Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные...

19
Программа курса, контрольные задания и методиче- ские указания по их выполнению рассчитаны на подготов- ку студентов по механическим специальностям. Цель курса - научить студента рациональному выбору конструкции и научному расчету машин и аппаратов для определенных пищевых процессов, а также методам целе- сообразной промышленной эксплуатации производствен- ного оборудования для достижения максимальной произ- водительности при минимальных затратах. Ключевые слова: Гидростатика, гидродинамика, вяз- кость, насосы, компрессоры, суспензии, эмульсии, фильт- рование, теплопроводность, теплоотдача, теплообменники, массобмен, перегонка, ректификация, абсорбция, экстра- гирование, адсорбция, сушка. Министерство образования и науки Российской Федерации Восточно-Сибирский государственный технологический университет Процессы и аппараты пищевых производств Контрольные задания и методические указания по их выполнению для студентов заочного обучения механических специальностей Составители С.С. Ямпилов, Г.И. Николаев, Г.И. Хараев, В.М. Дринча, А.Г. Хантургаев Улан-Удэ, 2004

Upload: -

Post on 14-Dec-2016

222 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

Программа курса контрольные задания и методиче-ские указания по их выполнению рассчитаны на подготов-ку студентов по механическим специальностям

Цель курса - научить студента рациональному выбору конструкции и научному расчету машин и аппаратов для определенных пищевых процессов а также методам целе-сообразной промышленной эксплуатации производствен-ного оборудования для достижения максимальной произ-водительности при минимальных затратах

Ключевые слова Гидростатика гидродинамика вяз-кость насосы компрессоры суспензии эмульсии фильт-рование теплопроводность теплоотдача теплообменники массобмен перегонка ректификация абсорбция экстра-гирование адсорбция сушка

Министерство образования и науки Российской Федерации

Восточно-Сибирский государственный технологический университет

Процессы и аппараты пищевых производств

Контрольные задания и методические указания по их выполнению для студентов

заочного обучения механических специальностей Составители СС Ямпилов ГИ Николаев

ГИ Хараев ВМ Дринча АГ Хантургаев

Улан-Удэ 2004

ПРОГРАММА КУРСА ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Введение Современное пищевое производство Технологические про-цессы пищевых производств Особенности курса laquoПроцессы и аппаратыraquo связь его с другими дисциплинами место кур-са в учебном плане Историческая справка о создании и раз-витии курса Классификация основных процессов рассмат-риваемых в курсе Тепловые процессы Теплообменные аппараты Основные принципы классификации теплообменных ап-паратов Рекуперативные регенеративные и контактные те-плообменники Характеристика теплоносителей и основных типов теплообменных аппаратов Теплообменники газовые паровые водяные с применением высококипящих теплоно-сителей с использованием электроэнергии Основы расчета теплообменных аппаратов Материальный и тепловой расчеты Определение коэффициента теплопере-дачи в теплообменных аппаратах выбор скорости рабочих тел определение термических сопротивлений и тд Опреде-ление средней скорости температур Гидравлический и ме-ханический расчеты теплообменного аппарата Пути интен-сификации процессов теплообмена и повышение технико-экономических показателей

Выпаривание и выпарные аппараты Применение процесса выпаривания в пищевой промыш-ленности Физические свойства растворов и изменение их в процессе выпаривания Материальный и тепловой расчет Расчет многокорпусной выпарной установки Распределение общего количества выпаренной воды по корпусам опреде-ление температуры кипения раствора температурные поте-ри в выпарной установке расчет расходов греющего пара расчет коэффициентов теплопередачи и поверхности нагре-ва

Основные типы выпарных аппаратов Особенности и значение циркуляции растворов Методы повышения скорости цирку-ляции Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией раствора Выпарка с тепловым насосом Пути повышения тех-нико-экономических показателей выпарных установок

Массообменные процессы Основы массопередачи

Основные теории процессов массообмена Массообмен в технологических процессах пищевых производств Потенциал массопереноса и силы массообмена Кинетические коэффици-енты в уравнениях массообмена Дифференциальное уравне-ние массообмена и его краевые условия Критериальные урав-нения массообмена Диффузионный молярный перенос Осо-бенности переноса в системах твердое тело-газ жидкость-пар и жидкость-жидкость Общие методы интенсификации массо-обмена

Процессы сушки и сушильные установки Процессы сушки в пищевой промышленности Основные проблемы теории и техники сушки Параметры влажного воз-духа Основы инженерного расчета сушильных установок План расчета Расчет количества испаренной влаги Расчет расхода воздуха и пути снижения расчета воздуха в сушиль-ных аппаратах Расчет габаритов сушильной камеры для раз-личных типов сушильных установок Тепловой расчет адиа-батной и действительной сушильной установки Термодина-мический анализ процесса сушки в диаграмме построение в ней процесса Варианты сушильного аппарата и их графо-аналитический расчет КПД сушильной установки и пути его повышения Квалификация сушильных установок основные типы применение в пищевой промышленности

Новые методы сушки их физическая сущность и особен-ности расчета конвективная сушка в кипящем слое и во взвешенном состоянии сушка инфракрасными лучами сушка в электрическом поле высокой частоты комбини-рованные методы сушки сушка сублимацией Пути по-вышения технико-экономических показателей сушильных установок Сорбционные процессы и аппараты Процессы абсорбции и адсорбции и применение их в пищевой промышленности Основные характеристики сорбционных процессов-движущие силы материальный баланс основные уравнения и коэффициенты Метод гра-фического расчета Основные типы абсорберов и адсорбе-ров Характеристика адсорбентов применяемых в пище-вой промышленности Регенерация поглотителей Пути интенсификации сорбционных процессов

Процессы перегонки и ректификации Процессы перегонки и ректификации в пищевой

промышленности Основные теории перегонки Квалифи-кация разделяемых бинарных смесей основные законы перегонки графическое изображение свойств разделяемых смесей на диаграмме состав-температура и диаграмма равновесия Понятие о дифлегмации Квалификация про-цессов перегонки и области их применения Простая пере-гонка в атмосферных условиях и в вакууме Перегонка с водяным паром Сложная перегонка многокубовые аппа-раты колонные аппараты Особенности процесса ректи-фикации Процессы протекающие на тарелках и опреде-ление числа тарелок ректификационных аппаратов Опре-деление минимального флегмового числа Материальный и тепловой балансы Типы ректификационных аппаратов аппараты с тарелками насадочные колонны пленочные колонны ротационные аппараты Пути повышения

технико-экономических показателей ректификационных аппаратов

Гидравлические и механические процессы

Процессы разделения различных материалов

Разделение неоднородных систем с твердой дисперсной сре-дой

Неоднородные твердые системы в пищевых производствах их характеристика и классификация Методы разделения неодно-родных систем и области их применения Силы действующие на частицу при движении на решете Расчет скорости движе-ния частиц и анализ параметров ее определяющих Решетные сепараторы их характеристика и основы их расчета Методика расчета решетных сепараторов Определение габаритов решет расчет кинематического режима выбор электродвигателей Эффективность работы сепараторов Пути повышения эффек-тивности работы сепараторов Классификация и устройство решетных сепараторов

Процессы измельчения Процессы измельчения в пищевой промышленности

Классификация способов дробления Теория дробления Об-щие требования предъявляемые к дробилкам Устройство и принцип работы основных типов дробилок Методика расчета дробилок Классификация устройств для резания Теория ре-зания Типы машин для резания Пути повышения технико-экономических показателей

Теоретические вопросы

Номер вариан та

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Номер вопро-са

27 28 29 30 21 22 23 24 25 26

1 Напишите выражение коэффициента теплопередачи К

и поясните в каких случаях можно пренебречь тепло-вым сопротивлением стенки

2 Укажите порядок цифровых величин для коэффициен-тов теплопередачи для важнейших случаев теплообме-на (laquoстенка ndash водаraquo laquoстенка ndash парraquo laquoстенка ndash газraquo)

3 Каковы преимущества и недостатки нагревания laquoост-рымraquo и laquoглухимraquo паром

4 Какие типы водоотводчиков применяются в промыш-ленности у теплообменников технологи-ческого обо-рудования и какой контроль должен быть за этими во-доотводчиками

5 В каких случаях при расчете теплообменников цилин-дрическую (трубчатую) поверхность можно считать как плоскую

6 Как рассчитывается толщина изоляционного слоя на горячих поверхностях оборудования и коммуникаций

7 Для чего и в каких случаях применяются ребристые поверхности нагрева

8 Зависит ли средняя разность температур от схемы движения теплоносителей (прямоток противоток) ес-ли температура одного из теплоносителей остается по-стоянной

9 Перечислите основные способы нагревания приме-няемые в технике и дайте их сравнительные характе-ристики

10 В каких случаях цилиндрическую стенку теплообмен-ников можно рассчитать как плоскую стенку

11 Дайте определения понятий laquoабсолютная влажностьraquo laquoот-носительная влажностьraquo и laquoвлагосодержаниеraquo влажного воздуха и покажите какая связь между этими величинами

12 Нарисуйте схему многозонной сушки с промежуточными подогревом и зонной рециркуляцией Постройте процесс работы этой сушилки и диаграмме laquoI ndash draquo и поясните ее преимущества и недостатки

13 Нарисуйте схемы основных типов абсорберов 14 Каковы преимущества и недостатки метода сушки на горя-

чей поверхности (контактная сушка) по сравнению с воз-душной сушкой

15 Какими факторами определяется емкость сушилки по за-груженному в нее материалу

