 Па·с; плотность растворяемого вещества ?м=4,0·103 кг/м3, коэффици­ент диффузии вещества в растворителе D=3,0·109 ма/с; концен­трация насыщения при постоянной температуре процесса экстра­гирования С*=30кг/м3. Для определения интенсивности внеш­ней массоотдачи воспользоваться корреляционным соотношением Nu'=0,80·Rе0,5(Рr)1/3 (аналог соотношения (7.20)).

Условие к задаче 7.7 (задачник Романков, Флисюк)

Рис. 7.8 - Послойное экстрагирование из сферической частицы
Скачать решение примера 7.7(26.99 Кб) скачиваний436 раз(а)

Пример 7.8. В вертикальном отстойнике с коническим дном находятся осадок и 7 м3 раствора, содержащего 2т NаОН. После отстаивания сливается прозрачная часть объемом 6 м3, отстойник доливается чистой водой, и суспензия перемешивается. После по­вторного отстаивания снова сливается 6 м3 чистого раствора. Три слитых с осадка раствора смешиваются и направляются на вы­парку. Определить: а) содержание NaOH; б) массовую долю NаОН в растворе, поступающем на выпарку.
Скачать решение примера 7.8(14.24 Кб) скачиваний403 раз(а)

Пример 7.9. С целью извлечения меди колчеданные огарки подвергаются хлорирующему обжигу с поваренной солью. В обож­женной массе медь содержится в форме СuС12. Массовая доля хло­рида меди составляет 11%. Обожженный продукт подвергается выщелачиванию в противоточной батарее подкисленной водой, получающейся от промывки отходящих газов. Инертная твердая масса удерживает 2 кг воды на 1 кг твердого вещества. На каждой ступени достигается равновесие. Сколько ступеней необходимо иметь в батарее для получения раствора с массовой долей СuС12 12 % и степенью извлечения 98 % Сu из обожженного продукта?
Скачать решение примера 7.9(34.82 Кб) скачиваний418 раз(а)

Пример 7.10. Едкий натр получается по реакции

Na2СО3 + СаО + Н2О = СаСO3 + 2NаОН.

Продукты реакции поступают в первую ступень непрерывной противоточной трехступенчатой батареи с содержанием воды 50 % от массы шлама (СаСO3). В дальнейшем, при переходе со ступени на ступень и выходе из батареи, шлам удерживает воды в 1,5 раза больше собственной массы. Желательно добиться 98 %-го извлечения NаОН. Определить расход воды (на 100 кг сухого шлама) и составы растворов на каждой ступени.
Скачать решение примера 7.10(33.15 Кб) скачиваний416 раз(а)

Пример 7.11. Маслоэкстракционная установка перерабатыва­ет 1 т/ч «лепестка» (раздавленные и частично обезжиренные се­мена подсолнуха) с массовой долей масла 28 % и бензина 2,5 %. Поступающий в установку в качестве растворителя регенериро­ванный бензин содержит 1,5 % масла. Масса растворителя, по­ступающего в установку, составляет 50 % от массы «лепестка». По опытным данным масса раствора, удерживаемого твердой фа­зой, зависит от содержания в нем масла:

Условие к задаче 7.11 (задачник Романков, Флисюк)

Твердый остаток после экстрагирования содержит 5 % масла.
Определить: 1) количество экстракта и массовую долю масла в нем; 2) массу остаточного раствора, удерживаемого твердой фазой (шротом), и массовую долю масла в нем; 3) число ступеней экстра­гирования.
Скачать решение примера 7.11(70.76 Кб) скачиваний413 раз(а)

Пример 7.12. В непрерывнодействующей противоточной уста­новке производительностью 4,4 т/сут из руды извлекается озоке­рит (горный воск) с помощью керосина (или бензина). В экстрак­те, выходящем из каскада экстракторов, содержится 5 кг озокери­та в 100 кг чистого растворителя. В исходной руде 25 % озокерита и 75 % породы. В рафинате 0,2 кг озокерита на 100 кг пустой по­роды. Растворитель содержит 0,05 кг озокерита на 100 кг кероси­на. Необходимо определить число теоретических ступеней для осуществления процесса экстрагирования.
Скачать решение примера 7.12(50.9 Кб) скачиваний412 раз(а)

