Раздел 5
Задачи Павлов, Романков раздел 5
Задача 5.1 (задачник Павлов, Романков). Рассчитать удельный расход сухого насыщенного водяного пара при выпаривании воды под атмосферным давлением и под вакуумом (разрежением) 0,8 кгс/см2. Абсолютное давление греющего водяного пара в обоих случаях рабс = 2 кгс/см2. Вода поступает на выпарку: а) при температуре 15 °С; б) подогретой до температуры кипения.
Скачать решение задачи 5.1 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.2 (задачник Павлов, Романков). Производительность выпарного аппарата по исходному раствору 2650 кг/ч. Концентрация исходного раствора 50 г/л воды. Концентрация выпаренного раствора 295 г на 1 л раствора. Плотность выпаренного раствора 1189 кг/м3. Найти производительность аппарата по выпаренному раствору.
Скачать решение задачи 5.2 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.3 (задачник Павлов, Романков). Как изменится производительность выпарного аппарата, если на стенках греющих труб отложится слой накипи толщиной 0,5 мм? Коэффициент теплопередачи К для чистых труб равен 1390 Вт/(м2*К). Коэффициент теплопроводности накипи 1,16 Вт/(м*К).
Скачать решение задачи 5.3 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.4 (задачник Павлов, Романков). Производительность выпарного аппарата, обогреваемого насыщенным водяным паром с избыточным давлением Ризб = 1,5 кгс/см2, необходимо повысить с 1200 до 1900 кг/ч (по разбавленному раствору). Выпаривание производится под атмосферным давлением, температура кипения раствора в аппарате 105°С, раствор подается на выпарку подогретым до температуры кипения. Определить, какого давления греющий пар надо подавать в аппарат. Тепловые потери не учитывать, коэффициент теплопередачи считать неизменным, так же как и конечную концентрацию раствора.
Скачать решение задачи 5.4 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.5 (задачник Павлов, Романков). Сколько надо выпарить воды из 1500 кг раствора хлористого калия, чтобы изменить его концентрацию от 8 до 30% (масс.)?
Скачать решение задачи 5.5 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.6 (задачник Павлов, Романков). Какое количество воды надо выпарить из 1 м3 серной кислоты с плотностью 1560 кг/м3 [65,2% (масс.)], чтобы получить кислоту с плотностью 3840 кг/м3 [98,7% (масс.)]. Какой объем займет полученная концентрированная кислота?
Скачать решение задачи 5.6 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.7 (задачник Павлов, Романков). В выпарной аппарат поступает 1,4 т/ч 9% раствора, который упаривается под атмосферным давлением до конечной концентрации 32% (масс.). Разбавленный раствор поступает на выпарку с температурой 18 °С. Упаренный раствор выводится из аппарата при 105 °С. Удельная теплоемкость разбавленного раствора 3800 Дж/(кг*К). Расход греющего насыщенного водяного пара с избыточным давлением Ризб = 2 кгс/см2 составляет 1450 кг/ч. Влажность греющего пара 4,5%. Определить потерю теплоты в окружающую среду.
Скачать решение задачи 5.7 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.8 (задачник Павлов, Романков). Определить удельную теплоемкость холодильной смеси, состоящей из 2 л воды, 8 кг льда и 5 кг поваренной соли.
Скачать решение задачи 5.8 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.9 (задачник Павлов, Романков). Раствор состоит из 0,7 м3 серной кислоты (100 %), 400 кг медного купороса (CuSO4*5Н2О) и 1,4 м3 воды. Определить: а) удельную теплоемкость раствора; б) количество сухого насыщенного водяного пара с абсолютным давлением Рабс = 2 кгс/см2, необходимое для нагревания раствора от 12 до 58 °С. Потери теплоты аппаратом за время нагревания раствора составляют 25100 кДж. Удельную теплоемкость серной кислоты и медного купороса определить по формуле (5.12).