16 Нарисуйте кривые изменения температур материалов в процессе сушки при контактной и при воздушной сушке

17 Как влияет на интенсивность сушки парциональное давле-ние водяного пара в окружающем воздухе

18 Почему невыгодно высушивать ниже равновесной влажно-сти

19 Какие основные параметры подлежат контролю в процессе сушки

20 Какое значение имеет рециркуляция рабочего воздуха в процессе сушки

21 Каково назначение выпарных аппаратов 22 В каких случаях целесообразно применение многокорпус-

ных выпарных установок 23 Нарисуйте схему однокорпусного аппарата и напишите

уравнение его теплового баланса 24 Когда нужно применять вакуум-выпаривание 25 Кривые фазовые равновесия бинарных жидких смесей и их

значение при расчете ректификационных колонн 26 Нарисуйте схему непрерывно действующей ректификаци-

онной колонны 27 Нарисуйте схему аппарата для экстрагирования при обыч-

ной температуре 28 Нарисуйте схему аппарата с регенерацией растворителей

29 Укажите случаи применения абсорбции и адсорбции и совместное их использование при разделении одно-родной смеси

30 Какие хладоносители применяются в холодильной тех-нике для получения умеренного холода

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 ЗАДАЧА1

Рассчитать циклон для выделения частиц сухого мате-риала из воздуха выходящего из распылительной сушил-ки по следующим данным

Расход воздуха ndash G кгс Температура воздуха ndash t 0С Наименьший диаметр час-тицndash d м Отношение ndash∆ΡρГ Требуется Определить условную ско-рость газа в цилиндрической части циклона ndashωц Гидравлическое сопротив-ление циклона ndash ∆Рн нм2 Диаметр циклона ndash D м Параметры циклона ndash H h1 h2 h3 h4 D1 b м

Таблица исходных данных

По последней цифре шифра

Величины

Размернос-ть 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Расход воздуха G кгс 05 07 06 066 058 075 064 08 083 072

Наимень-ший диа-метр час-тиц dmiddot10-6

м 80 80 80 100 100 100 90 90 90 100

Отноше-ние ∆ΡρГ

Нsdotмкг

720 740 730 700 710 750 740 720 730 750

Темпера-тура воз-духа t

0С 100 120 110 100 120 110 100 100 110 120

Методические указания к решению задачи 1

Перед решением задачи необходимо проработать теорети-

ческий материал по процессам разделения неоднородных сис-тем конструкции материалов и их расчетам [1 2 3]

Диаметр циклона определяется по формуле

Ц

VDωsdot

=7850

или Ц

GDωρ sdotsdot

=Γ 7850

где V ndash расход воздуха м3с

ρг ndash плотность воздуха кгм3 ωЦ ndash условная скорость воздуха мс

Условная скорость воздуха в цилиндрической части цикло-на определяется из уравнения

2

2Цω

ξρ

=∆Ρ

Γ

откуда ξ

ρω

2sdot∆Ρ

= ΓЦ

где ∆Ρ - гидравлическое сопротивление (в Па) ξ ndash коэффициент сопротивления циклона

Плотность воздуха определяется

tТТ

г +sdot=

0

02931ρ где Т0=2730 К

После подстановки найденных величин WH и ρГ опре-деляем диаметр циклона D выбрав тип циклона по табл1 определяем параметры циклона Циклон (ЦН-24) - предназначен для улавливания крупной

пыли (ЦН-15) ndash обеспечивает хорошую степень улавли-

вания при небольшом гидравлическом сопротивлении

(ЦН-11) ndash рекомендуется в качестве унифициро-ванного пылеуловителя

Гидравлическое сопротивление циклона (нм2 или мвод ст) определяем из уравнения

2

2Цωρ

ξsdot

=∆Ρ Γ

Основные размеры циклонов даны в таблице 1 Таблица 1

Тип циклона

Характеристика циклона

Раз-мернос-ть

ЦН-24 ЦН-15 ЦН-11

Диаметр выходной трубы D1

м 06D 06D 06D

Ширина входного патрубка b м 026D 026D 026D

Высота входного патрубка h1

м 111D 066D 048D

Высота выходной трубы h2 м 17D 176D 18D Высота цилиндрической части h3

м 211D 226D 208D

Высота конической части h4 м 175D 2D 2D Общая высота циклона H м 426D 456D 438D Коэффициент сопротивле-ния ξ 60 160 250

Задача 2 Рассчитать кожухотрубный нагреватель воды по следую-

щим данным Количество нагреваемой воды ndashG кгс Начальная температура воды ndash tН 0С Конечная температура воды ndash tК 0С Давление греющего пара ndash P Па Коэффициент теплопередачи ndash K Втм2 0К Потери тепла в окружающую среду поверхностью нагрева ndash Qп Вт Длина одной трубки аппарата ndash L м Диаметр трубки (наружный) ndash d м Движение пара и воды ndash противоток Требуется 1 Рассчитать поверхность нагрева аппарата ndash F м2 2 Определить количество нагревательных трубок в аппарате ndash n шт 3 Определить расход греющего пара ndashD кгс 4 Начертить схему аппарата с указанием подачи пара и воды

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

G кгс 14 222 166 11 19 25 27 222 14 25 tК

0С 70 80 75 75 80 70 80 70 90 85 tН 0С 22 25 20 21 23 24 22 20 25 25 Ρ10-5 Па 20 50 40 30 60 50 60 40 30 50 К Втм2middot0К 800 750 900 700 850 900 1000 850 700 900 Qпот 2 4 3 2 4 5 5 5 2 4 L м 20 30 25 20 25 35 35 30 20 30 dmiddot10-3 м 25 38 25 20 38 54 54 38 25 54

Методические указания к решению задачи 2 Перед решением задачи необходимо изучить разделы

учебника по основам теплообмена в пищевой аппаратуре кон-струкциям теплообменных аппаратов и их расчетам [23] Для

расчета поверхности нагрева аппарата можно воспользо-ваться уравнением теплопередачи Qполн=KF∆tср

Тепло полученное водой от пара равно Q=Gmiddotc(tK ndash tH)

где G ndash количество нагреваемой воды ndash надо взять в кгс а удельную теплоемкость laquoсraquo необходимо выбрать по таблице физических свойств воды (см приложение 1) в зависимости от средней температуры в нагревателе

Температурный напор определяется tср=( ∆tб+ ∆tм)2 При ∆tб ∆tмlt2 ∆tб= tρ- tн ∆tм= tρ- tк ∆tб ∆tм ndash разность температур воды в начале и конце на-

гревания tρ ndash температура насыщенного водяного пара определя-

ется по его давлению (см приложение 2) ∆tср=( ∆tб- ∆tм)ln ∆tб∆tм) при ∆tб∆tмge2 Полный расход тепла на нагревание воды определяется

Qполн=Q+Qп=(102-105)middotQ Поверхность нагрева определяется по формуле

F=QполнКmiddot ∆tср Количество трубок в нагревателе определяется

N=Ffтр где fтр ndash поверхность одной трубки равная

fтр =πmiddotdmiddotL Расход греющего пара определяется по формуле

iiQ

D пара

minus=

где Qпара=Qпол i - энтальпия пара кДжкг i - энтальпия конденсата жидкости кДжкг Энтальпия пара и энтальпия кондесата жидкости выбира-ется по таблице (приложение 2) насыщенного водяного пара в зависимости от его давления

Задача 3 W

Dконц

Gk Рассчитать однокорпусной выпарной аппарат по следующим данным количество свежего раствора поступающего на вы-паривание ndash GН кг с начальная концентрация сухих веществ свежего раствора ndashвН конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора ndashвК температура свежего раствора ndash tН

0С давление вторичного пара в аппарате ndashРВТ Па теплоемкость свежего раствора ndash СР давление греющего пара ndashРгп Па

коэффициент теплопередачи ndashК Вт(м20К) температурные потери - ∆ 0С Требуется определить 1 Количество выпариваемой воды ndash W кгс 2 Расход греющего пара ndashD кгс 3 Полезную разность температур ndash ∆tпол С 4 Поверхность нагрева аппарата ndashF м

Таблицы исходных данных

Варианты по последней цифре шифра

Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GН кгс 27 22 26 16 20 236 138 18 194 25 вН 70 60 70 50 50 70 50 60 60 70 вК 30 32 32 30 28 30 28 32 30 30 tН 0С 16 17 18 19 20 15 16 14 16 18

Ρвт middot10-5 Па 03 04 06 045 03 05 04 025 06 05 Ср КДжкг0С 406 41 406 415 415 406 415 41 41 406

К Втм2

0К 1120 1270 1200 970 1150 1200 1050 1080 1000 1100

Ρгпmiddot10-5 Па 20 22 35 43 50 34 42 39 45 34

∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55 ∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55

Методические указания к решению задачи 3 Перед решением задачи необходимо изучить теорию

выпаривания работу выпарных аппаратов и методы рас-чета выпарных установок [123]

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кгс) из раствора определится из уравнения

W=GH(1-внвк) Расход греющего пара (кгс) определяется из уравне-

ния теплового баланса

iitCiWttCG

iiQD Кw

primeprimeminusprimeminus+minusminus

=primeprimeminusprime

= ΡΗΚΡΗ )]()()[051021(

где 102divide105 ndash коэффициент учитывающий потери тепла tк ndashтемпература кипения раствора определяется по давле-