   

Примеры решения глава 6

Пример 6.1. Вычислить состав равновесной паровой фазы при 50?С для жидкости, состоящей из смеси гексана и воды, предпо­лагая их взаимную нерастворимость.
Скачать решение примера 6.1(10.04 Кб) скачиваний664 раз(а)

Пример 6.2. Определить температуру кипения при атмосфер­ном давлении жидкой смеси толуола и воды, учитывая их полную взаимную нерастворимость.
Скачать решение примера 6.2(10.53 Кб) скачиваний449 раз(а)

Пример 6.3. Вычислить состав равновесной паровой фазы при 60?С для жидкой смеси, состоящей из 40% бензола и 60% толуо­ла (молярные доли), считая, что смесь характеризуется законом Рауля. Найти также, какого состава жидкая смесь бензола и то­луола кипит при 90?С под общим давлением 760 мм рт. ст.
Скачать решение примера 6.3(19.05 Кб) скачиваний633 раз(а)

Пример 6.4. С помощью диаграммы t - х, у* (рис. 6.7) опре­делить состав равновесного пара и температуру кипения для жид­кости, молярный состав которой 55 % бензола и 45 % толуола.

Романков, Флисюк задача 6.4

Рис. 6.7 – Диаграмма равновесного состояния бинарной смеси
Скачать решение примера 6.4(6.39 Кб) скачиваний527 раз(а)

Пример 6.5. Перегоняются в токе насыщенного водяного пара под атмосферным давлением (760 мм рт. ст.) 2500 кг загрязненно­го скипидара. Исходная смесь (массовая доля скипидара 88 %, воды 12%) подается в аппарат при 30?С. Внешний подогрев от­сутствует. Для перегонки применяют насыщенный пар давлением рабс=1,5 кгс/см2. Степень насыщения водяного пара скипидаром ?= 0,7. Определить: а) расход пара на перегонку; б) массовый и моляр­ный состав отгоняемых паров; в) парциальные давления скипидара и воды в смеси паров. Потери теплоты в окружающую среду состав­ляют 10 % от полезно затрачиваемой теплоты. Молярная масса ски­пидара 136 кг/кмоль; удельная теплоемкость жидкого скипидара 1,76·103 Дж/(кг·К); удельная теплота испарения 310·103 Дж/кг.

Романков, Флисюк задача 6.5 

Скачать решение примера 6.5(43.28 Кб) скачиваний444 раз(а)

Пример 6.6. В перегонном кубе производится разгонка 1000 кг смеси, в которой массовая доля этанола 60% и воды 40%. По­сле отгонки в кубовом остатке массовая доля спирта 5%. Опреде­лить состав дистиллята, его массу и массу кубового остатка. Дан­ные о равновесных составах приведены в табл. 6.1, в которой х обозначает массовую долю этанола в жидкости, у* - массовую до­лю этанола в равновесном паре.
Скачать решение примера 6.6(21.18 Кб) скачиваний546 раз(а)

Пример 6.7. В условиях предыдущего примера найти для процесса перегонки массу греющего пара (ра6с=2 кгс/см2). Пере­гоняемая смесь подается в куб нагретой до температуры начала кипения. Потери теплоты составляют 10% от полезно затрачи­ваемого количества теплоты. Влажность греющего пара 5%. По диаграмме t - х, у* найдено, что температура начала перегонки при массовой доле спирта 60% равняется 81°С, а температура в конце перегонки при массовой доле спирта 5 % составляет 95°С.
Скачать решение примера 6.7(18.92 Кб) скачиваний440 раз(а)

Пример 6.8. При расчете ректификационной колонны с кол пачковыми тарелками расстояние между тарелками принято рав­ным 300 мм. Через колонну проходит 3200 м3/ч пара плотно­стью 1,25 кг/м3 (при нормальных условиях). Плотность жидкости 930 кг/м3. Абсолютное давление в колонне 1,2 кгс/см2, а средняя температура равна -40?С. Определить требуемый диаметр колонны.
Скачать решение примера 6.8(14.65 Кб) скачиваний429 раз(а)