Скачать решение задачи 5.9 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.10 (задачник Павлов, Романков). В выпарном аппарате подвергается упариванию под атмосферным давлением 2,69 т/ч 7% водного раствора. Начальная температура раствора 95 °С, конечная 103 °С Средняя температура кипения в аппарате 105 °С. Избыточное давление греющего насыщенного водяного пара Pизб = 2 кгс/см2. Площадь поверхности теплообмена в аппарате 52 м2, коэффициент теплопередачи 1060 Вт/(м2*К). Тепловые потери аппарата в окружающую среду составляют 110000 Вт. Определить: а) конечную концентрацию раствора; б) расход греющего пара при влажности его 5%.
Скачать решение задачи 5.10 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.11 (задачник Павлов, Романков). В выпарном аппарате с площадью поверхности теплообмена 30 м2, работающем под атмосферным давлением, непрерывно концентрируется раствор хлористого калия от 9,5 до 26,6 % (масс.). Начальная температура раствора 18 °С, избыточное давление греющего насыщенного водяного пара Pизб = 2 кгс/см2. Производительность аппарата вначале была 900 кг/ч (разбавленного раствора), но через некоторое время снизилась до 500 кг/ч из-за образования накипи. Пренебрегая тепловыми потерями аппарата в окружающую среду, определить толщину образовавшегося слоя накипи, приняв для накипи 1,4 Вт/(м*К). Гидростатическим эффектом пренебречь.
Скачать решение задачи 5.11 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.12 (задачник Павлов, Романков). В условиях примера 5.7 определить расход энергии при откачке вторичного пара вакуум-насосом и при откачке конденсата насосом, если вакуум в аппарате равен 0,95 кгс/см2.
Скачать решение задачи 5.12 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.13 (задачник Павлов, Романков). В непрерывнодействующий однокорпусной выпарной аппарат подается 12,5% раствор сернокислого аммония, который упаривается под атмосферным давлением до 30,6% (масс.). Концентрированный раствор выходит из аппарата в количестве 800 кг/ч. Разбавленный раствор, поступающий на выпарку, подогревается в теплообменнике вторичным паром от 24 до 80 °С. Остальное количество вторичного пара идет на обогрев других производственных аппаратов (рис. 5.4). Тепловые потери выпарного аппарата составляют 6% от полезно используемого количества теплоты, т. е. от суммы (Qнаг + Qисп). Принять Δtгс = 1 К.
Рис. 5.4 (к контрольной задаче 5.13):
1 - выпарной аппарат; 2 - теплообменник.
Определить: а) расход греющего насыщенного водяного пара (с избыточным давлением Pизб= 2 кгс/см2), принимая его влажность 5%; б) количество вторичного пара, отбираемого на обогрев производственных аппаратов; в) требуемую площадь поверхности теплообмена (подогревателя), принимая величину коэффициента теплопередачи в нем К = 700 Вт/(м2*К).
Скачать решение задачи 5.13 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.14 (задачник Павлов, Романков). Дифенил (С6Н5)2 кипит под атмосферным давлением при 255 °С. Вычислить удельную теплоту испарения, а также удельную теплоемкость жидкого дифенила.
Скачать решение задачи 5.14 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.15 (задачник Павлов, Романков). 48% водный раствор едкого натра кипит под давлением 760 мм рт. ст. при 140 °С, а под абсолютным давлением Pабс =0,2 кгс/см2 - при 99 °С. Определить удельную теплоту испарения воды из этого раствора при давлении 0,8 кгс/см2, а также удельную теплоемкость раствора.
Скачать решение задачи 5.15 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.16 (задачник Павлов, Романков). Определить температуру кипения бромбензола под абсолютным давлением Pабс =0,1 кгс/см2 по диаграмме линейности и по номограмме XIV. Определить также удельную теплоту испарения бромбензола при этом давлении.
Скачать решение задачи 5.16 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.17 (задачник Павлов, Романков). Определить давление насыщенного пара бензальдегида при 120 °С, пользуясь диаграммой линейности.
