Лабораторный практикум по курсу "Процессы и аппараты". Часть 2. Массообменные процессы. Николаев Г.И - 13 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Таблица 3.1
х у у-х
ху
1
0,025 0,225 0,200 5,00
0,05 0,360 0,310 3,22
0,10 0,516 0,416 2,40
0,15 0,600 0,450 2,22
0,20 0,655 0,455 2,20
0,25 0,690 0,440 2,27
0,30 0,710 0,410 2,44
0,35 0,728 0,378 2,64
0,40 0,740 0,340 2,94
0,45 0,754 0,304 3,29
0,50 0,767 0,267 3,74
0,55 0,778 0,228 4,38
0,60 0,789 0,180 5,29
0,65 0,800 0,150 6,66
0,70 0,810 0,110 9,09
0,75 0,835 0,085 11,75
0,80 0,855 0,055 18,20
Графическая зависимость между составом жидкости и составом пара по
низкокипящему компоненту дается на диаграмме в виде
кривой равновесия (рис3.1).
По кривой равновесия можно для заданного состава
жидкости определить состав пара. Например, если в
жидкости содержится 30% спирта, то в равновесном паре -
57%. Диагональ диаграммы соответствует одинаковому
составу низкокипящего компонента в жидкости и в паре
(х=у) Кривая равновесия расположена выше
диагонали, следовательно, пар обогащен низкокипящим
компонентом. Чем ближе кривая равновесия к диагонали,
тем меньше отличаются температуры кипения
компонентов смеси, меньше разница в составах жидкости и
пара и тем, следовательно, труднее разделяется смесь при
перегонке.
Исследование процесса перегонки проводится также с
помощью диаграммы температур (рис3.2). По оси абсцисс
отложены составы жидкости х и пара у по низкокипящему
компоненту; по оси ординат - температура кипения t.
Точка 0' соответствует составу чистого низкокипящего компонента (х=100%) с минимальной
температурой кипения t
; точка 0 - составу чистого высококипящего компонента (х = 0) с
максимальной температурой кипения t.
По диаграмме температур при известном составе смеси х можно
определить температуру ее кипения и состав пара над ней у. Если задан состав жидкости х
1
,
то, поднимаясь вверх до кривой температур кипения (точка а) и переходя по горизонтали на
ось ординат, находят температуру кипения смеси t
1
.
Состав пара можно определить, продолжив горизонталь из точки а до кривой состава пара
(точка б) и спускаясь вниз на
ОСЬ АБЦИСС у. Из диаграммы видно, что при уменьшении
содержания низкокипящего компонента в жидкости (х
1
<х
1
) температура кипения
повышается (t
1
<t
1
).
Рис.3.1. Кривая
равновесия для смеси
этиловый
спирт -
вода
                                                           Таблица 3.1
                         х           у           у-х         1
                                                           у−х
                       0,025       0,225        0,200       5,00
                       0,05        0,360        0,310       3,22
                       0,10        0,516        0,416       2,40
                       0,15        0,600        0,450       2,22
                       0,20        0,655        0,455       2,20
                       0,25        0,690        0,440       2,27
                       0,30        0,710        0,410       2,44
                       0,35        0,728        0,378       2,64
                       0,40        0,740        0,340       2,94
                       0,45        0,754        0,304       3,29
                       0,50        0,767        0,267       3,74
                       0,55        0,778        0,228       4,38
                       0,60        0,789        0,180       5,29
                       0,65        0,800        0,150       6,66
                       0,70        0,810        0,110       9,09
                       0,75        0,835        0,085      11,75
                       0,80        0,855        0,055      18,20

      Графическая     зависимость между составом жидкости и составом пара по
                                 низкокипящему компоненту дается на диаграмме в виде
                                 кривой равновесия (рис3.1).
                                        По кривой равновесия можно для заданного состава
                                 жидкости определить состав пара. Например, если в
                                 жидкости содержится 30% спирта, то в равновесном паре -
                                 57%. Диагональ диаграммы соответствует одинаковому
                                 составу низкокипящего компонента в жидкости и в паре
                                 (х=у)             Кривая равновесия расположена выше
                                 диагонали, следовательно, пар обогащен низкокипящим
                                 компонентом. Чем ближе кривая равновесия к диагонали,
                                 тем    меньше     отличаются     температуры     кипения
                                 компонентов смеси, меньше разница в составах жидкости и
                                 пара и тем, следовательно, труднее разделяется смесь при
        Рис.3.1. Кривая
                                 перегонке.
        равновесия для смеси
                                 Исследование процесса перегонки проводится также с
        этиловый спирт -
                                 помощью диаграммы температур (рис3.2). По оси абсцисс
        вода
                                 отложены составы жидкости х и пара у по низкокипящему
                                 компоненту; по оси ординат - температура кипения t.
Точка 0' соответствует составу чистого низкокипящего компонента (х=100%) с минимальной
температурой кипения t″; точка 0 - составу чистого высококипящего компонента (х = 0) с
максимальной температурой кипения t′.
По диаграмме температур при известном составе смеси х можно
определить температуру ее кипения и состав пара над ней у. Если задан состав жидкости х1,
то, поднимаясь вверх до кривой температур кипения (точка а) и переходя по горизонтали на
ось ординат, находят температуру кипения смеси t1.
Состав пара можно определить, продолжив горизонталь из точки а до кривой состава пара
(точка б) и спускаясь вниз на ОСЬ АБЦИСС у. Из диаграммы видно, что при уменьшении
содержания низкокипящего компонента в жидкости (х1′<х1) температура кипения
повышается (t1′