4.1 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 4.2. 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 4.3. 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 4.4 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 4.5. 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 4.6 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.
Рис. 4.3 - Выпарной аппарат с подогревом исходного раствора вторичным паром и отбором экстра-пара. Скачать решение 4.7 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 4.8. Определить температуру кипения 42,5%-го водного раствора нитрата аммония при рабс=0,40 кгс/см2. Скачать решение 4.9. 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 4.10. Определить изменение производительности Скачать решениевыпарного 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 4.11 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 4.12. 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 4.13. 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 4.14. 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 4.15. 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 4.16 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.
4.17. 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.
4.18. 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).
4.19 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.
Рис. 4.4 - Схема выпаривания с термокомпрессией вторичного пара. Скачать решение 4.20. 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 4.21. 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 4.22. 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 4.23. 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 4.24. 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
Главная 