нию Рвт по приложению 2 i - энтальпия греющего пара кДжкг i - энтальпия конденсатора жидкости кДжкг iW ndash энтальпия вторичного пара кДжкг Величины i i берутся из приложения 2 насыщенного во-

дяного пара при соответствующем давлении Ргп а iw энталь-пия вторичного пара по давлению вторичного пара Рвт

Полезная разность температур определяется из уравнения ∆tпод =tп - tкип р-ра ndash ∆

где tп - температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении)

Поверхность нагрева (м) аппарата определится из основ-ного уравнения теплопередачи

полtKQF∆

=

где Q=(102divide105)[GHCP(tк ndash tн)+W(iw ndash CР tк)]

Контрольная работа 2 Задача1

Рассчитать непрерывно действующую сушилку рабо-

тающую по нормальному сушильному процессу при следую-щих данных

производительность сушилки по влажному материалу ndash Gв кгс начальная влажность материала ndash ωн конечная влажность материала ndash ωк

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 2: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

ПРОГРАММА КУРСА ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Введение Современное пищевое производство Технологические про-цессы пищевых производств Особенности курса laquoПроцессы и аппаратыraquo связь его с другими дисциплинами место кур-са в учебном плане Историческая справка о создании и раз-витии курса Классификация основных процессов рассмат-риваемых в курсе Тепловые процессы Теплообменные аппараты Основные принципы классификации теплообменных ап-паратов Рекуперативные регенеративные и контактные те-плообменники Характеристика теплоносителей и основных типов теплообменных аппаратов Теплообменники газовые паровые водяные с применением высококипящих теплоно-сителей с использованием электроэнергии Основы расчета теплообменных аппаратов Материальный и тепловой расчеты Определение коэффициента теплопере-дачи в теплообменных аппаратах выбор скорости рабочих тел определение термических сопротивлений и тд Опреде-ление средней скорости температур Гидравлический и ме-ханический расчеты теплообменного аппарата Пути интен-сификации процессов теплообмена и повышение технико-экономических показателей

Выпаривание и выпарные аппараты Применение процесса выпаривания в пищевой промыш-ленности Физические свойства растворов и изменение их в процессе выпаривания Материальный и тепловой расчет Расчет многокорпусной выпарной установки Распределение общего количества выпаренной воды по корпусам опреде-ление температуры кипения раствора температурные поте-ри в выпарной установке расчет расходов греющего пара расчет коэффициентов теплопередачи и поверхности нагре-ва

Основные типы выпарных аппаратов Особенности и значение циркуляции растворов Методы повышения скорости цирку-ляции Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией раствора Выпарка с тепловым насосом Пути повышения тех-нико-экономических показателей выпарных установок

Массообменные процессы Основы массопередачи

Основные теории процессов массообмена Массообмен в технологических процессах пищевых производств Потенциал массопереноса и силы массообмена Кинетические коэффици-енты в уравнениях массообмена Дифференциальное уравне-ние массообмена и его краевые условия Критериальные урав-нения массообмена Диффузионный молярный перенос Осо-бенности переноса в системах твердое тело-газ жидкость-пар и жидкость-жидкость Общие методы интенсификации массо-обмена

Процессы сушки и сушильные установки Процессы сушки в пищевой промышленности Основные проблемы теории и техники сушки Параметры влажного воз-духа Основы инженерного расчета сушильных установок План расчета Расчет количества испаренной влаги Расчет расхода воздуха и пути снижения расчета воздуха в сушиль-ных аппаратах Расчет габаритов сушильной камеры для раз-личных типов сушильных установок Тепловой расчет адиа-батной и действительной сушильной установки Термодина-мический анализ процесса сушки в диаграмме построение в ней процесса Варианты сушильного аппарата и их графо-аналитический расчет КПД сушильной установки и пути его повышения Квалификация сушильных установок основные типы применение в пищевой промышленности

Новые методы сушки их физическая сущность и особен-ности расчета конвективная сушка в кипящем слое и во взвешенном состоянии сушка инфракрасными лучами сушка в электрическом поле высокой частоты комбини-рованные методы сушки сушка сублимацией Пути по-вышения технико-экономических показателей сушильных установок Сорбционные процессы и аппараты Процессы абсорбции и адсорбции и применение их в пищевой промышленности Основные характеристики сорбционных процессов-движущие силы материальный баланс основные уравнения и коэффициенты Метод гра-фического расчета Основные типы абсорберов и адсорбе-ров Характеристика адсорбентов применяемых в пище-вой промышленности Регенерация поглотителей Пути интенсификации сорбционных процессов

Процессы перегонки и ректификации Процессы перегонки и ректификации в пищевой

промышленности Основные теории перегонки Квалифи-кация разделяемых бинарных смесей основные законы перегонки графическое изображение свойств разделяемых смесей на диаграмме состав-температура и диаграмма равновесия Понятие о дифлегмации Квалификация про-цессов перегонки и области их применения Простая пере-гонка в атмосферных условиях и в вакууме Перегонка с водяным паром Сложная перегонка многокубовые аппа-раты колонные аппараты Особенности процесса ректи-фикации Процессы протекающие на тарелках и опреде-ление числа тарелок ректификационных аппаратов Опре-деление минимального флегмового числа Материальный и тепловой балансы Типы ректификационных аппаратов аппараты с тарелками насадочные колонны пленочные колонны ротационные аппараты Пути повышения

технико-экономических показателей ректификационных аппаратов

Гидравлические и механические процессы

Процессы разделения различных материалов

Разделение неоднородных систем с твердой дисперсной сре-дой

Неоднородные твердые системы в пищевых производствах их характеристика и классификация Методы разделения неодно-родных систем и области их применения Силы действующие на частицу при движении на решете Расчет скорости движе-ния частиц и анализ параметров ее определяющих Решетные сепараторы их характеристика и основы их расчета Методика расчета решетных сепараторов Определение габаритов решет расчет кинематического режима выбор электродвигателей Эффективность работы сепараторов Пути повышения эффек-тивности работы сепараторов Классификация и устройство решетных сепараторов

Процессы измельчения Процессы измельчения в пищевой промышленности

Классификация способов дробления Теория дробления Об-щие требования предъявляемые к дробилкам Устройство и принцип работы основных типов дробилок Методика расчета дробилок Классификация устройств для резания Теория ре-зания Типы машин для резания Пути повышения технико-экономических показателей

Теоретические вопросы

Номер вариан та

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Номер вопро-са

27 28 29 30 21 22 23 24 25 26

1 Напишите выражение коэффициента теплопередачи К

и поясните в каких случаях можно пренебречь тепло-вым сопротивлением стенки

2 Укажите порядок цифровых величин для коэффициен-тов теплопередачи для важнейших случаев теплообме-на (laquoстенка ndash водаraquo laquoстенка ndash парraquo laquoстенка ndash газraquo)

3 Каковы преимущества и недостатки нагревания laquoост-рымraquo и laquoглухимraquo паром

4 Какие типы водоотводчиков применяются в промыш-ленности у теплообменников технологи-ческого обо-рудования и какой контроль должен быть за этими во-доотводчиками

5 В каких случаях при расчете теплообменников цилин-дрическую (трубчатую) поверхность можно считать как плоскую

6 Как рассчитывается толщина изоляционного слоя на горячих поверхностях оборудования и коммуникаций

7 Для чего и в каких случаях применяются ребристые поверхности нагрева

8 Зависит ли средняя разность температур от схемы движения теплоносителей (прямоток противоток) ес-ли температура одного из теплоносителей остается по-стоянной

9 Перечислите основные способы нагревания приме-няемые в технике и дайте их сравнительные характе-ристики

10 В каких случаях цилиндрическую стенку теплообмен-ников можно рассчитать как плоскую стенку

11 Дайте определения понятий laquoабсолютная влажностьraquo laquoот-носительная влажностьraquo и laquoвлагосодержаниеraquo влажного воздуха и покажите какая связь между этими величинами

12 Нарисуйте схему многозонной сушки с промежуточными подогревом и зонной рециркуляцией Постройте процесс работы этой сушилки и диаграмме laquoI ndash draquo и поясните ее преимущества и недостатки

13 Нарисуйте схемы основных типов абсорберов 14 Каковы преимущества и недостатки метода сушки на горя-

чей поверхности (контактная сушка) по сравнению с воз-душной сушкой

15 Какими факторами определяется емкость сушилки по за-груженному в нее материалу

16 Нарисуйте кривые изменения температур материалов в процессе сушки при контактной и при воздушной сушке

17 Как влияет на интенсивность сушки парциональное давле-ние водяного пара в окружающем воздухе

18 Почему невыгодно высушивать ниже равновесной влажно-сти

19 Какие основные параметры подлежат контролю в процессе сушки

20 Какое значение имеет рециркуляция рабочего воздуха в процессе сушки

21 Каково назначение выпарных аппаратов 22 В каких случаях целесообразно применение многокорпус-

ных выпарных установок 23 Нарисуйте схему однокорпусного аппарата и напишите

уравнение его теплового баланса 24 Когда нужно применять вакуум-выпаривание 25 Кривые фазовые равновесия бинарных жидких смесей и их

значение при расчете ректификационных колонн 26 Нарисуйте схему непрерывно действующей ректификаци-

онной колонны 27 Нарисуйте схему аппарата для экстрагирования при обыч-

ной температуре 28 Нарисуйте схему аппарата с регенерацией растворителей

29 Укажите случаи применения абсорбции и адсорбции и совместное их использование при разделении одно-родной смеси

30 Какие хладоносители применяются в холодильной тех-нике для получения умеренного холода