Скачать решение задачи 5.17 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.18 (задачник Павлов, Романков). Воспользовавшись правилом Бабо и табл XXXVI, определить температуру кипения 42,5% водного раствора азотнокислого аммония при абсолютном давлении рабс = 0,4 кгс/см2.
Скачать решение задачи 5.18 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.19 (задачник Павлов, Романков). В вакуум-выпарной аппарат (рис. 5.1) поступает 10 т/ч 8% водного раствора азотнокислого аммония при температуре 74 °С. Концентрация упаренного раствора 42,5%. Абсолютное давление в среднем слое кипящего раствора Pср = 0,4 кгс/см2. Избыточное давление греющего насыщенного водяного пара риаб 1 кгс/см2. Принять ΔtГэф = 6,1 К. Коэффициент теплопередачи 950 Вт/(м2*К). Потери теплоты составляют 3% от суммы (Qнаг + Qисп). Определить площадь поверхности нагрева выпарного аппарата.
Скачать решение задачи 5.19 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.20 (задачник Павлов, Романков). По данным предыдущей задачи определить абсолютное давление в барометрическом конденсаторе, если гидравлическая депрессия ΔtГс = 1 К, а гидростатическая депрессия ΔtГэф = 6,1 К.
Скачать решение задачи 5.20 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.21 (задачник Павлов, Романков). 2200 кг/ч разбавленного водного раствора упариваются от 7 до 24% (масс.) под атмосферным давлением. Разбавленный раствор подается в выпарной аппарат при 19 °С. Температурная депрессия 3,5 К, гидростатическая 3,0 К, гидравлическая 1,0 К. Избыточное давление греющего насыщенного водяного пара Ризб = 2 кгс/см2. Коэффициент теплопередачи 1100 Вт/(м2*К). Определить требуемую поверхность теплообмена в аппарате и расход греющего пара, принимая потери теплоты в окружающую среду в размере 5% от суммы (Qнаг + Qисп) и влажность греющего пара 5%.
Скачать решение задачи 5.21 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.22 (задачник Павлов, Романков). Как изменится производительность выпарного аппарата, работающего под атмосферным давлением, при обогреве насыщенным .водяным паром с избыточным давлением Ризб = 1,2. кгс/см2, если в аппарате создать вакуум 0,7 кгс/cм2, а обогрев перевести на пар с избыточным давлением 0,6 кгс/см2? Гидростатический эффект для среднего слоя рГэф = 9,81*106 Па; в обоих случаях считать температурную депрессию 4 К; раствор поступает на выпарку подогретым до температуры кипения в аппарате. Коэффициент теплопередачи считать неизменным. Тепловыми потерями пренебречь.
Скачать решение задачи 5.22 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.23 (задачник Павлов, Романков). В выпарном аппарате концентрируется водный раствор от 14 до 30% (масс.). Греющий насыщенный водяной пар имеет давление (абсолютное) 0,9 кгс/см2. Полезная разность температур 11,2 К. Гидростатическая депрессия ΔtГэф = 3 К. Определить часовой расход разбавленного раствора, поступающего в аппарат, если площадь поверхности теплообмена в нем 40 м4, а коэффициент теплоотдачи составляет 700 Вт/(м2-К). Разбавленный раствор поступает в аппарат подогретым до температуры кипения. Среднее давление в аппарате (абсолютное) 0,4 кгс/см*. Тепловыми потерями пренебречь.
Скачать решение задачи 5.23 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.24 (задачник Павлов, Романков). Определить расход греющего насыщенного водяного пара (абсолютное давление 2 кгс/см2) и площадь поверхности нагрева выпарного аппарата, в котором производится упаривание 1,6 т/ч раствора от 10 до 40 % (масс.). Среднее давление в аппарате (абсолютное) 1 кгс/см2. Разбавленный раствор поступает на выпарку при 30 °С. Полезная разность температур 12 К. Гидростатическая депрессия ΔtГэф = 4 К. Коэффициент теплопередачи 900 Вт/(м2*К). Тепловые потери принять равными 5 % от полезно используемого количества теплоты Qнаг + Qисп.
