|
L
=
=
2840-103 — 2620-103 =
= 220-103 Д ж /кг.
Требуемая
теоретическая
мощность (без учета к . п. д. ва
куум-насоса):
I V j a 220• 103 • 1000/3600 —
— 62,7*10* Вт = 62,7 кВт,
б) При
откачке
насосом
жидкости (конденсата) необхо-
дим ую теоретическую мощность насоса (без учета его к. п. д.)
определим по уравнению:
V Ар
1000-68,7-10
3
ЛАШ П
“ Т о о Г “ 3600-
1000
-
16
“ ~
0,019
кВт’
г д а
V =
ЗбО О -Ш О Г
= Ш
“ ”/с :
А р =
° ' 7 » « / ™ а = 6 8 , 7 . 1 0 > П а .
И з данного примера видно, что откачивать вторичный пар
вакуум -насосом нецелесообразно, так как это требует большого
расхода энергии (в 62,7/0,019 = 3300 раз больше, чем при откачке
конденсата). Поэтому вторичный пар никогда не откачивают,
а всегда конденсируют.
Пример 5 .8 . Определить, пользуясь правилом Бабо, темпера
турн ую депрессию Д*деир для 25% водного раствора хлористого
к а л ь ц и я при абсолютном давлении над раствором
р х
= 0,36 кгс/см2.
Р е ш е н и е . 1. Определение температуры кипения раствора
при
наличии
абсолютного
давления
над
раствором
рх =
=
0,36 кгс/см2.
По таб л . X X X V I находим, что 25% водный раствор хлористого
к а л ь ц и я под атмосферным давлением (1,033 кгс/см2) кипит при
тем пературе 107,5 °С. При этой температуре давление насыщен
ного пара воды (табл. LVI)
рв
= 1,345 кгс/см2.
Отношение давлений пара н ад раствором
р\
и воды
р'в
при
одной и той ж е тем пературе 107,5 °С:
( « W
5 = > .033/1,345 = 0,77.
С огласно правилу Бабо [уравнение (5.20) 1, это отношение
сохраняет постоянное значение при всех тем пературах кипения
раствора.
Д л я искомой температуры
кипения
раствора
при
р х
=
= 0,36 кгс/см2:
(PiIPo)t ~
0,36/рв = 0,77,
откуда
р в =
0,36/0,77 = 0,467 кгс/см^ = 343 мм рт. ст.,
чему соответствует по табл. XX^CVJJI температура кипения воды
79,2 °С. Эту ж е тем пературу кипения будет иметь и раствор хло
ристого кальц и я (25% ) при давлении над раствором 0,36 кгс/сма.
2. Определение Д^деПр.
Тем пература кипения воды при давлении 0,36 кгс/см2 =
= 264,6 мм рт. ст. (табл. X X X V III) равна 72,9 °С.
Т ем пературная депрессия раствора [формула (5.17)1:
Д /д е п р « fp
-
<В =
7 9,2 - 7 2,9
=
6,3°
С
=
6,3
К.
Учтем поправку Стабникова. По табл. 5 ^ при (рр/р с) = 0,77
и
р р
= 0,36 кгс/сма = 264,6 мм рт. ст. поправка A
t —
—0,9 К .
П оп равка со знаком минус, потому что теплота растворения
хлористого кальц и я отрицательная (Справочник химика. Т. II I,
1965, с. 613). Таким образом,
Д^делр = 6,3 — 0,9 = 5,4 К.
Пример 5.9 . Вычислить гидростатическую депрессию Д/г..0&
при выпаривании 25% водного раствора хлористого к а л ь ц и я под
вакуумом в выпарном аппарате с оптимальным уровнем раствора
в трубах. Рабочая высота труб Я т« = 4 м , абсолютное давление
над поверхностью раствора
р х —
0,36 кгс/см* (см. рис. 5.1).
Р е ш е н и е . При
р х =
0,36 кгс/см3 тем пература воды
tx
=
= 72,7 °С (табл. L V II).
Оптимальная высота уровня по водомерному стеклу опреде
ляется по формуле (5.23):
Я о п т= [0,26 + 0,0014{рр - р 8) ] # тр.
Т ак как плотности рр и рв надо брать при тем пературе кипения
раствора, пока неизвестной, приходится ею зад ав аться. Примем
U = 85 °С. Тогда
Яолт - [0.26 + 0,0014 (1197 — 969)] 4 = 2,3 м.
Здесь рр = 1197 кг/м3 — по табл. IV; рв == 969 кг/м3 — по табл. X X XIX .
Гидростатическое давление р ср в середине высоты труб при
//опт*
л в 1 iQ7 Q Я1
9
3
Рср =
Pi
+
0,5ррёЯ олт
= 0,36 +
9%1.1о*
= ° ’5 кгс/см3-
Температура кипения воды при 0,5 кгс/см2 (табл. L V II)
tcp
=>
= 80,9 °С.
Гидростатическая депрессия [формула (5.25)]:
Д/Г.8ф = 'с р —
*1
= 80,9 — 72,7 = 8,2° С = 8 , 2 К.
