Microsoft Word Bai tap co dac tÕng hãp Gi£i Bài 1 Tính lượng hơi thứ bốc ra khi cô đặc 1000 kg dung dịch muối NaCl từ nồng độ 12% đến 60% khối lượng Bài 2 Khi tiến hành cô đặc 2000 kg dung dịch muối c.Viết phương trình cân bằng nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ ta có: GnCntd +Wi = GnCntc + WCntc W = GnCn(tctd)(iCntc) Cn : nhiệt dung riêng của hơi nước Cn = 4186 Jkg độ i : hàm nhiệt của hơi thứ ở 0,5 at là 2642.103 kJkg
Bài Tính lượng thứ bốc đặc 1000 kg dung dịch muối NaCl từ nồng độ 12% đến 60% khối lượng Bài Khi tiến hành đặc 2000 kg dung dịch muối có nồng độ 10% khối lượng thu 800 kg thứ Tính nồng độ cuối (theo phần trăm khối lượng) dung dịch thu Bài Nồng độ ban đầu dung dịch (DD) NaOH 79g lít nước Sau đặc thu DD có khối lượng riêng 1.555g/cm3, tương đương với nồng độ 840g/lít Xác đinh lượng nước bốc DD đầu Bài Năng suất nồi cô đặc 2650 kg/h (tính theo nhập liệu) Nồng độ ban đầu dung dịch (DD) 50g lít nước, nồng độ cuối 295g/l dung dịch, tương ứng với khối lượng riêng 1189 kg/m3 Xác định suất thiết bị (kg/s) Bài Khi tiến hành cô đặc 2700 kg dung dịch đường nồng độ 12% khối lượng người ta thu 1500 kg nước Tính nồng độ cuối dung dịch thu (theo % khối lượng) Bài Tính lượng thứ bốc cô đặc 1500 kg dung dịch muối KCl từ nồng độ 8% đến 30% khối lượng Bài Tính thể tích dung dịch thu đặc m3 dung dịch H2SO4 có khối lượng riêng 1560 kg/m3 (nồng độ 65.2% khối lượng) để thu acid có khối lượng riêng 1840 kg/m (nồng độ 98.7% khối lượng) Bài Sử dụng hệ thống cô đặc nồi để cô đặc dung dịch NaNO từ nồng độ 12%wt lên 40%wt với suất tấn/giờ Tính lượng bay lên nồi nồng độ dung dịch nồi Bài tập Một thiết bị cô đặc làm việc áp suất khí có suất theo nhập liệu 3500 kg/h, nồng độ ban đầu 18% khối lượng, sau cô đặc nồng độ tăng lên 46% khối lượng, nhiệt độ sơi trung bình dung dịch thiết bị 105 oC, đốt tiêu hao 850 kg/h áp suất dư đốt kg/cm2 Hệ số truyền nhiệt buồng đốt k = 370 W/m2.độ Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh không Hãy xác định: a Lượng nước tách khỏi dung dịch? b Diện tích truyền nhiệt thiết bị? Lời giải Tóm tắt tốn: Thơng tin đốt Thông tin dung dịch Thông số giá trị ĐVT Thông số giá trị ĐVT P dư kg/cm2 xd 18 % KL P tuyệt đối kg/cm2 xc 46 % KL t hđ 132.8 oC Gd 3500 kg/h r 517 kcal/kg ttb dd 105 D 850 kg/h Qtt kcal/h W ?? kg/h K 370 W/m2.đô F ?? m2 o C Tính Lời giải Giá trị ĐVT W=Gd*(1-xd/xc) 2130.4 kg/h Q=D*r 439,417 kcal/h Δtb = t hđ - t tb dd 27.8 K(*) 318.2 kcal/m2.h.đô Q=KFΔtb ==> F=Q/K.Δtb 49.7 m2 o C a Lượng nước tách khỏi dung dịch tính theo cơng thức sau: W=Gd*(1-xd/xc) Thay số: W=3500*(1-18/46) = 2130.4 kg/h b Diện tích truyền nhiệt thiết bị Diện tích truyền nhiệt thiết bị tính theo cơng thức: Q=KFΔtb ==> F=Q/K.Δtb Lượng nhiệt trao đổi tính theo cơng thức: Q = D*r Với áp suất dư at áp suất tuyệt đối at Tra thông số vật lý đốt Nhiệt độ đốt 132.8 oC Ẩn nhiệt ngưng tụ : 2164 kJ/kg = 517 kcal/kg Q = 850*517 = 439417 kcal/h Hiệu số nhiệt độ trung bình Δtb = t hđ - t tb dd = 132.8 – 105 = 27.8 oC Chuyển đổi đơn vị hệ số truyền nhiệt K K = 370 W/m2.