Жылуалмастырғыш аппараттарының сипаттамасы

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 29 бет
Таңдаулыға:

Жоспар
Кіріспе 4
1 Айдау туралы жалпы мәлімет 5
1.1 Айдау түрлері 6
2 Ректификация 6
3 Технологиялық процестің түсініктемесі 7
4 Жылуалмастырғыш аппараттарының сипаттамасы 9
4.1 Жылуалмастырғыш аппараттарының негізгі түрлері 10
5 Есептеу бөлімі 12
5.1 Негізгі шартты белгілер 12
5.2 Процеске қатысатын заттардың физика-химиялық қасиеттері 14
5,3 Жылу алмастырғыш аппаратының есептеуі 15
Қорытынды 41
Қолданылған әдебиеттер тізімі 42

Кіріспе

Ректификация – көп рет жүретін сұйықтың булануы және түзілген будың
конденсациялану процесі. Аппаратта қарсыағынды сұйық пен будың арасындағы
қозғалыс қатынасы болады. Әрбір қатынас кезінде сұйықтықтан төмен қайнайтын
компонент ұшып, онда булар байтылып, ал булардан жоғарықайнайтын компонент
кондинсирленеді де сұйыққа айналады. Бу аппараттың үстіне көтеріледі, ал
сұйықтық қабырғасымен астына ағады. Бұндай екі жақты алмасу көп рет жүреді,
соның арқасында қоспа компоненті таза болады. Будан алынатын конденсат
дайын өнім боп табылады, оның құрамында көбінесе төменқайнайтын, яғни
дистиллят (ректификат) деп аталады. Аппараттың астында жиналатын сұйық, бұл
бөлінетін өнім – кубтық қалдық, ол жоғарықайнайтын компоненттен тұрады.
Ректификация химиялық технологиядағы әр түрлі салаларда қолданылады.
Қазіргі кезде ректификацияны химиялық технологияда әр түрлі таза өнімдерді
және газдарды қысқаннан кейін, газ қоспаларын бөлу үшін кеңінен
қолданылады. Ректификация процесі периодты және үзілісті мұнараларда, қысым
астында жүзеге асырылады. Олар атмосфералық, вакуумдік немесе жоғары болуы
мүмкін. Жылуалмастырғыш аппараттары өндірісте функционалды тағайындалуы
және конструктивті орындалу бойынша әр түрлі болады. Жылудың өздігінен
берілуі үшін осы заттардың біреуі екіншісіне қарағанда қыздырылған болу
керек. Жылу алмасу процестері кезінде қыздырылған зат жылуын береді, ал
температурасы төмен зат жылуды қабылдайды. Жылу алмасу аппараттарында
келесідей түрлі жылу процестері болуы мүмкін: жылыту, суыту, булану,
конденсациялану, қайнау және т.б. Жылу процестері кезінде жылу бір заттан
екінші затқа беріледі. Беттік жылу алмасу аппараттарында жылуалмастырғыштар
түрлі конфигурациялы қабырғаға жылу ағыны берілетін құрылғы болып табылады.
Аппараттар ішінен ең көп тараған түрі – қаптамақұбырлы жылуалмастырғыштар.
Олар жылуалмастырғыштың сұйық-сұйық, бу-сұйық, газ-сұйық, газ-газ типті
жұмысына арналған және осы аппараттар құбыр қатарынан жасалған және қаптама
бекітілген шаққа қор көмегімен жиналған аппарат.

1 Айдау туралы жалпы мәлімет

Әдетте сұйықтарды бөлу үшін айдау әдісіне жүгінеді. Айдау тәсілімен
бөлу қоспа құрамына кіретін сұйықтардың әр түрлі қайнау температураларына
негізделген. Егер қоспа екі компоненттен тұрса, онда қайнау температурасы
төмен компонент буға айналады, ал қайнау температурасы жоғары компонент
сұйық күйде қала береді. Алынған булар, яғни дистиллят конденсирленеді, ал
буланбағын сұйықтық, яғни қалдық мұнараның астында қалады.
Бірақ бұл жай айдау түрі, компоненттерді толық бөлу үшін, айдаудың
күрделі түрі – ректификацияны қолданады.
Жылу процестері кезінде жылу бір заттан екінші затқа беріледі. Жылудың
өздігінен берілуі үшін осы заттардың біреуі екіншісіне қарағанда
қыздырылған болу керек. Жылу алмасу процестері кезінде қыздырылған зат
жылуын береді, ал температурасы төмен зат жылуды қабылдайды. . Фазалар
арасындағы жылу-массаалмасу жүйенің бу мен сұйықтық арасындағы тепе-
теңдікке ұмтылумен қатар жүреді. Ректификация процесі периодты және
үзілісті мұнараларда, қысым астында жүзеге асырылады. Олар атмосфералық,
вакуумдік немесе жоғары болуы мүмкін.