Пример 6.9. Определить число тарелок в ректификационной колонне непрерывного действия для разделения смеси метанол-вода под атмосферным давлением. Молярная доля метанола в питании колонны 31,5%, в дистилляте 97,5% спирта, в кубовом ос­татке 1,1%. Коэффициент избытка флегмы 1,77. Число тарелок, эквивалентное одной ступени изменения концентрации, равно 1,7.
Скачать решение примера 6.9(30.95 Кб) скачиваний437 раз(а)

Пример 6.10. В действующей периодически тарельчатой рек­тификационной колонне под атмосферным давлением разгоняется жидкая смесь тетрахлорида углерода и дихлоряда серы, молярная доля SС12 50 %. Молярная доля SС12 в дистилляте должна состав­лять 90%, в кубовом остатке после ректификации - 15%. Коэф­фициент избытка флегмы 1,2. Определить минимальные числа флегмы в конце и в начале разгонки и необходимое число тарелок, если на одну ступень из­менения концентрации приходится 1,7 тарелки.
Скачать решение примера 6.10(28.24 Кб) скачиваний394 раз(а)

Пример 6.11. В ректификационную колонну непрерывного дей­ствия додается смесь, в которой молярная доля СН4 30 % и N2 70 %. Смесь поступает в количестве 1000 м3/ч в парообразном состоянии при ра6с=10кгс/см2 и температуре насыщения. Объемный рас­ход (в мя/ч) указан при нормальных условиях. В результате раз­деления в колонне получаются газообразные продукты: фракция метана с содержанием 3 % N2 и фракция азота с содержанием 5 % СН4.
Скачать решение примера 6.11(66.83 Кб) скачиваний413 раз(а)

Пример 6.12, Определить высоту и диаметр верхней (укреп­ляющей) части насадочной ректификационной колонны для раз­деления смеси метанол - вода при атмосферном давлении. Б ко­лонну подается 1500 кг/ч исходной смеси, в которой молярная до­ля спирта 40% и воды 60 %. Молярная доля спирта в дистилляте 97,5 %, в кубовом остатке 2 %. Число флегмы R = 1,48, В качест­ве насадки применены кольца 25х25х3 мм. Колонна работает в режиме эмульгирования.
Скачать решение примера 6.12(36.46 Кб) скачиваний454 раз(а)

Пример 6.13. В ректификационной ко­лонне непрерывного действия разделяется под атмосферным давлением смесь этанол-вода, молярная доля этанола в смеси 25%. Требуемое содержание спирта в дистилляте 80 %, допускаемое содержание спирта в кубовом остатке не выше 0,1 %. Определить рабочее число флегмы и относительные молярные расходы питания, подаваемого острого водяного пара и кубо­вого остатка, (здесь отсутствует обычный куб-испаритель - ис­точник паров кубовой жидкости.)
Скачать решение примера 6.13(35.06 Кб) скачиваний429 раз(а)

Пример 6.14. Определить число тарелок ректификационной колонны, необходимое для разделения смеси метанол - вода под атмосферным давлением. Молярная доля метанола в питании хF=0,3, в дистилляте хD=0,9, в кубовом остатке хW=0,05. Флегмовое число R=2. Зависимость коэффициента обогащения ? от состава жидкости приведена ниже в первых двух строках:

 

Пример 6.14. Определить число тарелок
Скачать решение примера 6.14(32.9 Кб) скачиваний423 раз(а)


Пример 6.15, Определить для нижней колонны двухколонно­го воздухоразд ели тельного аппарата (рис. 6.15) объемы образую­щегося азота и кубовой жидкости, обогащенной кислородом, счи­тая на 1 м3 поступающего воздуха. Чистота получаемого азота 98 % ; жидкость куба содержит 40 % кислорода.

