Лабораторный практикум по курсу "Процессы и аппараты". Часть 2. Массообменные процессы. Николаев Г.И - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

'''
)(
ii
t
F
c
t
Wc
t
ciR
Р
D
kkwwффp
−
−
+
−
=
(4.8)
Расход воды определяют из теплового баланса дефлегматора:
(Р+RР)i
p
+G
в
с
в
t
н
в
=Rpc
ф
t
ф
+рi
p
+ G
B
c
B
t
k
B
+ Q
пот
,
откуда
)(
)(
н
B
t
k
B
t
B
c
пот
Q
ф
t
ф
c
p
iRР
B
G
−
−−
=
, (4.9)
где в формулах
F, P, W, G
B
– количество соответственно начальной смеси,
дистиллята, кубового остатка и охлаждающей
воды, кг;
i
//
и i' – удельная энтальпия греющего пара и его конденсата, кДж/кг; С
F
, С
ф
,
с
W
, С
в
– удельная теплоемкость соответственно начальной смеси, флегмы, кубового остатка
и охлаждающей ; кДж/(кгК);
t
F
, t
ф
, t
W
, t
н
в,
t
к
в
. – соответственно температура начальной смеси,
флегмы, кубового остатка, начальная и конечная температура воды, охлаждающей
дефлегматор, °
С; i
р
– удельная энтальпия, пара, поступающего с верхней тарелки в
дефлегматор с концентрацией у
п
, кДж/кг (если принять y
n
≈
i
p
, - энтальпии паров дистиллята);
Q
пот
–потери теплоты в окружающую среду, кДж (Q
пот
можно принять в размере 5-10%
полезной теплоты).
Если при испытании не удается измерить количество и концентрацию кубового
остатка (или дистиллята), то для их нахождения можно воспользоваться уравнениями
материального баланса
По всем компонентам
F=P+W (4.10)
По легколетучем компоненту
.
100100100
kk
ДД
нн
xG
хG
хG
+= (4.11)
Составляющие
Gн, G
Д
G
к
выражают объемные, массовые или мольные количества; в
соответствии с этим концентрация спирта бывает объемной, массовой и молярной. С
помощью спиртометра измеряют объемную концентрацию. Для перевода объемной
концентрации в массовую можно воспользоваться приложением 5, а для перевода массовой
концентрации в молярную–следующую зависимостью:
,100
/)100(/
/
⋅
−+
=
Вмасспмас
спмас
мол
МхМх
Мх
х
(12)
где
М
сп
и М
В
–молярные массы соответственно спирта и воды (М
сп
=46,07; М
В
=18,02
кг/кмоль).
Одним из важных технико-экономических показателей работы колонны является
удельный расход греющего пара (в кг/кг безводного спирта)
d=D/G
р.безв,
(13)
где G
р.безв,
- количество безводного спирта, кг
G
р.безв,
=Рх
р
/100
Цель работы:
1. Изучение процесса ректификации в колонне периодического действия
2. Определение рабочего флегмового числа колонны.
3. Определение минимального флегмового числа и коэффициента избытка флегмы.
4. Расчет ВЭТС.
5. Определение расхода воды на дефлегмацию (практически и расчетом).
6. Определение удельного расхода греющего пара.
Описание экспериментальной установки
Работа выполняется на полупроизводственной установке (рис.4.2). 
                              RР (i p − cф t ф ) + Wcwt w − Fck t k
                        D=                                                (4.8)
                                                 i ' '−i '
       Расход воды определяют из теплового баланса дефлегматора:
       (Р+RР)ip+Gвсвtнв=Rpcф tф+рip + GBcBtkB + Qпот,
       откуда
                                             RР ( i p − c ф t ф ) − Q пот
                                    GB =                                  ,        (4.9)
                                                            k     н
                                                     c B (t B − t B )
        где в формулах F, P, W, GB – количество соответственно начальной смеси,
дистиллята, кубового остатка и охлаждающей
         воды, кг; i// и i' – удельная энтальпия греющего пара и его конденсата, кДж/кг; СF, Сф,
сW , Св – удельная теплоемкость соответственно начальной смеси, флегмы, кубового остатка
и охлаждающей ; кДж/(кгК); tF , tф, tW , tнв, tкв. – соответственно температура начальной смеси,
флегмы, кубового остатка, начальная и конечная температура воды, охлаждающей
дефлегматор, °С; iр– удельная энтальпия, пара, поступающего с верхней тарелки в
дефлегматор с концентрацией уп, кДж/кг (если принять yn≈ip, - энтальпии паров дистиллята);
Qпот–потери теплоты в окружающую среду, кДж (Qпот можно принять в размере 5-10%
полезной теплоты).
        Если при испытании не удается измерить количество и концентрацию кубового
остатка (или дистиллята), то для их нахождения можно воспользоваться уравнениями
материального баланса
        По всем компонентам
                                   F=P+W                                    (4.10)
        По легколетучем компоненту
                                  Gн х н G Д х Д Gk xk
                                         =           +        .               (4.11)
                                  100        100        100
        Составляющие Gн, GД Gк выражают объемные, массовые или мольные количества; в
соответствии с этим концентрация спирта бывает объемной, массовой и молярной. С
помощью спиртометра измеряют объемную концентрацию. Для перевода объемной
концентрации в массовую можно воспользоваться приложением 5, а для перевода массовой
концентрации в молярную–следующую зависимостью:
                                           х мас / М сп
                      х мол =                                      ⋅ 100,                (12)
                               х мас / М сп + (100 − х мас ) / М В
        где Мсп и МВ–молярные массы соответственно спирта и воды (Мсп=46,07; МВ=18,02
кг/кмоль).
        Одним из важных технико-экономических показателей работы колонны является
удельный расход греющего пара (в кг/кг безводного спирта)
        d=D/Gр.безв,                        (13)
        где Gр.безв, - количество безводного спирта, кг
        Gр.безв, =Рхр/100

       Цель работы:
1. Изучение процесса ректификации в колонне периодического действия
2. Определение рабочего флегмового числа колонны.
3. Определение минимального флегмового числа и коэффициента избытка флегмы.
4. Расчет ВЭТС.
5. Определение расхода воды на дефлегмацию (практически и расчетом).
6. Определение удельного расхода греющего пара.

       Описание экспериментальной установки
       Работа выполняется на полупроизводственной установке (рис.4.2).

Страницы