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 ЗАДАЧА1

Рассчитать циклон для выделения частиц сухого мате-риала из воздуха выходящего из распылительной сушил-ки по следующим данным

Расход воздуха ndash G кгс Температура воздуха ndash t 0С Наименьший диаметр час-тицndash d м Отношение ndash∆ΡρГ Требуется Определить условную ско-рость газа в цилиндрической части циклона ndashωц Гидравлическое сопротив-ление циклона ndash ∆Рн нм2 Диаметр циклона ndash D м Параметры циклона ndash H h1 h2 h3 h4 D1 b м

Таблица исходных данных

По последней цифре шифра

Величины

Размернос-ть 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Расход воздуха G кгс 05 07 06 066 058 075 064 08 083 072

Наимень-ший диа-метр час-тиц dmiddot10-6

м 80 80 80 100 100 100 90 90 90 100

Отноше-ние ∆ΡρГ

Нsdotмкг

720 740 730 700 710 750 740 720 730 750

Темпера-тура воз-духа t

0С 100 120 110 100 120 110 100 100 110 120

Методические указания к решению задачи 1

Перед решением задачи необходимо проработать теорети-

ческий материал по процессам разделения неоднородных сис-тем конструкции материалов и их расчетам [1 2 3]

Диаметр циклона определяется по формуле

Ц

VDωsdot

=7850

или Ц

GDωρ sdotsdot

=Γ 7850

где V ndash расход воздуха м3с

ρг ndash плотность воздуха кгм3 ωЦ ndash условная скорость воздуха мс

Условная скорость воздуха в цилиндрической части цикло-на определяется из уравнения

2

2Цω

ξρ

=∆Ρ

Γ

откуда ξ

ρω

2sdot∆Ρ

= ΓЦ

где ∆Ρ - гидравлическое сопротивление (в Па) ξ ndash коэффициент сопротивления циклона

Плотность воздуха определяется

tТТ

г +sdot=

0

02931ρ где Т0=2730 К

После подстановки найденных величин WH и ρГ опре-деляем диаметр циклона D выбрав тип циклона по табл1 определяем параметры циклона Циклон (ЦН-24) - предназначен для улавливания крупной

пыли (ЦН-15) ndash обеспечивает хорошую степень улавли-

вания при небольшом гидравлическом сопротивлении

(ЦН-11) ndash рекомендуется в качестве унифициро-ванного пылеуловителя

Гидравлическое сопротивление циклона (нм2 или мвод ст) определяем из уравнения

2

2Цωρ

ξsdot

=∆Ρ Γ

Основные размеры циклонов даны в таблице 1 Таблица 1

Тип циклона

Характеристика циклона

Раз-мернос-ть

ЦН-24 ЦН-15 ЦН-11

Диаметр выходной трубы D1

м 06D 06D 06D

Ширина входного патрубка b м 026D 026D 026D

Высота входного патрубка h1

м 111D 066D 048D

Высота выходной трубы h2 м 17D 176D 18D Высота цилиндрической части h3

м 211D 226D 208D

Высота конической части h4 м 175D 2D 2D Общая высота циклона H м 426D 456D 438D Коэффициент сопротивле-ния ξ 60 160 250

Задача 2 Рассчитать кожухотрубный нагреватель воды по следую-

щим данным Количество нагреваемой воды ndashG кгс Начальная температура воды ndash tН 0С Конечная температура воды ndash tК 0С Давление греющего пара ndash P Па Коэффициент теплопередачи ndash K Втм2 0К Потери тепла в окружающую среду поверхностью нагрева ndash Qп Вт Длина одной трубки аппарата ndash L м Диаметр трубки (наружный) ndash d м Движение пара и воды ndash противоток Требуется 1 Рассчитать поверхность нагрева аппарата ndash F м2 2 Определить количество нагревательных трубок в аппарате ndash n шт 3 Определить расход греющего пара ndashD кгс 4 Начертить схему аппарата с указанием подачи пара и воды

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

G кгс 14 222 166 11 19 25 27 222 14 25 tК

0С 70 80 75 75 80 70 80 70 90 85 tН 0С 22 25 20 21 23 24 22 20 25 25 Ρ10-5 Па 20 50 40 30 60 50 60 40 30 50 К Втм2middot0К 800 750 900 700 850 900 1000 850 700 900 Qпот 2 4 3 2 4 5 5 5 2 4 L м 20 30 25 20 25 35 35 30 20 30 dmiddot10-3 м 25 38 25 20 38 54 54 38 25 54

Методические указания к решению задачи 2 Перед решением задачи необходимо изучить разделы

учебника по основам теплообмена в пищевой аппаратуре кон-струкциям теплообменных аппаратов и их расчетам [23] Для

расчета поверхности нагрева аппарата можно воспользо-ваться уравнением теплопередачи Qполн=KF∆tср

Тепло полученное водой от пара равно Q=Gmiddotc(tK ndash tH)

где G ndash количество нагреваемой воды ndash надо взять в кгс а удельную теплоемкость laquoсraquo необходимо выбрать по таблице физических свойств воды (см приложение 1) в зависимости от средней температуры в нагревателе

Температурный напор определяется tср=( ∆tб+ ∆tм)2 При ∆tб ∆tмlt2 ∆tб= tρ- tн ∆tм= tρ- tк ∆tб ∆tм ndash разность температур воды в начале и конце на-

гревания tρ ndash температура насыщенного водяного пара определя-

ется по его давлению (см приложение 2) ∆tср=( ∆tб- ∆tм)ln ∆tб∆tм) при ∆tб∆tмge2 Полный расход тепла на нагревание воды определяется

Qполн=Q+Qп=(102-105)middotQ Поверхность нагрева определяется по формуле

F=QполнКmiddot ∆tср Количество трубок в нагревателе определяется

N=Ffтр где fтр ndash поверхность одной трубки равная

fтр =πmiddotdmiddotL Расход греющего пара определяется по формуле

iiQ

D пара

minus=

где Qпара=Qпол i - энтальпия пара кДжкг i - энтальпия конденсата жидкости кДжкг Энтальпия пара и энтальпия кондесата жидкости выбира-ется по таблице (приложение 2) насыщенного водяного пара в зависимости от его давления

Задача 3 W

Dконц

Gk Рассчитать однокорпусной выпарной аппарат по следующим данным количество свежего раствора поступающего на вы-паривание ndash GН кг с начальная концентрация сухих веществ свежего раствора ndashвН конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора ndashвК температура свежего раствора ndash tН

0С давление вторичного пара в аппарате ndashРВТ Па теплоемкость свежего раствора ndash СР давление греющего пара ndashРгп Па

коэффициент теплопередачи ndashК Вт(м20К) температурные потери - ∆ 0С Требуется определить 1 Количество выпариваемой воды ndash W кгс 2 Расход греющего пара ndashD кгс 3 Полезную разность температур ndash ∆tпол С 4 Поверхность нагрева аппарата ndashF м

Таблицы исходных данных

Варианты по последней цифре шифра

Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GН кгс 27 22 26 16 20 236 138 18 194 25 вН 70 60 70 50 50 70 50 60 60 70 вК 30 32 32 30 28 30 28 32 30 30 tН 0С 16 17 18 19 20 15 16 14 16 18

Ρвт middot10-5 Па 03 04 06 045 03 05 04 025 06 05 Ср КДжкг0С 406 41 406 415 415 406 415 41 41 406

К Втм2

0К 1120 1270 1200 970 1150 1200 1050 1080 1000 1100

Ρгпmiddot10-5 Па 20 22 35 43 50 34 42 39 45 34

∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55 ∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55

Методические указания к решению задачи 3 Перед решением задачи необходимо изучить теорию

выпаривания работу выпарных аппаратов и методы рас-чета выпарных установок [123]

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кгс) из раствора определится из уравнения

W=GH(1-внвк) Расход греющего пара (кгс) определяется из уравне-

ния теплового баланса

iitCiWttCG

iiQD Кw

primeprimeminusprimeminus+minusminus

=primeprimeminusprime

= ΡΗΚΡΗ )]()()[051021(

где 102divide105 ndash коэффициент учитывающий потери тепла tк ndashтемпература кипения раствора определяется по давле-

нию Рвт по приложению 2 i - энтальпия греющего пара кДжкг i - энтальпия конденсатора жидкости кДжкг iW ndash энтальпия вторичного пара кДжкг Величины i i берутся из приложения 2 насыщенного во-

дяного пара при соответствующем давлении Ргп а iw энталь-пия вторичного пара по давлению вторичного пара Рвт

Полезная разность температур определяется из уравнения ∆tпод =tп - tкип р-ра ndash ∆

где tп - температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении)

Поверхность нагрева (м) аппарата определится из основ-ного уравнения теплопередачи

полtKQF∆

=

где Q=(102divide105)[GHCP(tк ndash tн)+W(iw ndash CР tк)]

Контрольная работа 2 Задача1

Рассчитать непрерывно действующую сушилку рабо-

тающую по нормальному сушильному процессу при следую-щих данных

производительность сушилки по влажному материалу ndash Gв кгс начальная влажность материала ndash ωн конечная влажность материала ndash ωк

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 3: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