Скачать решение задачи 5.24 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.25 (задачник Павлов, Романков). Раствор поташа упаривается от 8 до 36% (масс.) под вакуумом 0,2 кгс/см2. Начальное количество раствора 1500 кг/ч. Определить количество воды, подаваемой: а) в барометрический конденсатор; б) в поверхностный конденсатор, принимая температуру отходящего конденсата на 5 °С ниже температуры конденсации. Вода в обоих случаях нагревается от 15 до 35 °С.
Скачать решение задачи 5.25 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.26 (задачник Павлов, Романков). В выпарном аппарате производится концентрирование водного раствора от 12 до 38% (масс.) под вакуумом (в конденсаторе) 600 мм рт. ст. (см. рис. 5.1). Расход охлаждающей воды в барометрическом конденсаторе 40 м3/ч, вода нагревается от 14 до 30 °С. Определить часовую производительность выпарного аппарата по разбавленному и концентрированному раствору. Температурной депрессией пренебречь. Атмосферное давление 747 мм рт. ст.
Скачать решение задачи 5.26 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.27 (задачник Павлов, Романков). Вакуум в выпарном аппарате над раствором 0,7 кгс/см2, Расход разбавленного водного раствора, поступающего на выпарку, 2,4 т/ч, его концентрация 12% (масс). Конечная концентрация 32% (масс.). В барометрический конденсатор подается 38,6 м3/ч холодной воды с температурой 12 °С. Определить температуру воды на выходе из барометрического конденсатора. Гидравлическим сопротивлением паропровода и температурной депрессией пренебречь.
Скачать решение задачи 5.27 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.28 (задачник Павлов, Романков). В трехкорпусной выпарной батарее, работающей по прямоточной схеме (см. рис. 5.7), подвергается упариванию 1300 кг/ч водного раствора с начальной концентрацией 9% (масс.) до конечной концентрации 43% (масс.). Вычислить концентрации раствора по корпусам, если известно, что в каждом следующем корпусе выпаривается воды на 10% больше, чем в предыдущем.
Скачать решение задачи 5.28 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.29 (задачник Павлов, Романков). Какое предельное число корпусов может быть в многокорпусной выпарной установке, если избыточное давление греющего насыщенного водяного пара в первом корпусе Ризб = 2,3 кгс/см2, остаточное давление в конденсаторе 147 мм рт. ст. Сумму температурных потерь во всех корпусах принять равной 41 К. Допустимая полезная разность температур в каждом корпусе должна быть не меньше 8 К.
Скачать решение задачи 5.29 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.30 (задачник Павлов, Романков). В двухкорпусной установке, работающей по прямоточной схеме, упаривается 1000 кг/ч водного раствора азотнокислого натрия. Начальная концентрация 10% (масс.), конечная после первого корпуса 15% (масс.), конечная после второго 30% (масс.). Конечная температура раствора после первого корпуса 103 °С, после второго 90 °С. Определить, сколько воды испарится во втором корпусе за счет самоиспарения и какой это составит процент от общего количества воды, испаряющейся во втором корпусе.
Скачать решение задачи 5.30 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.31 (задачник Павлов, Романков). В двухкорпусную выпарную установку, работающую по прямоточной схеме, поступает 1000 кг/ч водного раствора хлористого магния. Начальная концентрация раствора 8% (масс.). Концентрация раствора после первого корпуса 12% (масс.). Абсолютное давление над раствором в первом корпусе 1 кгс/см2, во втором корпусе 0,3 кгс/см2. Конечная температура раствора после первого корпуса 104 °С, после второго 77 °С. Определить, до какой конечной концентрации упаривается раствор во втором корпусе, если обогрев второго корпуса осуществляется за счет вторичного пара первого корпуса (отбора экстра-пара нет). Тепловыми потерями пренебречь.
