Файл: Задача 1 3 Задача 2 4 Задача 3 5 Задача 4 7 Задача 5 12 Список литературы 16 Задача 1.docx

Относительный мольный расход питания




2. Расчет оптимального флегмового числа



Рисунок 2 - Кривые равновесия при П=760 мм рт. ст.:

1 - ацетон-вода; 2 - четыреххлористый углерод-ацетон.
Минимальное число флегмы



Где =0,68 - мольную долю ацетона в равновесном с жидкостью питания, определяем по диаграмме - х. Рабочее число флегмы



Уравнения рабочих линий

а) верхней (укрепляющей) части колонны





б) нижней (исчерпывающей) части колонны






Рисунок 3 – Построение теоретических тарелок

Теоретическое количество ступеней – 6.

Число тарелок рассчитываем по уравнению



Для определения среднего к. п. д. тарелок находим коэффициент относительной летучести разделяемых компонентов

---

и динамический коэффициент вязкости смеси μ при средней температуре в колонне, равной 77^oC. При этой температуре давление насыщенного пара ацетона мм рт. ст., воды Р_В=314,1 мм рт. ст., откуда . Динамический коэффициент вязкости ацетона при t=77 ^oC равен 0,2·10^-3Па·с, воды 0,3702·10^-3 Па·с. Принимаем:



Тогда:



По графику находим .

Тогда действительное число тарелок равно:

– принимаем 8 тарелок.

3. Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе



Здесь



где r_A и r_В - удельные теплоты парообразования ацетона и воды.

Расход охлаждающей воды при нагреве ее на 35^оС

а) в дефлегматоре

Задача 5

Определить холодильный коэффициент и удельную холодопроизводительность паровой компрессионной аммиачной холодильной установки при температуре в испарителе

t₀ = –15ºС и температуре конденсации t = 20ºС. Построить теоретический цикл работы холодильной установки в диаграмме Т – S или в диаграмме p – i и по построенному циклу определить требуемые величины. Нарисуйте схему холодильной установки.
Решение:

Аммиак применяется в холодильных машинах (ХМ) при температуре конденсации не выше 55 ⁰C и температуре кипения до –30 ⁰C в случае использования одноступенчатых циклов, и до –60 

---

⁰C для двухступенчатых. Мощность используемых аммиачных ХМ находится в диапазоне от нескольких десятков кВт до нескольких МВт.

Основными элементами ХМ являются: компрессор, конденсатор, испаритель и устройство для расширения рабочего вещества. Отдельно стоит отметить абсорбционные ХМ, которые нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, и использующие аммиак в качестве рабочего тела. В данных машинах механический компрессор заменяется сразу несколькими аппаратами: генератором, абсорбером и насосом.

Одноступенчатая паровая ХМ с дроссельным вентилем является наиболее простой схемой и применяется в установках небольшой мощности. Схема ХМ представлены на рис.4.


Рисунок 4 – Схема холодильной машины
Расчет рабочего процесса холодильной установки.

Для построения процесса в диаграмме lgP-h обычно определяют конкретные параметры: температуру кипения хладагента, температура конденсации, температура всасывания, температура переохлаждения.

1. Температура кипения хладагента в испарителе при закрытой рассольной схеме охлаждения:

t₀= -15˚С

2. Температура конденсации паров хладагента зависит от температуры и количества воды, подаваемой в конденсатор.

t_K=20˚С

3. Температура переохлаждения перед регулирующим вентилем:

t_П=t_К ^–Δt_П ,

где Δt_П=4˚С

t_П=20 - 4=16˚С

4. Температура всасывания:

t_ВС=t₀ +Δt_ВС ,

где Δt_ВС =7˚С

t_ВС= -15+7= -8˚С
Построение цикла холодильной машины

Прежде всего определяем по диаграмме значения и по температурам, соответствующим кипению и конденсации:

- для =>

- для =>

Проводим на диаграмме две горизонтальные прямые – изобары (рис. 5).

---

Пересечение изобары кипения с кривой насыщенного пара (точка 1) показывает состояние хладагента на выходе из испарителя. Перегрев пара во всасывающем трубопроводе или регенеративном теплообменнике перед компрессором происходит при до (без учета потерь давления на трения и местные сопротивления). Поэтому точка 1 лежит на пересечении изобары и изотермы в области перегретого пара.



Рисунок 5 - Цикл холодильной машины
При сжатии в компрессоре давление пара повышается до , а сам процесс сжатия считается адиабатическим, поэтому точка 2 конца сжатия лежит на пересечении адиабаты, проведенной из точки 1, и изобары . Температуру этой точки называют температурой нагнетания компрессора. Из компрессора перегретый пар поступает в конденсатор, где сначала охлаждается до состояния насыщения (точка ), а затем конденсируется при постоянной температуре до жидкого состояния (точка ).
По построенному циклу определяем параметры хладагента:

Таблица 1.

№ точки	Давление Р,МПа	Температура, ˚С	Энтальпия, кДж/кг	Удельный объем, м3/кг	Состояние
1’	0,2404	-15	1675,25	0,550	СНП
1	0,2404	-5	1769,69	0,4075	ПП
2	1,65	49	1930	0,110	ПП
2’	1,65	15	1708	0,078	СНП
3’	1,65	15	608	--	жидкость
3	1,65	12	590	--	переохл. жидк.
4	0,2404	-10	1749,4	0,4177	ВНП
4’	0,2404	-10	1749,4	0,4177	ВНП

---

Удельный холодильный коэффициент:

Список литературы

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1987. 576 с.

2. плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. процессы и аппараты химической технологии. Л.: Химия, 1966. 848 с.

3. Перри Дж. Справочник инженера-химика. Т. 1, 2. Л.: Химия, 1969. 639 с., 504 с.

---