Романков, Флисюк задача 6.15

Рис. 6.15 - Ректификация жидкого воздуха в двух совмещенных колоннах (к примерам 6.15 и 6.16).
Скачать решение примера 6.15(9.45 Кб) скачиваний415 раз(а)

Пример 6.16. Определить чис­ло флегмы и объемы получаемых азота и кислорода (считая на 1 м3 воздуха) в верхней колонне двух­колонного воздухоразделительного аппарата (рис. 6.15), учитывая данные предыдущего примера и принимая, что чистота азота 99%, а кислорода 98 %.
Скачать решение примера 6.16(24.68 Кб) скачиваний399 раз(а)

Пример 6.17. В ректификационной колонне непрерывного действия разделяется 1790 кг/ч смеси хлороформа и бензола с на­чальным содержанием хлороформа 35,8% (масс.). Концентрации летучего компонента в верхнем продукте 96% , в кубовом остатке 7,8% (масс.). Флегмовое число равно 3,0. Определить уравнения рабочих линий процесса для верхней и нижней частей колонны, необходимую поверхность теплопередачи дефлегматора и расход воды в нем при ее нагреве от 21 до 44 °С. Коэффициент теплопе­редачи от конденсирующихся паров к воде в дефлегматоре К= 760 Вт/(м2·К).
Скачать решение примера 6.17(38.64 Кб) скачиваний450 раз(а)

Пример 6.18. Определить необходимое число реальных таре­лок для непрерывного разделения 2,8 т/ч смеси ацетон - бензол. Состав исходной смеси хF=0,35, дистиллята хD=0,85 и кубовой жидкости хW=0,03 (мол.). Среднее значение коэффициента обо­гащения (КПД) на тарелках составляет 0,74. Коэффициент из­бытка флегмы 1,3 от теоретически минимального значения. Оп­ределить также расходы верхнего и нижнего продуктов и явный вид уравнений рабочих линий процесса.
Скачать решение примера 6.18(29.62 Кб) скачиваний428 раз(а)

   

Примеры решения глава 5

Пример 5.1. Жидкая смесь имеет состав: молярная доля то­луола 58,8% и тетрахлорида углерода (ТХУ) 41,2%. Определить относительную массовую долю толуола X (в кг толуола/кг ТХУ) и его массовую объемную концентрацию Сх (в кг/м3).
Скачать решение примера 5.1(17.22 Кб) скачиваний487 раз(а)

Пример 5.2. Воздух при давлении 745 мм рт, ст. и температуре 34С насыщен водяным паром. Определить парциальное давление воздуха, объемную и массовую долю пара в воздушно-паровой сме­си и его относительную массовую долю, считая оба компонента смеси идеальными газами. Определить также плотность воздушно-паровой смеси, сравнить ее с плотностью сухого воздуха.
Скачать решение примера 5.2(20.95 Кб) скачиваний447 раз(а)

Пример 5.3. Определить плотности диффузионных потоков аммиака в его смеси с воздухом и в аммиачной воде, если массо­вые концентрации аммиака на одинаковом расстоянии 1,9 м со­ставляют в обоих случаях 5,20·10-3 и 0,14·10-3 кг/м3. Изменение концентрации считать линейным; температура воздуха и воды 15°С; давление в газе 1300 мм рт. ст.
Скачать решение примера 5.3(33.01 Кб) скачиваний417 раз(а)

Пример 5.4. При температуре 25?С приведены в соприкосно­вение: воздух атмосферного давления, содержащий 14% (объемная доля) ацетилена (С2Н2), и вода, содержащая растворенный ацети­лен в количестве: а) 0,29·10-3 кг на 1 кг воды; б) 0,153·10-3 кг на 1 кг воды. Определить: 1) из какой фазы в какую будет перехо­дить адетилен; 2) движущую силу этого процесса перехода (в относительных молярных долях). Общее давление 765 мм рт. ст. Равновесные содержания ацетилена в газовой и в жидкой фазах определяются законом Генри.
Скачать решение примера 5.4(31.53 Кб) скачиваний544 раз(а)