Скачать решение задачи 5.31 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.32 (задачник Павлов, Романков). Во второй корпус двухкорпусной установки, работающей по прямоточной схеме без отбора экстра-пара, поступает из первого корпуса 500 кг/ч 16% водного раствора углекислого натрия с температурой 103 °С. Абсолютное давление над кипящим раствором в первом корпусе 1 кгс/см2, во втором корпусе 0,6 кгс/см2. Концентрированный раствор, выходящий из II корпуса с температурой 89°С и концентрацией 28% (масс.), используется в противоточном теплообменнике для подогрева разбавленного раствора, поступающего на выпарку. Пренебрегая тепловыми потерями и депрессией, определить: а) концентрацию разбавленного раствора, подаваемого на выпарку; б) на сколько градусов будет подогрет разбавленный раствор в теплообменнике, если концентрированный раствор выходит из теплообменника с тем-пературой 32 °С. Удельная теплоемкость концентрированного раствора 3,35*103 Дж/(кг-К).
Скачать решение задачи 5.32 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.33 (задачник Павлов, Романков). В двухкорпусную выпарную установку, работающую по прямоточной схеме, поступает 1000 кг/ч водного раствора хлористого кальция. Начальная концентрация раствора 8 % (масс.), конечная 30% (масс.). В первом корпусе абсолютное давление вторичного пара 1 кгс/см2, во втором 0,3 кгс/см2. Конечная температура раствора после первого корпуса 104 °С, после второго 78 °С. В первом корпусе образуется 400 кг/ч вторичного пара. Часть этого пара (рис. 5.5) отбирается на сторону (экстра-пар). Пренебрегая тепловыми потерями, определить, какое количество экстра-пара отбирается.
Скачать решение задачи 5.33 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.34 (задачник Павлов, Романков). В однокорпусный выпарной аппарат (рис. 5.6), работающий с тепловым насосом (сжатие вторичного пара в турбокомпрессоре), поступает разбавленный водный раствор с концентрацией 5% (масс.). Из аппарата выходит 550 кг/ч раствора с концентрацией 15% (масс.). Температурная депрессия 2,5 К. Гидростатическим эффектом и гидравлическим сопротивлением пренебречь. Турбокомпрессор сжимает вторичный пар от 1 до 2 кгс/см2. Тепловые потери составляют 5% от (Qнаг + Qисп). Начальная температура разбавленного раствора 70 °С. Определить: а) сколько приходится добавлять греющего насыщенного водяного пара (пар сухой насыщенный, избыточное давление Ризб = 2 кгс/см2); б) какую мощность потребляет турбокомпрессор, если общий к.п.д. его равен 0,72.
Скачать решение задачи 5.34 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.35 (задачник Павлов, Романков). До какой температуры надо охладить горячий 40% водный раствор калиевой селитры, чтобы после охлаждения и выпадения кристаллов концентрация маточного раствора стала вдвое меньше исходной?
Скачать решение задачи 5.35 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.36 (задачник Павлов, Романков). Сколько килограммов кристаллов выделится при охлаждении от 30 до 15 °С 4,2 т раствора соды, содержащего 2,5 моль соды на 1000 г воды? Сода кристаллизуется с 10 молекулами воды.
Скачать решение задачи 5.36 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)
Задача 5.37 (задачник Павлов, Романков). Определить необходимую площадь поверхности охлаждения противоточного кристаллизатора, в котором охлаждается от 85 до 35 °С 10000 кг/ч раствора, содержащего 7,0 моль сернокислого аммония на 1000 г воды. При охлаждении испаряется вода (5% от массы начального раствора). Коэффициент теплопередачи 127 Вт/(м2*К). Охлаждающая вода нагревается от 13 до 24 °С. Определить также ее расход.
Скачать решение задачи 5.37 (задачник Павлов, Романков) (цена 240р)