độ = 370*3600/(4.186*1000) = 318.2 kcal/m 2.h.đô Thay số vào F=Q/K.Δtb = 439417/(318.2*27.8) = 49.7 m2 Bài tập 10: Một thiết bị đặc có áp suất tuyệt đối phòng bốc 0,5at Biết lượng nước lạnh đưa vào thiết bị ngưng tụ baromet 35 tấn/h Nước vào nhiệt độ 20oC có nhiệt độ 40oC Dung dịch NaOH có nồng độ đầu 15% khối lượng Sau cô đặc nồng độ tăng lên 35% khối lượng Nhiệt dung riêng đẳng áp nước không thay đổi Cn = 4,186 kJ/kg.độ Bỏ qua lượng khí khơng ngưng hút bơm chân không Xác định suất thiết bị cô đặc Lời giải Thông tin dung dịch Thông tin đốt Thông số giá trị ĐVT Thông số giá trị ĐVT xd 15 % KL P tuyệt đối 0.5 kg/cm2 xc 35 % KL Cn 4.186 kJ/kg.độ nước lạnh 35000 kg/h td dd 20 o C tc dd 40 o C Tính Gd ?? kg/h Lời giải Thông số giá trị ĐVT Nhiệt hàm 0.5 at 2642 kJ/kg Gn*Cn*td +Wi = Gn*Cn*tc + W*Cn*tc W = Gn*Cn*(tc-td)/(i-Cn*tc) W 1184.1 kg/h Gd =W/(1-xd/xc) 2072.2 kg/h Viết phương trình cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ ta có: Gn*Cn*td +Wi = Gn*Cn*tc + W*Cn*tc W = Gn*Cn*(tc-td)/(i-Cn*tc) Cn : nhiệt dung riêng nước Cn = 4186 J/kg độ i : hàm nhiệt thứ 0,5 at 2642.103 kJ/kg Thay số vào W = 1184 kg/h Năng suất thiết bị đặc tính theo cơng thức: Gd =W/(1-xd/xc) => Gd = 2072.2 kg/h Bài tập 11: Một thiết bị cô đặc dung dịch với suất 1,5 tấn/h Nồng độ dung dịch tăng từ 20% lên 45% khối lượng Cơ đặc áp suất khí Hơi đốt đưa vào thiết bị có áp suất dư 7at độ ẩm 5% Trong phịng đốt có 60 ống truyền nhiệt, đường kính nga ống 80 mm, chiều dày ống mm chiều dài ống m Dung dịch vào có nhiệt độ 25 oC sản phẩm có nhiệt độ 90oC nhiệt độ sơi trung bình dung dịch 85oC, nhiệt dung riêng trung bình dung dịch 0,75 Kcal/Kg.độ Bỏ qua lượng nhiệt tổn thất nhiệt cô đặc Xác định: a Lượng thứ khỏi thiết bị đặc b Lượng đốt sử dụng c Hệ số truyền nhiệt thiết bị Lời giải: Thông tin dung dịch giá Thông số ĐVT trị xd 20 % KL xc 45 % KL Gd 1500 kg/h Thông tin đốt Thông số giá trị ĐVT P dư P tuyệt đối phi 0.05 kg/cm2 kg/cm2 % n 60 ống kcal/kg.đô cp dd 0.75 tđ dd 25 o C L m2 tc dd 90 o C φ 80 mm ttb dd i thứ i thứ 85 2258 539 o C kJ/kg kcal/kg W D K Tính ?? ?? ?? Lời giải Giá trị 833.3 170.42 2048.0 489.25 ĐVT kg/h o C kJ/kg kcal/kg 447639.3 kcal/h D=Q/(1 - phi)*rD 963.1 kg/h Δtb = t hđ - t tb dd F=π*Dtd*L*n Q=KFΔtb ==> K=Q/F.Δtb 85.4 58.8 89.2 W=Gd*(1-xd/xc) T đốt rD rD Q= Gdd*cp dd*(tc-td) +W*(icn*tc) o C m2 m2 Phương trình cân nhiệt lượng thiết bị viết sau: Q = D*(r – phi) = Gn*Cn*(tc-td) + W(i-Cn*tc) Cn : nhiệt dung riêng nước Cn = 4186 J/kg độ i : hàm nhiệt thứ at 539 kcal/kg kg/h kg/h Wm2.đô Tra số liệu nước bão hòa áp suất tuyệt đối at: Nhiệt độ đốt 170.42 oC i : ẩn nhiệt 2048 kJ/kg = 489.25 kcal/kg Thay số vào Q = 447639.3 kcal/h D = Q/(r-phi) = 963.1 Hiệu số nhiệt độ trung bình Δtb = t hđ - t tb dd = 170.42 – 85 = 85.42 oC Bề mặt thiết bị truyền nhiệt : F=2*π*Rtd*L*n = 2*3.14*(80-2)/2*4*60 = 58.8 m2 Thay số vào K=Q/F.Δtb = 447639.3/(58.8*85.42) = 89.2 m2 Bài 12 Một thiết bị cô đặc nồi làm việc liên tục dùng cô đặc dung dịch NaNO từ nồng độ 12% đến 40% khối lượng suất theo nhập liệu vào 5000 Kg/h Dung dịch có nhiệt dung riêng 0,88 Kcal/Kg.độ Dung dịch vào có nhiệt độ 34°C nhiệt độ 73°C, nhiệt độ sơi trung bình dung dịch 70°C Hơi đốt vào thiết bị có áp suất 4at, nhiệt độ 143°C ẩn nhiệt hóa r=511,1 Kcal/Kg Thiết bị làm việc áp suất chân không với áp suất tuyệt đối 0,2 at, hàm nhiệt thứ i=623Kcal/Kg Cho nhiệt tổn thất Qtt=1500Kcal/h, diện tích truyền nhiệt F=50m2 Tính: a Lượng thứ khỏi thiết bị cô đặc b Lượng đốt cần thiết để thực đặc c Tính hệ số truyền nhiệt K Lời giải: Thông tin dung dịch Thông giá ĐVT số trị xd 12 % KL Thông tin đốt Thông số giá trị Áp suất ĐVT at o xc 40 % KL t hđ 143.62 Gd cp dd 5000 0.88 kg/h kcal/kg.đô r r 2133 509.6 kJ/kg kcal/kg tđ dd 34 o C Qtt 1500 kcal/h tc dd 73 o C F 50 m2 ttb dd i ht 70 2609 o W Tính ?? kg/h C kJ/kg C i ht cn 623.0 kcal/kg kcal/kg đô D K ?? ?? kg/h Wm2.đô Lời giải Giá trị 3500 ĐVT kg/h 2098100 kcal/h 4118 73.62 kg/h o C Q=KFΔtb ==> K=Q/FΔtb 570.0 kcal/m2.h.đô K 662.76 W/m2.đô W=Gd*(1-xd/xc) Q= Gd*cp dd*(tc-td) +W*(i-cn*tc)+Qtt Q=D*r ==> D = Q/r Δtb = t hđ - t tb dd a Tính W? W=Gd*(1-xd/xc) Thay số: W=5000*(1-12/40) = 3500 kg/h b Tính D? Phương trình cân nhiệt lượng thiết bị viết sau: Q = D*r = Gn*Cn*(tc-td) + W(i-Cn*tc) + Qtt Cn : nhiệt dung riêng nước Cn = kcal/kg độ i : hàm nhiệt thứ 0.2 at 623 kcal/kg Tra số liệu nước bão hòa áp suất tuyệt đối at: Nhiệt độ đốt 143.62 oC i : ẩn nhiệt 2133 kJ/kg = 509.6 kcal/kg Thay số vào Q = 2098100 kcal/h D = Q/r = 4118 kg/h c Tính K? Hiệu số nhiệt độ trung bình Δtb = t hđ - t tb dd = 143.62 – 70 = 73.62 oC Thay số vào K=Q/F.Δtb = 2098100/(50*73.62) = 570 kcal/m2.h.đô = 662.76 W/m2.đô Bài tập 13: Dung dịch xút nhập liệu vào thiết bị cô đặc làm việc áp suất chân không với độ chân không 0,6 at, nhiệt lượng riêng thứ 629,2 kcal/kg Với suất theo nhập liệu 2500 kg/h dung dịch NaOH, nồng độ từ 8% lên 35% khối lượng Hơi đốt nước bão hồ có áp suất tuyệt đối at, nhiệt độ đốt 119,6 oC Biết nhiệt độ nhập liệu sản phẩm 25oC 85oC Ẩn nhiệt ngưng tụ đốt 2208 kJ/kg, dung riêng dung dịch đầu 3,2 kJ/kg.độ tổn thất nhiệt môi trường xung quanh 120 kcal/h, hệ số truyền nhiệt K = 220 kcal/m2 h.độ, nhiệt sơi trung bình dung dịch thiết bị 80oC Tính: a Tính lượng thứ tách khỏi dung dịch? b Tính lượng đốt cần thiết ? c Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt? ... Thay số vào K=Q/F.Δtb = 447639.3/(58.8*85.42) = 89.2 m2 Bài 12 Một thiết bị cô đặc nồi làm việc liên tục dùng cô đặc dung dịch NaNO từ nồng độ 12% đến 40% khối lượng suất theo nhập liệu vào 5000... Thay số vào F=Q/K.Δtb = 439417/(318.2*27.8) = 49.7 m2 Bài tập 10: Một thiết bị đặc có áp suất tuyệt đối phòng bốc 0,5at Biết lượng nước lạnh đưa vào thiết bị ngưng tụ baromet 35 tấn/h Nước vào nhiệt... thứ 0,5 at 2642.103 kJ/kg Thay số vào W = 1184 kg/h Năng suất thiết bị đặc tính theo cơng thức: Gd =W/(1-xd/xc) => Gd = 2072.2 kg/h Bài tập 11: Một thiết bị cô đặc dung dịch với suất 1,5 tấn/h