1.1 Айдау түрлері

Айдау дегеніміз – бұл бір текті қоспаларды бөлу тәсілі, ол екі түрге
бөлінеді: жай айдау (дистиляция) және ректификация
Жай айдау (дистилляция) – бұл бір рет сұйық қоспаның бөлектеп булануы
және түзілген булардың конденсациялануы. Бұл тәсіл компоненттерінің
ұшқыштығы әжептәуір ажыратылатын жағдайда қолданылады, яғни олардың қайнау
температураларында үлкен айырмашылық болуы керек. Әдетте дистиляцияны алдын-
ала бөлу үшін қолданады, өйткені қоспа компоненттерін таза күйінде алу
мүмкін емес. Жай айдауда су буымен айдауды және молекулярлық дистиляцияны
жатқызады.
Ректификацияны қоспа компоненттерін толық бөлу үшін қолданады.
Ректификация – көп рет жүретін сұйықтың булануы және түзілген будың
конденсациялану процесі. Аппаратта қарсыағынды сұйық пен будың арасындағы
қозғалыс қатынасы болады. Әрбір қатынас кезінде сұйықтықтан төмен қайнайтын
компонент ұшып, онда булар байтылып, ал булардан жоғарықайнайтын компонент
кондинсирленеді де сұйыққа айналады. Бу аппараттың үстіне көтеріледі, ал
сұйықтық қабырғасымен астына ағады. Бұндай екі жақты алмасу көп рет жүреді,
соның арқасында қоспа компоненті таза болады. Будан алынатын конденсат
дайын өнім боп табылады, оның құрамында көбінесе төменқайнайтын, яғни
дистиллят (ректификат) деп аталады. Аппараттың астында жиналатын сұйық, бұл
бөлінетін өнім – кубтық қалдық, ол жоғарықайнайтын компоненттен тұрады.

2 Ректификация

Ректификация кезінде жүретін процестер. Ректификациямен сұйық
қоспаларды өте үлкен дәрежеде бөлуге болады. Бір-біріне салыстырмалы түрде
қарсыағынмен қозғалатын сұйықтық пен бу арасындағы процесс. Мұнда фазалар
арасында күрделі жылуалмастыру жүріп, бұл сұйықтықтың булануымен және будың
конденсациялануымен қатар жүреді.
Ректификация кезінде орындалатын процесс табиғатын t –x–y (сурет 1 )
диаграммасынан білуге болады. х1 концентрациясы бастапқы қоспа t1 қайнау
температурасына дейін қыздырылып (а нүктесі) бу түзе отырып, сұйықтықпен
тепе-теңдікте болады. Бұл буды конденсацияланғанда басқа құрамды,
с2 концентрациялы төменқайнайтын компонентпен байытылған конденсат
алынады. Алынған сұйықтықты қыздырғанда t2 қайнау температурасына дейін
жаңа бу (α нүкте) алынады. Бұл бу конденсацияланғанда одан да байытылған
х3 концентрациялы басқа құрамды сұйықтық алынады. Осылайша буландыру және
конденсациялау процестерін кезекпен жүргізсек таза төменқайнайтын компонент
алынады.

Сурет 1 − Фазалық диаграмма t − х, у.