Пример 5.10. Вторичный пар из выпарного ап п арата поступает
в барометрический конденсатор по паропроводу диаметром 150 мм.
Скорость пара в паропроводе 50 м/с. Д авлени е в конденсаторе
(абс.)
р 0
= Q.3 кгс/см2. Д ли н а паропровода 14 м. Коэффициент
трения
X
= 0,03. Н а паропроводе имеются три поворота на 90 °С
( t
= 0,2). Определить гидравлическую депрессию Д^г. с.
Р е ш е н и е . По уравнению (5.15):
С —
—
^0*
При
р 0
— 0,3 кгс/см2
t0
= 68,7 °С (табл. L V II). Д л я опреде
ления температуры
tx
необходимо найти давлен ие на поверхности
выпариваемого раствора
р х,
равное р 0 + Д р ье <(см. рис. 5.1),
где
4Pr. c = j ^
( I + - ^ + S E ) .
Сумма коэффициентов местных сопротивлений:
Вход в трубу
. . . . 0,5 (табл. X III)
Выход из трубы . . .
1,0
Повороты
. . . . . .
3*0,2 = 0 , 6
ЕС = 2 , 1
Д ополнительное сопротивление сепаратора не учитываем. Сле
довательно,
502-0,188 ( , ,
0,03-14 , o l \
IO„n
ЛРг.с =
j
V1 4----
07
Т
5
— + ’ / =
’
где рп = 0 ,1 8 8 кг/м3 — плотность пара, считая его насыщенный (табл. L V I I) .
Тогда
Pi =
Ро
"Ь
ДРг.
с
~
0,3 -j-
-jpj = 0,314 кгс/см3.
По таб л . LVI1 при
р г —
0,314 кгс/см2
ix
= 69,6 °С.
Гидравлическая депрессия:
(
Д 'г.
с = * i — 'и = 6 9,6 — 68\7 = 0 ,9 °С = 0 ,9 К -
*
Пример 5.11. Определить необходимую поверхность нагрева
вакуум -вы парного апп арата (рис. 5.1) и расход греющего насы
щ енного водяного пара для выпаривания раствора хлористого
к альц и я от 15 до 25% . Производительность по исходному (раз
бавленному) раствору 20 000 кг/ч. Абсолютное давление греющего
пара 1,4 кгс/см2, влаж ность его 5 % . Абсолютное давление в баро
метрическом конденсаторе
р 0
= 0,345 кгс/см2. Слабый раствор
поступает в аппарат при
(нач
= 75 °С.
, Коэффициент теплопередачи принять равным 1000 Вт/(м2.К ).
а тепловые потери — в размере 5% от полезно затрачиваемой
теплоты.
Р е ш е н и е . 1. Температурный режим.
Т ем пература вторичного пара в сепараторе выпарного аппа
рата
[формула (5.13)1:
l t
=
tQ
-|- Д/г с = 7 1,7 + I = 7 2,7 °С (при Рх = 0 ,3 6 кгс/см2).
Здесь
/0 =
71,7 °С
—
температура насыщенного водяного пара при
р0 =
— 0 ,3 4 5 кгс/см2 (табл. L V I I ) ; Д/г 0 — гидравлическая депрессия. Принимаем
Д/г . с = 1 ЭС.
К онечная тем пература раствора (температура кипения рас
твора в сепараторе) [формула (5.16)1:
*кон =
“Ь Д^депр = 72,7 -j- 5,4 = 78,1 СС,
где Д/деир “ температурная депрессия. В примере 5 .8 определено Д/депр =
™ 5 ,4 О.
С редняя тем пература кипения раствора в тр уб ах 1формула
(5.21)1:
i
ипп “ *к<ш +
эф = 7 8 ,I + 8 ,2 = 8 6,3 °С,
где Д/г . 0ф — гидростатическая депрессия (гидростатический эффект).
В
при
мере 5.9 определено
Д*г.еф = 8,2 °С.
2. К оличество выпариваемой воды {формула (5.3)1:
1Г -
0 - ^ - ) - - w
- О -
- 2-22 кг/о-
3. Количество теплоты, передаваемой от греющего пара
к
ки
пящему раствору [формула (5.5)}:
Qr. и — ^н ач^н ач (^коп — *пач) Н“ ^ (^вт. н — с в^кон) 4" Q
uot
Здесь снач — теплоемкость разбавленного раствора [формула (5.10)1:
снач = 4 1 9 0 (1 — хнач) = 4 1 9 0 (1 - 0 , 1 5 ) = 3 5 6 0 Д ж Д кг-К );
i'BTi п = 2496 кДж/кг — удельная энтальпия пара при температуре
= 72,7 °С.
Следовательно, с учетом тепловых потерь в 5 % :
Q r.n = 1.05 [ 236^Г~ 3560 (78.1 - 7 5 ) + 2,22 (2496-Ю3 - 4190-78,1)] »
= 5120-103 Вт.
4. Расход греющего пара [формула (5.7) li
' Q
v
.
il
Do'stlaringiz bilan baham: |