Новые методы сушки их физическая сущность и особен-ности расчета конвективная сушка в кипящем слое и во взвешенном состоянии сушка инфракрасными лучами сушка в электрическом поле высокой частоты комбини-рованные методы сушки сушка сублимацией Пути по-вышения технико-экономических показателей сушильных установок Сорбционные процессы и аппараты Процессы абсорбции и адсорбции и применение их в пищевой промышленности Основные характеристики сорбционных процессов-движущие силы материальный баланс основные уравнения и коэффициенты Метод гра-фического расчета Основные типы абсорберов и адсорбе-ров Характеристика адсорбентов применяемых в пище-вой промышленности Регенерация поглотителей Пути интенсификации сорбционных процессов

Процессы перегонки и ректификации Процессы перегонки и ректификации в пищевой

промышленности Основные теории перегонки Квалифи-кация разделяемых бинарных смесей основные законы перегонки графическое изображение свойств разделяемых смесей на диаграмме состав-температура и диаграмма равновесия Понятие о дифлегмации Квалификация про-цессов перегонки и области их применения Простая пере-гонка в атмосферных условиях и в вакууме Перегонка с водяным паром Сложная перегонка многокубовые аппа-раты колонные аппараты Особенности процесса ректи-фикации Процессы протекающие на тарелках и опреде-ление числа тарелок ректификационных аппаратов Опре-деление минимального флегмового числа Материальный и тепловой балансы Типы ректификационных аппаратов аппараты с тарелками насадочные колонны пленочные колонны ротационные аппараты Пути повышения

технико-экономических показателей ректификационных аппаратов

Гидравлические и механические процессы

Процессы разделения различных материалов

Разделение неоднородных систем с твердой дисперсной сре-дой

Неоднородные твердые системы в пищевых производствах их характеристика и классификация Методы разделения неодно-родных систем и области их применения Силы действующие на частицу при движении на решете Расчет скорости движе-ния частиц и анализ параметров ее определяющих Решетные сепараторы их характеристика и основы их расчета Методика расчета решетных сепараторов Определение габаритов решет расчет кинематического режима выбор электродвигателей Эффективность работы сепараторов Пути повышения эффек-тивности работы сепараторов Классификация и устройство решетных сепараторов

Процессы измельчения Процессы измельчения в пищевой промышленности

Классификация способов дробления Теория дробления Об-щие требования предъявляемые к дробилкам Устройство и принцип работы основных типов дробилок Методика расчета дробилок Классификация устройств для резания Теория ре-зания Типы машин для резания Пути повышения технико-экономических показателей

Теоретические вопросы

Номер вариан та

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Номер вопро-са

27 28 29 30 21 22 23 24 25 26

1 Напишите выражение коэффициента теплопередачи К

и поясните в каких случаях можно пренебречь тепло-вым сопротивлением стенки

2 Укажите порядок цифровых величин для коэффициен-тов теплопередачи для важнейших случаев теплообме-на (laquoстенка ndash водаraquo laquoстенка ndash парraquo laquoстенка ndash газraquo)

3 Каковы преимущества и недостатки нагревания laquoост-рымraquo и laquoглухимraquo паром

4 Какие типы водоотводчиков применяются в промыш-ленности у теплообменников технологи-ческого обо-рудования и какой контроль должен быть за этими во-доотводчиками

5 В каких случаях при расчете теплообменников цилин-дрическую (трубчатую) поверхность можно считать как плоскую

6 Как рассчитывается толщина изоляционного слоя на горячих поверхностях оборудования и коммуникаций

7 Для чего и в каких случаях применяются ребристые поверхности нагрева

8 Зависит ли средняя разность температур от схемы движения теплоносителей (прямоток противоток) ес-ли температура одного из теплоносителей остается по-стоянной

9 Перечислите основные способы нагревания приме-няемые в технике и дайте их сравнительные характе-ристики

10 В каких случаях цилиндрическую стенку теплообмен-ников можно рассчитать как плоскую стенку

11 Дайте определения понятий laquoабсолютная влажностьraquo laquoот-носительная влажностьraquo и laquoвлагосодержаниеraquo влажного воздуха и покажите какая связь между этими величинами

12 Нарисуйте схему многозонной сушки с промежуточными подогревом и зонной рециркуляцией Постройте процесс работы этой сушилки и диаграмме laquoI ndash draquo и поясните ее преимущества и недостатки

13 Нарисуйте схемы основных типов абсорберов 14 Каковы преимущества и недостатки метода сушки на горя-

чей поверхности (контактная сушка) по сравнению с воз-душной сушкой

15 Какими факторами определяется емкость сушилки по за-груженному в нее материалу

16 Нарисуйте кривые изменения температур материалов в процессе сушки при контактной и при воздушной сушке

17 Как влияет на интенсивность сушки парциональное давле-ние водяного пара в окружающем воздухе

18 Почему невыгодно высушивать ниже равновесной влажно-сти

19 Какие основные параметры подлежат контролю в процессе сушки

20 Какое значение имеет рециркуляция рабочего воздуха в процессе сушки

21 Каково назначение выпарных аппаратов 22 В каких случаях целесообразно применение многокорпус-

ных выпарных установок 23 Нарисуйте схему однокорпусного аппарата и напишите

уравнение его теплового баланса 24 Когда нужно применять вакуум-выпаривание 25 Кривые фазовые равновесия бинарных жидких смесей и их

значение при расчете ректификационных колонн 26 Нарисуйте схему непрерывно действующей ректификаци-

онной колонны 27 Нарисуйте схему аппарата для экстрагирования при обыч-

ной температуре 28 Нарисуйте схему аппарата с регенерацией растворителей

29 Укажите случаи применения абсорбции и адсорбции и совместное их использование при разделении одно-родной смеси

30 Какие хладоносители применяются в холодильной тех-нике для получения умеренного холода

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 ЗАДАЧА1

Рассчитать циклон для выделения частиц сухого мате-риала из воздуха выходящего из распылительной сушил-ки по следующим данным

Расход воздуха ndash G кгс Температура воздуха ndash t 0С Наименьший диаметр час-тицndash d м Отношение ndash∆ΡρГ Требуется Определить условную ско-рость газа в цилиндрической части циклона ndashωц Гидравлическое сопротив-ление циклона ndash ∆Рн нм2 Диаметр циклона ndash D м Параметры циклона ndash H h1 h2 h3 h4 D1 b м

Таблица исходных данных

По последней цифре шифра

Величины

Размернос-ть 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Расход воздуха G кгс 05 07 06 066 058 075 064 08 083 072

Наимень-ший диа-метр час-тиц dmiddot10-6

м 80 80 80 100 100 100 90 90 90 100

Отноше-ние ∆ΡρГ

Нsdotмкг

720 740 730 700 710 750 740 720 730 750

Темпера-тура воз-духа t

0С 100 120 110 100 120 110 100 100 110 120

Методические указания к решению задачи 1

Перед решением задачи необходимо проработать теорети-

ческий материал по процессам разделения неоднородных сис-тем конструкции материалов и их расчетам [1 2 3]

Диаметр циклона определяется по формуле

Ц

VDωsdot

=7850

или Ц

GDωρ sdotsdot

=Γ 7850

где V ndash расход воздуха м3с

ρг ndash плотность воздуха кгм3 ωЦ ndash условная скорость воздуха мс

Условная скорость воздуха в цилиндрической части цикло-на определяется из уравнения

2

2Цω

ξρ

=∆Ρ

Γ

откуда ξ

ρω

2sdot∆Ρ

= ΓЦ

где ∆Ρ - гидравлическое сопротивление (в Па) ξ ndash коэффициент сопротивления циклона

Плотность воздуха определяется

tТТ

г +sdot=

0

02931ρ где Т0=2730 К

После подстановки найденных величин WH и ρГ опре-деляем диаметр циклона D выбрав тип циклона по табл1 определяем параметры циклона Циклон (ЦН-24) - предназначен для улавливания крупной

пыли (ЦН-15) ndash обеспечивает хорошую степень улавли-

вания при небольшом гидравлическом сопротивлении

(ЦН-11) ndash рекомендуется в качестве унифициро-ванного пылеуловителя

Гидравлическое сопротивление циклона (нм2 или мвод ст) определяем из уравнения

2

2Цωρ

ξsdot

=∆Ρ Γ

Основные размеры циклонов даны в таблице 1 Таблица 1

Тип циклона

Характеристика циклона

Раз-мернос-ть

ЦН-24 ЦН-15 ЦН-11

Диаметр выходной трубы D1

м 06D 06D 06D

Ширина входного патрубка b м 026D 026D 026D

Высота входного патрубка h1

м 111D 066D 048D

Высота выходной трубы h2 м 17D 176D 18D Высота цилиндрической части h3

м 211D 226D 208D

Высота конической части h4 м 175D 2D 2D Общая высота циклона H м 426D 456D 438D Коэффициент сопротивле-ния ξ 60 160 250

Задача 2 Рассчитать кожухотрубный нагреватель воды по следую-

щим данным Количество нагреваемой воды ndashG кгс Начальная температура воды ndash tН 0С Конечная температура воды ndash tК 0С Давление греющего пара ndash P Па Коэффициент теплопередачи ndash K Втм2 0К Потери тепла в окружающую среду поверхностью нагрева ndash Qп Вт Длина одной трубки аппарата ndash L м Диаметр трубки (наружный) ndash d м Движение пара и воды ndash противоток Требуется 1 Рассчитать поверхность нагрева аппарата ndash F м2 2 Определить количество нагревательных трубок в аппарате ndash n шт 3 Определить расход греющего пара ndashD кгс 4 Начертить схему аппарата с указанием подачи пара и воды