Булы фазадан ретті процестер жолымен құрамы жоғарықайнайтын
компонентке сәйкес келетін сұйықтық алуға болады. Рсылайша бу (d нүктесі)
конденсирленіп, х2 концентрациялы сұйықтық түзеді (с нүктесі). Бу
(в нүктесіндегі) конденсирленіп, х1 концентрациялв сұйықтық түзеді
және т.с.с. Осылай ретпен орындалатын процестерді көп сатылы құрылғыда
орындауға болады. Бірінші сатысында бастапқы қоспаның булануы, екінші
сатысында сұйықтықтың булануы (бірінші сатыда булады бөлгеннен кейін
қалған) Үшінші сатысында екінші сатыдан келіп түскен сұйықтықтың булануы.
Булы фазада да дәл осылай жүреді: әрбір келесі сатыға алдыңғы сатыдан кейін
қалған сұйықтық түседі. Қоспаның толық бөлінуі, яғни процестің көп
сатылығын жөнге келтіру, ректификациялық мұнарада жүргізілетін ректификация
нәтижесінде жүзеге асады. Мұнда әрбір сатыдан кейін фазалар арасында
компоненттердің қайта бөлінуі жүріп төменқайнайтын бу, ал сұйықтық
жоғарықайнайтын компонентпен байытылады.

3 Технологиялық процестің түсініктемесі

Аралық сыйымдылықтағы 13 бастапқы қоспа ортадан тепкіш
12 сорғымен жылуалмастырғышқа 1 беріледі. Онда қаныққан су буымен қайнау
температурасына дейін қыздырылады. Қыздырылған қоспа ректификациялық
колоннаның 2 қоректену тірелкесіне бөліну үшін түседі. Онда ол колоннаның
бекітуші бөлігінлегі флегмамен араласады.
Колоннада төмен ағатын сұйық қайнатқыштағы 11 торға көтеріліп бара
жатқан бумен әрекеттеседі. Нәтижесінде сұйықтан жеңіл ұшатын компонент
жойылады.
Төмен қайнайтын компонентпен байытылған бу колонна бойымен жоғары
көтеріледі және дефлегматор 3 түседі. Дефлегматордан конденсирленген бу
бөліп бергіш стаканға 4 түседі, онда конденсат екі ағынға бөлінеді. Біреуі
(флегма) колоннаның ылғалды бөлігіне қайнатады, екіншісі (дистиллят) 5
тоңазытқышқа, әрі қарай аралық 7 ыдысқа түседі.
Колоннаның кубтық бөлігіне үздіксіз кубтық қалдық – өнім, жоғары
қайнайтын компонентпен байытылған. Ол жылуалмастырғышта 6 суытылып, ыдысқа
9 жіберіледі.
Бастапқы колоннаның жылытқышы мен қайнатқыш қаныққан су буымен
жылытылады. Түзілген конденсат ТЭЦ – ке қайтарылады.
Суытатын су тоңазытқышпен дефлегматорда қыздырылады және суыту үшін
гординиярға түседі. Суытылған соң су циклға қайтарылады.
Қарастырылған сызбада жылу қолданудың мүмкіндігі ескерілмейді.
Сызба автоматизирленген негізгі регулирлейтін сызба болып:
1) колоннаның үстіңгі және астыңғы бөлігіндегі құрамы; 2) бастапқы
қоспаның температурасы және шығыны; 3) колоннаның үстіңгі бөлігіндегі
қысымы; 4) кубтағы температура және сұйықтық дәрежесі.
Колоннаның үстіңгі бөлігіндегі сұйықтық құрамының тұрақтандырғышы
флегма шығынының өзгеріс жолымен жүзеге асырылады. Ал, колоннаның астыңғы
бөлігінде – жылытқыш бу шығынымен жүзеге асырылады.
Бастапқы қоспаның шығымы шығын реттегіші көмегімен тұрақтандырады.
Бұл реттеуіштің диафрагмасы және орындағыш құрылғысы жылуалмастырғышқа
дейін орнатылады, себебі бастапқы қоспаны қайнау температурасына дейін
қыздырғаннан кейін жылутасымалдағыш ішіндегі сұйықтық ағынының құрамында
булы фаза бар, бұл диафрагмамен орындаушы құрылғының жұмысын бұзады.
Егер бастапқы қоспа қайнау температурасынан төмен температурамен
түссе, онда оны колоннаның төмен жағынан келетін буларымен жылыту керек.
Мұндай жағдайда булар конденсациясы жоғарылайды, бұл ректификация
процесінің тәртібін бұзады. Сондықтан бастапқы қоспаның температурасын
жылытқыштан 1 түсетін бу шығынының өзгерісі мен тұрақтандырады.
Колоннаның үстіңгі бөлігіндегі қысымының тұрақтануы тек бүтін өнімнің
берілген құрамын ұстап тұру үшін ғана емес, сондай – ақ колоннаның қалыпты
гидродинамикалық тәртібін қамтамасыз ету үшін қажет. Қысым дефлегматорға
берілетін салқындайтын су берілуінің өзгеріс жолымен тұрақтанады.
Реттегіш температурасы көмегімен кубтағы сұйықтың температурасы
төмендеткенде, қайнатқыштағы бу шығыны ұлғаяды. Кубтағы сұйықтың дәрежесі
кубтық қалдық шығынынан өзгерту жолымен тұрақтанады.
Сызбада жинағыштардағы сұйықтың дәрежесін тұрақтандыру қарастырылған.
Ректификация процесінде бақылау – өлшегіш аспаптар көмегімен
технологиялық ағынның шығындары, қысымдары, температуралары бақыланады.