Пример 5.5. В массообменном аппарате, работающем под дав­лением рабс=3,1кгс/см2, коэффициенты массоотдачи имеют следующие значения: у= 1,07 кмоль/(м2·ч·у), ?х=22кмоль/(м·ч·?х). Равновесные составы газовой и жидкой фаз характеризуются за­коном Генри р*=8·104х. Определить: а) коэффициенты массопередачи Ку и Кх; б) соотношение диффузионных сопротивлений в жидкой и в газовой фазах.
Скачать решение примера 5.5(12.95 Кб) скачиваний479 раз(а)

Пример 5.6. Коэффициент массопередачи в абсорбере Кv=10,4кмоль/(м2·ч·кмоль/м3). Инертный газ - азот. Давление в аппарате рабс = 760 мм рт. ст., температура 20 С. Определить зна­чение коэффициента массопередачи Ку в следующих единицах: 1) кмоль/(м2·ч·у); 2) кмоль/(м2·ч·мм.рт.ст.); 3) кг/м2·ч (кг/кг инертного газа)].
Скачать решение примера 5.6(25.34 Кб) скачиваний409 раз(а)

Пример 5.7. Вычислить коэффициент диффузии сероводорода в воде при 40?С.
Скачать решение примера 5.7(13.8 Кб) скачиваний257 раз(а)

Пример 5.8. Определить расход серной кислоты, используе­мой для очистки воздуха. Производительность скруббера 500 м3/ч по сухому воздуху при нормальных условиях. Начальное содер­жание влаги в воздухе 0,016 кг/кг сухого воздуха, конечное со­держание 0,006 кг/кг сухого воздуха. Начальное содержание воды в кислоте 0,6 кг/кг моногидрата, конечное содержание 1,4 кг/кг моногидрата. Давление атмосферное.
Скачать решение примера 5.8(10.38 Кб) скачиваний436 раз(а)

Пример 5.9. Скруббер для поглощения паров ацетона из воз­духа при атмосферном давлении и температуре 20?С орошается чистой водой с расходом 3000 кг/ч. Объемная доля ацетона а ис­ходной паровоздушной смеси 6 %. Расход чистого воздуха в по­ступающей смеси 1400 м3/ч (считая на нормальные условия). Степень поглощения ацетона 0,98. Уравнение линии равновесия: Y*=1.68Х, где X и Y* выра­жены в киломолях ацетона на киломоль второго компонента, т. е. воды или воздуха. Определить необходимые диаметр и высоту скруббера, запол­ненного керамическими кольцами размером 25x25x3 мм. Ско­рость газа принять на 25 % меньше скорости захлебывания. Ко­эффициент массопередачи Ку=0,4кмоль ацетона/[м2·ч (кмоль ацетона/кмолъ воздуха)]. Коэффициент смоченности насадки ра­вен единице.
Скачать решение примера 5.9(43.58 Кб) скачиваний522 раз(а)

Пример 5.10. Вычислить коэффициент массопередачи в водя­ном скруббере при поглощении из газа диоксида углерода по сле­дующим данным. В скруббер поступают 5000 м3/ч газовой смеси, считая при атмосферном давлении и при рабочей температуре, и 650 м3/ч чистой воды. Начальное содержание {объемная доля) ди­оксида углерода в газе 28,4%, конечное 0,20%. Общее давление в скруббере рабс=16,5кгс/см2. Температура 15?С. В нижнюю часть скруббера загружено 3т керамических колец 50х50х5 мм. Выше загружено 17т колец 35х35х4 мм. Коэффициент смоченности на­садки считать равным единице.
Скачать решение примера 5.10(39.64 Кб) скачиваний468 раз(а)

Пример 5.11. Аммиак поглощается в скруббере водой из газа под атмосферным давлением. Начальное содержание аммиака в газе 0,03 кмоль/кмоль инертного газа. Степень извлечения равна 90%. Вода, выходящая из скруббера, содержит аммиака 0,02 кмоль/кмоль воды. В скруббере поддерживается постоянная температура. Равновесные данные приведены ниже:

Определить требуемое число единиц переноса

Определить требуемое число единиц переноса nоу: 1) графиче­ским построением; 2) методом графического интегрирования.
Скачать решение примера 5.11(35.94 Кб) скачиваний510 раз(а)

