Методические указания к решению задачи №4

Тепловая нагрузка теплообменника

 

Q= (1)

 

Коэффициент теплопередачи

 

, (2)

 

Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей

 

, (3)

 

где Δt_б – большая разность температур теплоносителей

Δt_м – меньшая разность температур теплоносителей.

 

,°С ^{метанол} ,°С

 

,°С ^вода , °С

_________________________

Δt_б= - Δt_м= -

 

Площадь теплопередающей поверхности теплопередачи определим из основного уравнения теплопередачи

 

(4)

 

По уравнению теплового баланса теплообменника определим расход охлаждающей воды

 

, (5)

 

 

Задача 5

При атмосферном давлении упаривается G, кг/с водного раствора с начальной температурой t_н, °С и массовой долей растворенного вещества х₁,%. Температура кипения раствора t_к, °С. Избыточное давление насыщенного греющего пара Р_изб, МПа. Поверхность греющей камеры F, м², коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²·К). Потери теплоты в окружающую среду составляют 7 %. Определить состав раствора на выходе из выпарного аппарата и необходимый расход греющего пара при его влажности 5 %.

 

Таблица 6 - Исходные данные к задаче 5

Величины и их размерность	Последняя цифра шифра
G, кг/с	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85	0,9	0,66	0,68	0,72
tн, оС
х1, %
Продолжение таблицы 6
Величины и их размерность	Предпоследняя цифра шифра
tк, оС
Ризб, МПа	0,06	0,05	0,04	0,06	0,08	0,05	0,07	0,06	0,04	0,05
F, м2
к, Вт/(м2 К)

 

Методические указания к решению задачи №5

Определим тепловую нагрузку выпарного аппарата по основному уравнению теплопередачи

 

, (1)

 

где Δt_пол – полезная разность температур

 

, (2)

 

где t_s, ºС – температура насыщения греющего пара при его абсолютном давлении Р_абс=Р_изб+Р_ат, МПа (табл. LII /2/).

 

Уравнение теплового баланса выпарного аппарата

 

, (3)

 

где с_н – удельная теплоемкость исходного раствора

 

; (4)

 

W – производительность выпарного аппарата по выпаренной влаге;

h_вт – энтальпия вторичного пара в сепараторе выпарного аппарата при температуре кипения в аппарате t_к, ºС (табл. LI /2/);

с_в=4,19 кДж/(кг К) – удельная теплоемкость воды.

Из уравнения (3) определим производительность выпарного аппарата по выпаренной влаге

 

 

Уравнение материального баланса выпарного аппарата

 

. (5)

 

Тогда состав раствора на выходе из выпарного аппарата

 

 

Расход греющего пара определим из уравнения теплового баланса выпарного аппарата

 

, (6)

 

где r, кДж/кг – удельная теплота конденсации греющего пара при его абсолютном давлении Р_абс=Р_изб+Р_ат (табл. LII /2/),

х_сух=1-0,05=0,95 – степень сухости пара.

 

Задача 6

Определить число тарелок в ректификационной колонне непрерывного действия для разделения смеси метиловый спирт-вода под атмосферным давлением. Молярная доля легколетучего компонента в питании колонны х_F, %, в дистилляте х_D, %, в кубовом остатке х_W, %. Коэффициент избытка флегмы φ. Число тарелок, эквивалентное одной ступени изменения концентрации ψ.

 

Таблица 7 – Исходные данные к задаче 6

Величины и их размерность	Предпоследняя цифра шифра
хF, %	42,0	37,0	31,5	32,8	34,3	31,7	38,2	33,0	32,2	30,7
Последняя цифра шифра
хD, %	96,0	92,0	91,0	94,0	90,0	88,9	87,8	89,0	91,6	90,2
хW, %	1,2	1,8	1,9	2,0	1,5	1,6	1,7	1,1	1,4	2,1
φ	1,7	1,68	1,59	1,72	1,78	1,69	1,65	1,71	1,66	1,74
ψ	1,8	1,7	1,6	1,65	1,81	1,82	1,75	1,77	1,8	1,7