4 Жылуалмастырғыш аппараттарының сипаттамасы

Жылуалмастырғыш аппараттары өндірісте функционалды тағайындалуы және
конструктивті орындалу бойынша әр түрлі болады. Жылудың өздігінен берілуі
үшін осы заттардың біреуі екіншісіне қарағанда қыздырылған болу керек.
Жылу алмасу процестері кезінде қыздырылған зат жылуын береді, ал
температурасы төмен зат жылуды қабылдайды. Жылу алмасу аппараттарында
келесідей түрлі жылу процестері болуы мүмкін: жылыту, суыту, булану,
конденсациялану, қайнау және т.б. Жылу процестері кезінде жылу бір заттан
екінші затқа беріледі. Жылу алмастыру аппарат (жылуалмастырғыш) дегеніміз –
бұл ыстық жылутасымалдағыштан суық жылутасымалдағышқа жылу беру үшін
арналған құрылғы. Суыту және жылыту процестері әр түрлі құрылымды жылу
алмыстыру аппараттарында жүргізіледі. Жылуалмастырғыштар энергия қажет
ететін және жекелей де, технологиялық процесте де қолданыла беруі мүмкін.
Жылуалмастырғыштардың түрлері техника-экономикалық және өндіріс шарттарына
байланысты бірнеше түрлерге бөлінеді. Химиялық технологияда
жылуалмастырғыштар жылыту мен суыту, буларды конденсациялау мен сұйықтарды
қайнату, ректификация, абсорбция, кристаллизация процестерінде, экзо-,
эндотермиялық реакцияларда, буландыру және т.б. кезде қолданылады.

4.1 Жылуалмастырғыш аппараттарының негізгі түрлері

Жылуалмастырғыш аппараттары өндірісте функционалды тағайындалуы және
конструктивті орындалу бойынша әр түрлі болады. Жылу алмасу аппараттарында
келесідей түрлі жылу процестері болуы мүмкін: жылыту, суыту, булану,
конденсациялану, қайнау және т.б.
Жылуалмастырғыш аппараттары әрекет ету принципі бойынша: беттік,
жаңғыртпалар және араластырғыштар боп бөлінеді.
Беттік (рекупациялық) жылу алмастырғыштар:
- түтікті беттік жылу алмасу: қаптамақұбырлы, жүктелген жыланшалар,
құбыр-құбырда типті, ылғылдағыш;
- түзу беттік жылуалмасу: пластиналы, спиральді;
- қабырғалы беттік жылу алмасулар, аппараттың қабырғасында түзілген
беттік жылуалмасу: блокты, шнекті;
Жаңғыртпалы жылу алмастырғыштарда қозғалмайтын және қозғалатын
саптауы бар жылуалмастырғыштар деп бөлінеді.
Араластырғыш жылу алмастырғыштар градирлі араластыру
конденсаторларына, барботаж газы бар аппараттарына және жүктелген шілтер
аппараттарға бөлінеді.
Беттік жылу алмасу аппараттарында жылуалмастырғыштар түрлі
конфигурациялы қабырғаға жылу ағыны берілетін құрылғы болып табылады.
Аппараттар ішінен ең көп тараған түрі – қаптамақұбырлы жылуалмастырғыштар.
Олар жылуалмастырғыштың сұйық-сұйық, бу-сұйық, газ-сұйық, газ-газ типті
жұмысына арналған және осы аппараттар құбыр қатарынан жасалған және қаптама
бекітілген шаққа қор көмегімен жиналған аппарат. Құбырдың санын құбырлы
тордың жалғануын тығыздықпен қамтамасыз ету үшін жояды, дәнекерлейді немесе
құбырлы торларға пісіріледі немесе сальникті қосылыстар көмегімен бітейді
және т.б.
Жылу алмасудағы жылутасымалдағыштар құбыр ішінде ағатын
және құбырлы кеңістікте бір жолмен өтеді. Осындай кұрылымды – бір
жүрісті деп атайды. Бір жүрісті жылуалмастырғыштарда ағынның қозғалу
жылдамдығы салыстырмалы үлкен емес, сондықтан оларда жылу жеткізу
коэффициенттері төмен болады.
Құбыр-құбырда типті жылуалмастырғыштар құбырдан жөнделген, оның әр
біреуі үлкен 2 диаметрлі құбырдың ішінде орналасқан. Бірінші орта ішкі
құбырдан, ал екіншісі ІІ сақыналы канал бойынша ағады. Ішкі құбырлар
баскесермен 3 тізбекті, сыртқы құбырлар – потрубкамен 4 жалғанған.
Жыланша тәрізді жылу алмастырғыштар ішкі ыдыста 2 орнатылған. Құбыр жыланша
иірілген спираль тәрізді болады. Ортаның біреуі І жыланшадан өтеді,
екіншісі ІІ сыртынан шаяды. Жыланша тәрізді жылуалмастырғыштарда, әдетте,
жылу жеткізу коэффициенті төмен болады.
Пластинкалы жылуалмастырғыштар (сурет 2 ) паралельді пластинада
1 саңылау каналы болады. Пластиналар бағыттау аралықтарға 2 қозғалатын
5 және қозғалмайтын 3 плиталар ілінген. Соңғы пластиналарда қысылады және
олардың арасындағы кеңістікті герметикалайды. Әрбір пластинада және плитада
толық канал түзетін ұқсайтын тесік бұралған: ортадағы І бір
жылуалмастырғыштың біреуін әкеліп біреуін апарады, ал 2 басқасы үшін қажет.
Бірінші орта каналдарының біреуіне түтікше 4 арқылы плитаға түсіп,
каналдарға кезек-кезек пластинаға бағытталады. Екінші орта кезек-кезек
жұпты каналмен қозғалады.

а – жинағыш сызба; б – пластина; 1 – пластиналар; 2 – балка;
3,5 – жылжитын және жылжымайтын плиталар; 4 – патрубок;
І,ІІ – жылутасымалдағыштар

Сурет 2 – Пластиналы жылуалмастырғыштың схемасы
Блокты жылуалмастырғыштар (сурет 3 ) графитті тікбұрыштан немесе
ағында көлденен немесе тік каналы бар цилиндрлі блоктардан жасалған.
Блоктар бірінен соң бірі араларында 2 қабат орналасады. Блок қырынан болт
көмегімен қысатын қақпақ астында 4 және 6 қабат 3 және 7 бар. Қабат ретінде
жылуға тұрақты резиналар, резинадар немесе фторопластан жасалған
құрамдастырылған аралық қабат, сонымен қатар агрессиялы ортадан
температурасы 150 0С үлкен фторопласты материал қолданылады. Бұл
аппараттың ерекшелігі болып, шағын болуы, коррозияға төзімді және
материалдың жоғары жеткізу болып табылады.

1 – көлденең дөңгелек каналдар; 2 – графитті блоктар; 3 – торцты
қақпақтар; 4 – тік дөңгелек каналдар; 5 – қарсы ағында бүйірлі камералар;
ІІ – жылутасымалдағыштардың ағындары

Сурет 3 – Блокты-графитті жылуалмастырғыштың схемасы

Шнекті жылуалмастырғыштар жылу алмасу аппараттың қабырғаларымен
жанасатын суытылған (жоғары тұтқырлықты орта, суспензия, паста және т.б.)
немесе жылытылған материалдың бетінің үздіксіз жылу алмасу интенсификациясы
жүреді. Бетінің жаңаруы вант тәрізді біліктерінің бір-біріне қарсы айналуы
кезінде бір уақытта араласуымен және материалдың шнекке жақын орналасуы
нәтижесінде болады.

5 Есептеу бөлімі

5.1 Негізгі шартты белгілер

Q – жылу жүктемесі, Вт;
G – массалы жылу шығыны, м3с;
C – меншікті жылусыйымдық, Дж(кг∙K);
t – температура, C ;
T – температура, К;
q – меншікті жылу жүктемесі, Втм;
G – жылутасымалдағыштың массалық шығыны, кгс;
F – жылу беру бетінің ауданы, м;
K – жылу беру коэффициенті, Вт;
– жылу жіберу коэффициенті, Вт;
– тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті, Па;
– тығыздық, кгм;
D – жылуалмастырғыш қаптамасының диаметрі, м;
dішкі – жылуалмастырғыш құбырдың ішкі диаметрі, м;
d– эквивалентті диаметр, м;
L – жылуалмастырғыш құбырдың ұзындығы, м;
n – құбыр саны, дана;
l – әр түрлі критрийлердегі геометриялық өлщемді анықтаушы ;
P – қысым, Па;
p – гидравликалық қарсыласу, Па;
S – ағынның көлденен қимасының ауданы, м;
– жылу тасымалдағыштың жылжу жылдамдығы, мс;
V – жылу тасымалдағыштың көлемдік шығыны, м3с;
– үйкелу коэффициенті ; жылу өткізгіштік, Втм∙ К;
– беттік керілу, Нм;
Re – Рейнольдс критерийі;
Nu – Нуссельт критерийі;
Pr – Прандтл критерийі;
Gr – Грасгоф критерийі;
– төмен қайнайтын компоненттің мөлшері, мольдік бірлік;
– кубық қалдықтағы төмен қайнайтын компоненттің мөлшері, мольдік
бірлік;
–дистилляттағы төмен қайнайтын компоненттің мөлшері, молдік
бірлік.

5.2 Процеске қатысатын заттардың физика-химиялық қасиеттері

Кесте 1 – Физика-химиялық қасиеттері

Физика-химиялық қасиеттері Сірке қышқылы Су Су буы
Жылу өткізгіштік, Втм К; 0,13108 0,52335 2,41∙10-2
Жылу сыйымдылық, Джкг К; 2334 4190 4100
Тығыздық, кгм; 958 1000 1000
Тұтқырлық, мПА с; 0,37∙10-2 0,284∙10-2 11,7∙10-6
Қайнау температуратурасы, 118.1 100 100
С;

Кесте 2 – Сұйық пен бу фазаларының тепе-теңдік құрамдарының қайнау
температурасы

х у t
0 0 118,1
5 9,2 115,4
10 16,7 113,8
20 30,3 110,1
30 42,5 107,5
40 53 105,8
50 62,6 104,4
60 71,6 103,3
70 79,5 102,1
80 86,4 101,3
90 93 100,6
100 100 100

Осы кестеге сәйкес ордината осіне қайнау температурасын, ал абцисса
осіне сұйық пен бу фазаларының құрамын қоямыз. Белгіленген нүктелерден
кубтық қалдыққа, бастапқы қоспаға және дистиллятқа сәйкес мәндерді қайнау
сызығына дейін тік сызық жүргіземіз. Алынған нүктелерден ординат осіне
перпендикуляр түсіреміз.

5,3 Жылу алмастырғыш аппаратының есептеуі

Ыстық және суық ағындардың жылу мөлшерін есептейміз

Qыстық бу = g ∙ rконд
(1)

мұндағы Qыстық бу – ыстық будың жылу жүктемесі, Вт;
g – су шығымы, кгс;
rконд – конденсаттың меншікті жылуы, кДжкг;

Qсуық қоспа= cқоспа ∙ g (tсоңғы –
tбастапқы) (2)

мұндағы Qсуық қоспа – суық қоспаның жылу жүктемесі, Вт;
cқоспа – қоспаның меншікті жылусыйымдығы, Дж(кг∙K);
tсоңғы – соңғы температура, ºС;
tбастапқы – бастапқы температура, ºС;

∆t = tсоңғы – tбастапқы
(3)

мұндағы ∆t – орташа температура, ºС;

Теңдеу (3) қолданып, ∆t анықтаймыз

∆t = 100-15 =85ºС

Жылу жүктемесінің теңдеуін құрап, оның графигін құрамыз

Сурет – 4 Жылу жүктемесінің графигі

Қоспаның жылу сыйымдылығын табамыз

сқоспа = cсу ∙ x1 + cс к ∙x2
(4)