Пример 5.12. Определить теоретически минимальный расход жидкого поглотителя, необходимый для полного извлечения про­пана и бутана из 1000 м3/ч (при нормальных условиях) газовой смеси. Объемная доля пропана в газе 15 % , бутана 10 % . Темпера­тура в абсорбере 10?С, абсолютное давление 1800 мм. рт. ст. Рас­творимости бутана и пропана в поглотителе характеризуются за­коном Рауля.
Скачать решение примера 5.12(23.28 Кб) скачиваний452 раз(а)

Пример 5.13. Вычислить коэффициент массоотдачи для газо­вой фазы в насадочном абсорбере, в котором производится поглощение диоксида серы из азота при атмосферном давлении. Темпе­ратура 5 абсорбере 20?С. Скорость газа в абсорбере (фиктивная) 0,35 м/с. Абсорбер заполнен кусками кокса (G= 42 м2/м3, Vсв=0,58 м3/м3). Поглощающая жидкость стекает по насадке в пле­ночном режиме.
Скачать решение примера 5.13(17.12 Кб) скачиваний434 раз(а)

Пример 5.14. В скруббере с насадкой из керамических колец 50x50x5 мм производится поглощение диоксида углерода водой из газа под давлением рабс=16кгс/см2 (1,57 МПа) при температу­ре 22?С. Средняя молярная масса газовой сиеси 20,3 кг/кмоль, ди­намическая вязкость газа при рабочих условиях 1,31·10-5 Па·с, коэффициент диффузии СО2 в инертном газе 1,7·10-6 м2/с. Фик­тивная скорость газа в скруббере 0,041 м/с, плотность орошения (фиктивная скорость жидкости) 0,064 м3/(м2·с).
Определить общую высоту единицы переноса hоу, принимая коэффициент смоченности насадки равным единице.
Скачать решение примера 5.14(32.94 Кб) скачиваний428 раз(а)

Пример 5.15. Вычислить необходимую высоту противоточного насадочного абсорбера (рис. 5.1) для непрерывного процесса по­глощения паров метанола из потока воздуха водой при атмосфер­ном давлении. Диаметр абсорбера 1,0 м, удельная поверхность насадки 140 м3/м3. Температура процесса 15?С. Расход воздуха 1500 м3/ч при заданной температуре. Концентрации метанола в воздухе на входе и выходе из абсорбера 0,060 и 0,006 кмоль м/кмоль вх. В подаваемой на слой насадки воде метанол отсутст­вует. Насадка смачивается водой на 85 %. Коэффициент избытка воды по отношению к ее теоретически минимальному количест­ву составляет 1,5, Коэффициент массопередачи паров метанола от воздуха к воде 0,333·10-3 кмоль м/(м2·с (кмоль м/кмоль вх)). Линейная равновесная зависимость содержания метанола в воде и воздухе имеет вид Y*(Х) = 1.20Х в мольных долях.
Скачать решение примера 5.15(40.98 Кб) скачиваний425 раз(а)

Пример 5.16. Определить высоту слоя насадки в противоточном насадочном абсорбере диаметром 0,8 м, в котором вода по­глощает пары аммиака из потока воздуха. Расход воздушно-ам­миачной смеси 0,50 м3/с при температуре 20°С и атмосферном давлении. Начальная и конечная концентрации аммиака в потоке воздуха 0,055 и 0,007 кмоль ам/кмоль вх. В исходной воде, пода­ваемой на слой насадки, аммиак отсутствует. Удельная поверх­ность насадки 80,5 м2/м3, доля ее смачиваемости 0,75. Значение коэффициента массопередачи паров метанола от потока воздуха к пленке воды на насадке Кy=4,0·104 кмоль ам/(м2·с(кмоль ам/кмоль вх)). Равновесная зависимость линейная Y*(Х)=1,45Х в молярных долях аммиака в воздухе и в воде. Действительный расход воды в 1,7 раз превышает его теоретическое минимальное значение.
Скачать решение примера 5.16(33.78 Кб) скачиваний450 раз(а)

   

Cтраница 2 из 5

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат