химический каталог




Математические методы в химической технике

Автор Л.М.Батунер М.Е.Позин

q = 0, и уравнение (7) принимает вид:

427 •0,0006--' = — PdV (8)

где 427кГ-м/ккал — механический эквивалент теплоты.

Прежде чем интегрировать уравнение (8), следует исключить одну из трех переменных величин. Пренебрегая давлением пара смолы, воспользуемся соотношением между Р и V, имеющим место для идеального газа:

(9)

i>F= RT М

где G — масса V м3 чистого газа, кг; М — средняя молекулярная масса газа;

R — универсальная газовая постоянная, кГ-м/кмоль-град; Т — абсолютная температура, °К. Так как относительно изменений V еще ничего неизвестно, в то время как начальное и конечное значения Р заданы, то лучше всего заменить dV выражением, содержащим Р и Т. Дифференцирование уравнения (9) дает:

Pdv-dT-vdp-iT--dP

М М MP

После подстановки в (8) и некоторых преобразований получим: G • Я \ dT GR dP

I. ' м~) ~f W ~F

Так как 7 = 7',= 368°K при Pt _ 0,33 am и T = Т2 при Р,_ = = 1 am, то интегрируем левую часть этого уравнения по Г в пределах от 368°К до Тг и правую — по Р в пределах от 0,33 до 1 am:

dp Р

868

После интегрирования получим:

0.35 In-53!--= 0,089 In 3

ООО

откуда

Г2 = 368-3 °-35 =485° К

Значение величины работы получаем интегрированием (8) в пределах от Г, =368 до Г2 = 485°С:

485 V, W

0,26 f _У = — j р dV = — § dW — —W

36В 0,01 о

Таким образом, работа на сжатие 0,01 м3 газа составляет: \W\= +0,26 (485 - 368) =30,4 кГ ? м

170

§ 5. ВЫПАРИВАНИЕ В НЕУСТАНОВИВШЕМСЯ СОСТОЯНИИ

Раствор, содержащий 10% КОН (по массе), концентрируется до 25% при давлении 1 am в однокорпусном испарителе.

Во время выпаривания жидкость не удаляется и в аппарат поступает разбавленный раствор так, чтобы общее количество раствора в испарителе было постоянным и составляло 4000 кг. Когда концентрация раствора достигает 25%, выпаривание прекращается, сконцентрированный раствор выгружается и испаритель снова загружается 10%-ным раствором. Температура греющего пара 120° С.

Коэффициент теплопередачи К для начальной стадии процесса равен 2000 ккал!мг-ч-град и может быть принят пропорциональным квадрату разности температур конденсирующегося пара и кипящей жидкости. Поверхность нагрева А равна 55 м*.

Требуется определить продолжительность периода выпаривания.

Зависимость повышения температуры кипения раствора от количества содержащегося в нем | КОН представлена на рис. 1V-5. |

Повышением температуры 5

(At) за счет гидростатического 15 0 10 я ж

давления жидкости пренебрегаем. Теплота испарения воды Рис. IV-5.

из раствора КОН принимается

постоянной в данных пределах концентраций и равной 550 ккал/кг испаряемой воды.

Температура поступающего раствора 100° С. Пусть с — массовая доля КОН в испарителе в момент т.

Для промежутка времени di приход тепла составит КА At dz, и по тепловому балансу количество испарившейся воды равно KAAtdx 550 КгИскомое дифференциальное уравнение может быть составлено с помощью баланса по воде для промежутка времени dx. Так как количество раствора в испарителе (вода плюс твердое вещество) остается постоянным, то водный баланс складывается из следующих частей:

„ пп KAAtdx

Приход —0,9Убыль =

550 К A At dx 550

Приращение = d [4000 (i — с)] = —4000 dc

Подстановка в уравнение для материального баланса дает:

пп KAAtdx KAAtdx

°*-Ж) 550™4000*

171

(10)

К At

В том случае, когда правую часть равенства надлежит интегрировать аналитически, все величины должны быть выражены в виде функции одной переменной. Выше было указано, что значения К пропорциональны (Дг)2, следовательно, величина К может быть заменена выражением а(Д()2, где а — постоянная, значение которой

может быть определено ив условия, что К = 2000 для начала выпаривания при с = 0,1. Известное соотношение между At и с может быть выражено приближенно эмпирическим уравнением по одному из описанных ниже способов (см. гл. XXIV); однако здесь целесообразнее применить графическое интегрирование.

Пределы интегрирования:

т=0, с = 0,1 и т = т, с=0,25 Уравнение (10) после подстановки А = 55, К = я (АО2 и интегрирования принимает вид:

0,25

_ 220 Г LQSTFC

Т 55а J (Atp o,l

Значение интеграла может быть определено графически. С этой целью по данным табл. IV-1 строим кривую.выражающуюзапи-Ю5

симость между с и 8 (рис. IV-6), и определяем площадь, ограниченную кривой, осью абсцисс и конечными ординатами с = 0,1 и с = 0,25. Величина этой площади равна В,1.

При с = 0,1 разность температур At — 18 и R" = 2000, откуда „ 2000 ко

Следовательно, искомая продолжительность периода выпаривания:

220 - 6,1

? «4 ч

55 - 6,2

§ 6. НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОЦЕСС ИОННОГО ОБМЕНА Рассмотрим следующий пример.

Из разбавленного отбросного раствора надлежит извлечь медь с помощью ионного обмена. Концентрация CnS04 в растворе составляет 20 мг-экв Си++/л; скорость потока раствора 37 850 л!ч. Для осуществления данного процесса ионного обмена предусматривается установка непрерывного действия, где раствор и регенерированный ионит проходят через вертикальную башню в противоположных направлениях. Степень обмена Си+

страница 46
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215

Скачать книгу "Математические методы в химической технике" ()


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
слесарь по ремонту кондиционеров в авто обучение
купить фоторамку первый год жизни
кухонный стол трансформер купить
предметы интерьера интернет магазин

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)