мұндағы хсу, хск – ерітіндегі су мен сірке қышқылының массалық
үлестері;
ссу, сск – ерітіндідегі су мен сірке қышқылының
меншікті жылу сыйымдылықтары,Дж(кг∙K);

(5)

(6)

мұндағы хсу, хс к – сірке қышқылы мен судың массалық улестері;
Mс.қ и Mсу – сірке қышқылы мен судың молярлық
массалары, кгкмоль;

xf = 0,57, xf су = 1 – 0,57 = 0,43; xf =0,43, xf с к = 1 – 0.43
= 0,57;
Теңдеу (5) және (6) қолданып, су мен сірке қышқылының массалық
үлестерін табамыз

Теңдеу (4) қолданып, қоспаның жылу сыйымдылығын анықтаймыз

сқоспа = 0,16∙4190 + 0,84∙ 2334 =2631 Джкг∙ºС

Теңдеу (2) қолданып, жылу жүктемесін анықтаймыз

Qсуық қоспа=Джкг∙ºС

Су шығымын (1) жылу балансының теңдеуінен анықтаймыз
Qсуық бу = Qыстық бу =rсу буы= 2260 Джкг [4, б. 528]

(7)

мұндағы rс буы – су буының меншікті жылуы, кДжкг;

Теңдеу (7) қолданып, су шығымын есептейміз

g== 0,236 кгс

Жылу алмасу бетінің максималді мәнің жобалап анықтаймыз: кесте 2,3
[3, б. 147] әр түрлі ортадағы жылу беру коэффициентінің жобалап мәндерін
анықтаймыз:
- ортаның еріксіз қозғалысы кезінде К= (300 – 800) Втм2 ·К;
- ортаның ерікті қозғалысы кезінде К= (230 - 460) Вт м2·К.
Жылу беру коэффициентінің мәнің – 600 Вт м2·К деп аламыз

Тура ток кезіндегі жылу алмасудың температуралық сызбасын құраймыз

∆t max=85
∆tmin=0

Орташа температураны мына формуламен анықтаймыз

(8)

мұндағы ∆tmax – максималды температура, ºС;
∆tmin –минималды температура, ºС;
∆tорт –∆t-ның орташа мәні, ºС;

Формула (8) қолданып, ∆tорт табамыз:

Жылу алмасу бетінің ауданың (9) формуламен анықтаймыз

(9)

м2

Жылу алмасу бетінің ауданының мәніне байланысты аппараттың өлшемдерін
[4, б. 159].
Жылу алмасу бетінің ауданына 21 м2 шарттарына сәйкес болатын қаптама
құбырлы екі жүрісті аппараттың келесідей сипаттамалары бар

Кесте 3

D l n z dішкі fқұбыр fқұбырара
426 мм 3000 мм 120 2 202 мм 710-3 1,210-2м
м2 2

Су агрессивсіз болғандықтан, оны құбыраралық кеңістікке, ал сірке
қышқылы агресивті болғандықтан, оны құбырлы кеңістікке жібереміз

Жылу тасымалдағыштың көлемдік шығының анықтаймыз

(10)

(11)

мұндағы Vқоспа, Vсу буы – қоспа және су буының көлемдік шығыны, м3с;
F – бастапқы қоспаның массалық шығыны, кгс; F = 2,39
кгс;
ρқоспа, ρ су буы – қоспа және су буының
тығыздықтары, кгм3; t = 100ºС-тағы ρ су буы = 0,597 кгм3; [3,
б. 159]

Қоспаның тығыздығын келесі формула арқылы есептеп аламыз

ρқоспа= ωc.қ ρс.қ + ωсу ρсу
(12)

мұндағы ρсу, ρс қ –су және сірке қышқылының 100ºС температурадағы
тығыздықтары, кгм; t = 100ºС, ρсу =1000 кгм3; ρс қ=958 кгм3; [3, б.
159]
ωсу, ωс қ – су мен сірке қышқылының жылжу жылдамдығы,
мс;

Формула (12) пайдаланып, қоспаның тығыздығын есептейміз

ρқоспа = 0,43∙958 +0,57∙1000= 982 кгм3

Теңдеу (10), (11) қолданып, жылу тасымалдағыштың көлемдік шығының
табамыз

Жылу ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.