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

G кгс 14 222 166 11 19 25 27 222 14 25 tК

0С 70 80 75 75 80 70 80 70 90 85 tН 0С 22 25 20 21 23 24 22 20 25 25 Ρ10-5 Па 20 50 40 30 60 50 60 40 30 50 К Втм2middot0К 800 750 900 700 850 900 1000 850 700 900 Qпот 2 4 3 2 4 5 5 5 2 4 L м 20 30 25 20 25 35 35 30 20 30 dmiddot10-3 м 25 38 25 20 38 54 54 38 25 54

Методические указания к решению задачи 2 Перед решением задачи необходимо изучить разделы

учебника по основам теплообмена в пищевой аппаратуре кон-струкциям теплообменных аппаратов и их расчетам [23] Для

расчета поверхности нагрева аппарата можно воспользо-ваться уравнением теплопередачи Qполн=KF∆tср

Тепло полученное водой от пара равно Q=Gmiddotc(tK ndash tH)

где G ndash количество нагреваемой воды ndash надо взять в кгс а удельную теплоемкость laquoсraquo необходимо выбрать по таблице физических свойств воды (см приложение 1) в зависимости от средней температуры в нагревателе

Температурный напор определяется tср=( ∆tб+ ∆tм)2 При ∆tб ∆tмlt2 ∆tб= tρ- tн ∆tм= tρ- tк ∆tб ∆tм ndash разность температур воды в начале и конце на-

гревания tρ ndash температура насыщенного водяного пара определя-

ется по его давлению (см приложение 2) ∆tср=( ∆tб- ∆tм)ln ∆tб∆tм) при ∆tб∆tмge2 Полный расход тепла на нагревание воды определяется

Qполн=Q+Qп=(102-105)middotQ Поверхность нагрева определяется по формуле

F=QполнКmiddot ∆tср Количество трубок в нагревателе определяется

N=Ffтр где fтр ndash поверхность одной трубки равная

fтр =πmiddotdmiddotL Расход греющего пара определяется по формуле

iiQ

D пара

minus=

где Qпара=Qпол i - энтальпия пара кДжкг i - энтальпия конденсата жидкости кДжкг Энтальпия пара и энтальпия кондесата жидкости выбира-ется по таблице (приложение 2) насыщенного водяного пара в зависимости от его давления

Задача 3 W

Dконц

Gk Рассчитать однокорпусной выпарной аппарат по следующим данным количество свежего раствора поступающего на вы-паривание ndash GН кг с начальная концентрация сухих веществ свежего раствора ndashвН конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора ndashвК температура свежего раствора ndash tН

0С давление вторичного пара в аппарате ndashРВТ Па теплоемкость свежего раствора ndash СР давление греющего пара ndashРгп Па

коэффициент теплопередачи ndashК Вт(м20К) температурные потери - ∆ 0С Требуется определить 1 Количество выпариваемой воды ndash W кгс 2 Расход греющего пара ndashD кгс 3 Полезную разность температур ndash ∆tпол С 4 Поверхность нагрева аппарата ndashF м

Таблицы исходных данных

Варианты по последней цифре шифра

Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GН кгс 27 22 26 16 20 236 138 18 194 25 вН 70 60 70 50 50 70 50 60 60 70 вК 30 32 32 30 28 30 28 32 30 30 tН 0С 16 17 18 19 20 15 16 14 16 18

Ρвт middot10-5 Па 03 04 06 045 03 05 04 025 06 05 Ср КДжкг0С 406 41 406 415 415 406 415 41 41 406

К Втм2

0К 1120 1270 1200 970 1150 1200 1050 1080 1000 1100

Ρгпmiddot10-5 Па 20 22 35 43 50 34 42 39 45 34

∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55 ∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55

Методические указания к решению задачи 3 Перед решением задачи необходимо изучить теорию

выпаривания работу выпарных аппаратов и методы рас-чета выпарных установок [123]

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кгс) из раствора определится из уравнения

W=GH(1-внвк) Расход греющего пара (кгс) определяется из уравне-

ния теплового баланса

iitCiWttCG

iiQD Кw

primeprimeminusprimeminus+minusminus

=primeprimeminusprime

= ΡΗΚΡΗ )]()()[051021(

где 102divide105 ndash коэффициент учитывающий потери тепла tк ndashтемпература кипения раствора определяется по давле-

нию Рвт по приложению 2 i - энтальпия греющего пара кДжкг i - энтальпия конденсатора жидкости кДжкг iW ndash энтальпия вторичного пара кДжкг Величины i i берутся из приложения 2 насыщенного во-

дяного пара при соответствующем давлении Ргп а iw энталь-пия вторичного пара по давлению вторичного пара Рвт

Полезная разность температур определяется из уравнения ∆tпод =tп - tкип р-ра ndash ∆

где tп - температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении)

Поверхность нагрева (м) аппарата определится из основ-ного уравнения теплопередачи

полtKQF∆

=

где Q=(102divide105)[GHCP(tк ndash tн)+W(iw ndash CР tк)]

Контрольная работа 2 Задача1

Рассчитать непрерывно действующую сушилку рабо-

тающую по нормальному сушильному процессу при следую-щих данных

производительность сушилки по влажному материалу ndash Gв кгс начальная влажность материала ndash ωн конечная влажность материала ndash ωк

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 4: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

Номер вариан та

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Номер вопро-са

27 28 29 30 21 22 23 24 25 26

1 Напишите выражение коэффициента теплопередачи К

и поясните в каких случаях можно пренебречь тепло-вым сопротивлением стенки

2 Укажите порядок цифровых величин для коэффициен-тов теплопередачи для важнейших случаев теплообме-на (laquoстенка ndash водаraquo laquoстенка ndash парraquo laquoстенка ndash газraquo)

3 Каковы преимущества и недостатки нагревания laquoост-рымraquo и laquoглухимraquo паром

4 Какие типы водоотводчиков применяются в промыш-ленности у теплообменников технологи-ческого обо-рудования и какой контроль должен быть за этими во-доотводчиками

5 В каких случаях при расчете теплообменников цилин-дрическую (трубчатую) поверхность можно считать как плоскую

6 Как рассчитывается толщина изоляционного слоя на горячих поверхностях оборудования и коммуникаций

7 Для чего и в каких случаях применяются ребристые поверхности нагрева

8 Зависит ли средняя разность температур от схемы движения теплоносителей (прямоток противоток) ес-ли температура одного из теплоносителей остается по-стоянной

9 Перечислите основные способы нагревания приме-няемые в технике и дайте их сравнительные характе-ристики

10 В каких случаях цилиндрическую стенку теплообмен-ников можно рассчитать как плоскую стенку

11 Дайте определения понятий laquoабсолютная влажностьraquo laquoот-носительная влажностьraquo и laquoвлагосодержаниеraquo влажного воздуха и покажите какая связь между этими величинами

12 Нарисуйте схему многозонной сушки с промежуточными подогревом и зонной рециркуляцией Постройте процесс работы этой сушилки и диаграмме laquoI ndash draquo и поясните ее преимущества и недостатки

13 Нарисуйте схемы основных типов абсорберов 14 Каковы преимущества и недостатки метода сушки на горя-

чей поверхности (контактная сушка) по сравнению с воз-душной сушкой

15 Какими факторами определяется емкость сушилки по за-груженному в нее материалу

16 Нарисуйте кривые изменения температур материалов в процессе сушки при контактной и при воздушной сушке

17 Как влияет на интенсивность сушки парциональное давле-ние водяного пара в окружающем воздухе

18 Почему невыгодно высушивать ниже равновесной влажно-сти

19 Какие основные параметры подлежат контролю в процессе сушки

20 Какое значение имеет рециркуляция рабочего воздуха в процессе сушки

21 Каково назначение выпарных аппаратов 22 В каких случаях целесообразно применение многокорпус-

ных выпарных установок 23 Нарисуйте схему однокорпусного аппарата и напишите

уравнение его теплового баланса 24 Когда нужно применять вакуум-выпаривание 25 Кривые фазовые равновесия бинарных жидких смесей и их

значение при расчете ректификационных колонн 26 Нарисуйте схему непрерывно действующей ректификаци-

онной колонны 27 Нарисуйте схему аппарата для экстрагирования при обыч-

ной температуре 28 Нарисуйте схему аппарата с регенерацией растворителей

29 Укажите случаи применения абсорбции и адсорбции и совместное их использование при разделении одно-родной смеси

30 Какие хладоносители применяются в холодильной тех-нике для получения умеренного холода

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 ЗАДАЧА1

Рассчитать циклон для выделения частиц сухого мате-риала из воздуха выходящего из распылительной сушил-ки по следующим данным

Расход воздуха ndash G кгс Температура воздуха ndash t 0С Наименьший диаметр час-тицndash d м Отношение ndash∆ΡρГ Требуется Определить условную ско-рость газа в цилиндрической части циклона ndashωц Гидравлическое сопротив-ление циклона ndash ∆Рн нм2 Диаметр циклона ndash D м Параметры циклона ndash H h1 h2 h3 h4 D1 b м

Таблица исходных данных

По последней цифре шифра

Величины

Размернос-ть 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Расход воздуха G кгс 05 07 06 066 058 075 064 08 083 072

Наимень-ший диа-метр час-тиц dmiddot10-6

м 80 80 80 100 100 100 90 90 90 100

Отноше-ние ∆ΡρГ

Нsdotмкг

720 740 730 700 710 750 740 720 730 750

Темпера-тура воз-духа t

0С 100 120 110 100 120 110 100 100 110 120

Методические указания к решению задачи 1

Перед решением задачи необходимо проработать теорети-

ческий материал по процессам разделения неоднородных сис-тем конструкции материалов и их расчетам [1 2 3]

Диаметр циклона определяется по формуле

Ц

VDωsdot

=7850

или Ц

GDωρ sdotsdot

=Γ 7850

где V ndash расход воздуха м3с

ρг ndash плотность воздуха кгм3 ωЦ ndash условная скорость воздуха мс

Условная скорость воздуха в цилиндрической части цикло-на определяется из уравнения

2

2Цω

ξρ

=∆Ρ

Γ

откуда ξ

ρω

2sdot∆Ρ

= ΓЦ

где ∆Ρ - гидравлическое сопротивление (в Па) ξ ndash коэффициент сопротивления циклона

Плотность воздуха определяется

tТТ

г +sdot=

0

02931ρ где Т0=2730 К

После подстановки найденных величин WH и ρГ опре-деляем диаметр циклона D выбрав тип циклона по табл1 определяем параметры циклона Циклон (ЦН-24) - предназначен для улавливания крупной

пыли (ЦН-15) ndash обеспечивает хорошую степень улавли-

вания при небольшом гидравлическом сопротивлении

(ЦН-11) ndash рекомендуется в качестве унифициро-ванного пылеуловителя

Гидравлическое сопротивление циклона (нм2 или мвод ст) определяем из уравнения

2

2Цωρ

ξsdot

=∆Ρ Γ

Основные размеры циклонов даны в таблице 1 Таблица 1

Тип циклона

Характеристика циклона

Раз-мернос-ть

ЦН-24 ЦН-15 ЦН-11

Диаметр выходной трубы D1

м 06D 06D 06D

Ширина входного патрубка b м 026D 026D 026D

Высота входного патрубка h1

м 111D 066D 048D

Высота выходной трубы h2 м 17D 176D 18D Высота цилиндрической части h3

м 211D 226D 208D

Высота конической части h4 м 175D 2D 2D Общая высота циклона H м 426D 456D 438D Коэффициент сопротивле-ния ξ 60 160 250

Задача 2 Рассчитать кожухотрубный нагреватель воды по следую-

щим данным Количество нагреваемой воды ndashG кгс Начальная температура воды ndash tН 0С Конечная температура воды ndash tК 0С Давление греющего пара ndash P Па Коэффициент теплопередачи ndash K Втм2 0К Потери тепла в окружающую среду поверхностью нагрева ndash Qп Вт Длина одной трубки аппарата ndash L м Диаметр трубки (наружный) ndash d м Движение пара и воды ndash противоток Требуется 1 Рассчитать поверхность нагрева аппарата ndash F м2 2 Определить количество нагревательных трубок в аппарате ndash n шт 3 Определить расход греющего пара ndashD кгс 4 Начертить схему аппарата с указанием подачи пара и воды

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

G кгс 14 222 166 11 19 25 27 222 14 25 tК

0С 70 80 75 75 80 70 80 70 90 85 tН 0С 22 25 20 21 23 24 22 20 25 25 Ρ10-5 Па 20 50 40 30 60 50 60 40 30 50 К Втм2middot0К 800 750 900 700 850 900 1000 850 700 900 Qпот 2 4 3 2 4 5 5 5 2 4 L м 20 30 25 20 25 35 35 30 20 30 dmiddot10-3 м 25 38 25 20 38 54 54 38 25 54

Методические указания к решению задачи 2 Перед решением задачи необходимо изучить разделы

учебника по основам теплообмена в пищевой аппаратуре кон-струкциям теплообменных аппаратов и их расчетам [23] Для

расчета поверхности нагрева аппарата можно воспользо-ваться уравнением теплопередачи Qполн=KF∆tср

Тепло полученное водой от пара равно Q=Gmiddotc(tK ndash tH)

где G ndash количество нагреваемой воды ndash надо взять в кгс а удельную теплоемкость laquoсraquo необходимо выбрать по таблице физических свойств воды (см приложение 1) в зависимости от средней температуры в нагревателе

Температурный напор определяется tср=( ∆tб+ ∆tм)2 При ∆tб ∆tмlt2 ∆tб= tρ- tн ∆tм= tρ- tк ∆tб ∆tм ndash разность температур воды в начале и конце на-

гревания tρ ndash температура насыщенного водяного пара определя-

ется по его давлению (см приложение 2) ∆tср=( ∆tб- ∆tм)ln ∆tб∆tм) при ∆tб∆tмge2 Полный расход тепла на нагревание воды определяется

Qполн=Q+Qп=(102-105)middotQ Поверхность нагрева определяется по формуле

F=QполнКmiddot ∆tср Количество трубок в нагревателе определяется

N=Ffтр где fтр ndash поверхность одной трубки равная

fтр =πmiddotdmiddotL Расход греющего пара определяется по формуле

iiQ

D пара

minus=

где Qпара=Qпол i - энтальпия пара кДжкг i - энтальпия конденсата жидкости кДжкг Энтальпия пара и энтальпия кондесата жидкости выбира-ется по таблице (приложение 2) насыщенного водяного пара в зависимости от его давления

Задача 3 W

Dконц

Gk Рассчитать однокорпусной выпарной аппарат по следующим данным количество свежего раствора поступающего на вы-паривание ndash GН кг с начальная концентрация сухих веществ свежего раствора ndashвН конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора ndashвК температура свежего раствора ndash tН

0С давление вторичного пара в аппарате ndashРВТ Па теплоемкость свежего раствора ndash СР давление греющего пара ndashРгп Па

коэффициент теплопередачи ndashК Вт(м20К) температурные потери - ∆ 0С Требуется определить 1 Количество выпариваемой воды ndash W кгс 2 Расход греющего пара ndashD кгс 3 Полезную разность температур ndash ∆tпол С 4 Поверхность нагрева аппарата ndashF м

Таблицы исходных данных

Варианты по последней цифре шифра

Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GН кгс 27 22 26 16 20 236 138 18 194 25 вН 70 60 70 50 50 70 50 60 60 70 вК 30 32 32 30 28 30 28 32 30 30 tН 0С 16 17 18 19 20 15 16 14 16 18

Ρвт middot10-5 Па 03 04 06 045 03 05 04 025 06 05 Ср КДжкг0С 406 41 406 415 415 406 415 41 41 406

К Втм2

0К 1120 1270 1200 970 1150 1200 1050 1080 1000 1100

Ρгпmiddot10-5 Па 20 22 35 43 50 34 42 39 45 34

∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55 ∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55

Методические указания к решению задачи 3 Перед решением задачи необходимо изучить теорию

выпаривания работу выпарных аппаратов и методы рас-чета выпарных установок [123]

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кгс) из раствора определится из уравнения

W=GH(1-внвк) Расход греющего пара (кгс) определяется из уравне-

ния теплового баланса

iitCiWttCG

iiQD Кw

primeprimeminusprimeminus+minusminus

=primeprimeminusprime

= ΡΗΚΡΗ )]()()[051021(

где 102divide105 ndash коэффициент учитывающий потери тепла tк ndashтемпература кипения раствора определяется по давле-

нию Рвт по приложению 2 i - энтальпия греющего пара кДжкг i - энтальпия конденсатора жидкости кДжкг iW ndash энтальпия вторичного пара кДжкг Величины i i берутся из приложения 2 насыщенного во-

дяного пара при соответствующем давлении Ргп а iw энталь-пия вторичного пара по давлению вторичного пара Рвт

Полезная разность температур определяется из уравнения ∆tпод =tп - tкип р-ра ndash ∆

где tп - температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении)

Поверхность нагрева (м) аппарата определится из основ-ного уравнения теплопередачи

полtKQF∆

=

где Q=(102divide105)[GHCP(tк ndash tн)+W(iw ndash CР tк)]

Контрольная работа 2 Задача1

Рассчитать непрерывно действующую сушилку рабо-

тающую по нормальному сушильному процессу при следую-щих данных

производительность сушилки по влажному материалу ndash Gв кгс начальная влажность материала ndash ωн конечная влажность материала ndash ωк

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 5: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

29 Укажите случаи применения абсорбции и адсорбции и совместное их использование при разделении одно-родной смеси

30 Какие хладоносители применяются в холодильной тех-нике для получения умеренного холода

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 ЗАДАЧА1

Рассчитать циклон для выделения частиц сухого мате-риала из воздуха выходящего из распылительной сушил-ки по следующим данным

Расход воздуха ndash G кгс Температура воздуха ndash t 0С Наименьший диаметр час-тицndash d м Отношение ndash∆ΡρГ Требуется Определить условную ско-рость газа в цилиндрической части циклона ndashωц Гидравлическое сопротив-ление циклона ndash ∆Рн нм2 Диаметр циклона ndash D м Параметры циклона ndash H h1 h2 h3 h4 D1 b м

Таблица исходных данных

По последней цифре шифра

Величины

Размернос-ть 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Расход воздуха G кгс 05 07 06 066 058 075 064 08 083 072

Наимень-ший диа-метр час-тиц dmiddot10-6

м 80 80 80 100 100 100 90 90 90 100

Отноше-ние ∆ΡρГ

Нsdotмкг

720 740 730 700 710 750 740 720 730 750

Темпера-тура воз-духа t

0С 100 120 110 100 120 110 100 100 110 120

Методические указания к решению задачи 1

Перед решением задачи необходимо проработать теорети-

ческий материал по процессам разделения неоднородных сис-тем конструкции материалов и их расчетам [1 2 3]

Диаметр циклона определяется по формуле

Ц

VDωsdot

=7850

или Ц

GDωρ sdotsdot

=Γ 7850

где V ndash расход воздуха м3с

ρг ndash плотность воздуха кгм3 ωЦ ndash условная скорость воздуха мс

Условная скорость воздуха в цилиндрической части цикло-на определяется из уравнения

2

2Цω

ξρ

=∆Ρ

Γ

откуда ξ

ρω

2sdot∆Ρ

= ΓЦ

где ∆Ρ - гидравлическое сопротивление (в Па) ξ ndash коэффициент сопротивления циклона

Плотность воздуха определяется

tТТ

г +sdot=

0

02931ρ где Т0=2730 К

После подстановки найденных величин WH и ρГ опре-деляем диаметр циклона D выбрав тип циклона по табл1 определяем параметры циклона Циклон (ЦН-24) - предназначен для улавливания крупной

пыли (ЦН-15) ndash обеспечивает хорошую степень улавли-

вания при небольшом гидравлическом сопротивлении

(ЦН-11) ndash рекомендуется в качестве унифициро-ванного пылеуловителя

Гидравлическое сопротивление циклона (нм2 или мвод ст) определяем из уравнения

2

2Цωρ

ξsdot

=∆Ρ Γ

Основные размеры циклонов даны в таблице 1 Таблица 1

Тип циклона

Характеристика циклона

Раз-мернос-ть

ЦН-24 ЦН-15 ЦН-11

Диаметр выходной трубы D1

м 06D 06D 06D

Ширина входного патрубка b м 026D 026D 026D

Высота входного патрубка h1

м 111D 066D 048D

Высота выходной трубы h2 м 17D 176D 18D Высота цилиндрической части h3

м 211D 226D 208D

Высота конической части h4 м 175D 2D 2D Общая высота циклона H м 426D 456D 438D Коэффициент сопротивле-ния ξ 60 160 250

Задача 2 Рассчитать кожухотрубный нагреватель воды по следую-

щим данным Количество нагреваемой воды ndashG кгс Начальная температура воды ndash tН 0С Конечная температура воды ndash tК 0С Давление греющего пара ndash P Па Коэффициент теплопередачи ndash K Втм2 0К Потери тепла в окружающую среду поверхностью нагрева ndash Qп Вт Длина одной трубки аппарата ndash L м Диаметр трубки (наружный) ndash d м Движение пара и воды ndash противоток Требуется 1 Рассчитать поверхность нагрева аппарата ndash F м2 2 Определить количество нагревательных трубок в аппарате ndash n шт 3 Определить расход греющего пара ndashD кгс 4 Начертить схему аппарата с указанием подачи пара и воды

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

G кгс 14 222 166 11 19 25 27 222 14 25 tК

0С 70 80 75 75 80 70 80 70 90 85 tН 0С 22 25 20 21 23 24 22 20 25 25 Ρ10-5 Па 20 50 40 30 60 50 60 40 30 50 К Втм2middot0К 800 750 900 700 850 900 1000 850 700 900 Qпот 2 4 3 2 4 5 5 5 2 4 L м 20 30 25 20 25 35 35 30 20 30 dmiddot10-3 м 25 38 25 20 38 54 54 38 25 54

Методические указания к решению задачи 2 Перед решением задачи необходимо изучить разделы

учебника по основам теплообмена в пищевой аппаратуре кон-струкциям теплообменных аппаратов и их расчетам [23] Для

расчета поверхности нагрева аппарата можно воспользо-ваться уравнением теплопередачи Qполн=KF∆tср

Тепло полученное водой от пара равно Q=Gmiddotc(tK ndash tH)

где G ndash количество нагреваемой воды ndash надо взять в кгс а удельную теплоемкость laquoсraquo необходимо выбрать по таблице физических свойств воды (см приложение 1) в зависимости от средней температуры в нагревателе

Температурный напор определяется tср=( ∆tб+ ∆tм)2 При ∆tб ∆tмlt2 ∆tб= tρ- tн ∆tм= tρ- tк ∆tб ∆tм ndash разность температур воды в начале и конце на-

гревания tρ ndash температура насыщенного водяного пара определя-

ется по его давлению (см приложение 2) ∆tср=( ∆tб- ∆tм)ln ∆tб∆tм) при ∆tб∆tмge2 Полный расход тепла на нагревание воды определяется

Qполн=Q+Qп=(102-105)middotQ Поверхность нагрева определяется по формуле

F=QполнКmiddot ∆tср Количество трубок в нагревателе определяется

N=Ffтр где fтр ndash поверхность одной трубки равная

fтр =πmiddotdmiddotL Расход греющего пара определяется по формуле

iiQ

D пара

minus=

где Qпара=Qпол i - энтальпия пара кДжкг i - энтальпия конденсата жидкости кДжкг Энтальпия пара и энтальпия кондесата жидкости выбира-ется по таблице (приложение 2) насыщенного водяного пара в зависимости от его давления

Задача 3 W

Dконц

Gk Рассчитать однокорпусной выпарной аппарат по следующим данным количество свежего раствора поступающего на вы-паривание ndash GН кг с начальная концентрация сухих веществ свежего раствора ndashвН конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора ndashвК температура свежего раствора ndash tН

0С давление вторичного пара в аппарате ndashРВТ Па теплоемкость свежего раствора ndash СР давление греющего пара ndashРгп Па

коэффициент теплопередачи ndashК Вт(м20К) температурные потери - ∆ 0С Требуется определить 1 Количество выпариваемой воды ndash W кгс 2 Расход греющего пара ndashD кгс 3 Полезную разность температур ndash ∆tпол С 4 Поверхность нагрева аппарата ndashF м

Таблицы исходных данных

Варианты по последней цифре шифра

Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GН кгс 27 22 26 16 20 236 138 18 194 25 вН 70 60 70 50 50 70 50 60 60 70 вК 30 32 32 30 28 30 28 32 30 30 tН 0С 16 17 18 19 20 15 16 14 16 18

Ρвт middot10-5 Па 03 04 06 045 03 05 04 025 06 05 Ср КДжкг0С 406 41 406 415 415 406 415 41 41 406

К Втм2

0К 1120 1270 1200 970 1150 1200 1050 1080 1000 1100

Ρгпmiddot10-5 Па 20 22 35 43 50 34 42 39 45 34

∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55 ∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55

Методические указания к решению задачи 3 Перед решением задачи необходимо изучить теорию

выпаривания работу выпарных аппаратов и методы рас-чета выпарных установок [123]

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кгс) из раствора определится из уравнения

W=GH(1-внвк) Расход греющего пара (кгс) определяется из уравне-

ния теплового баланса

iitCiWttCG

iiQD Кw

primeprimeminusprimeminus+minusminus

=primeprimeminusprime

= ΡΗΚΡΗ )]()()[051021(

где 102divide105 ndash коэффициент учитывающий потери тепла tк ndashтемпература кипения раствора определяется по давле-

нию Рвт по приложению 2 i - энтальпия греющего пара кДжкг i - энтальпия конденсатора жидкости кДжкг iW ndash энтальпия вторичного пара кДжкг Величины i i берутся из приложения 2 насыщенного во-

дяного пара при соответствующем давлении Ргп а iw энталь-пия вторичного пара по давлению вторичного пара Рвт

Полезная разность температур определяется из уравнения ∆tпод =tп - tкип р-ра ndash ∆

где tп - температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении)

Поверхность нагрева (м) аппарата определится из основ-ного уравнения теплопередачи

полtKQF∆

=

где Q=(102divide105)[GHCP(tк ndash tн)+W(iw ndash CР tк)]

Контрольная работа 2 Задача1

Рассчитать непрерывно действующую сушилку рабо-

тающую по нормальному сушильному процессу при следую-щих данных

производительность сушилки по влажному материалу ndash Gв кгс начальная влажность материала ndash ωн конечная влажность материала ndash ωк

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 6: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

tТТ

г +sdot=

0

02931ρ где Т0=2730 К

После подстановки найденных величин WH и ρГ опре-деляем диаметр циклона D выбрав тип циклона по табл1 определяем параметры циклона Циклон (ЦН-24) - предназначен для улавливания крупной

пыли (ЦН-15) ndash обеспечивает хорошую степень улавли-

вания при небольшом гидравлическом сопротивлении

(ЦН-11) ndash рекомендуется в качестве унифициро-ванного пылеуловителя

Гидравлическое сопротивление циклона (нм2 или мвод ст) определяем из уравнения

2

2Цωρ

ξsdot

=∆Ρ Γ

Основные размеры циклонов даны в таблице 1 Таблица 1

Тип циклона

Характеристика циклона

Раз-мернос-ть

ЦН-24 ЦН-15 ЦН-11

Диаметр выходной трубы D1

м 06D 06D 06D

Ширина входного патрубка b м 026D 026D 026D

Высота входного патрубка h1

м 111D 066D 048D

Высота выходной трубы h2 м 17D 176D 18D Высота цилиндрической части h3

м 211D 226D 208D

Высота конической части h4 м 175D 2D 2D Общая высота циклона H м 426D 456D 438D Коэффициент сопротивле-ния ξ 60 160 250

Задача 2 Рассчитать кожухотрубный нагреватель воды по следую-

щим данным Количество нагреваемой воды ndashG кгс Начальная температура воды ndash tН 0С Конечная температура воды ndash tК 0С Давление греющего пара ndash P Па Коэффициент теплопередачи ndash K Втм2 0К Потери тепла в окружающую среду поверхностью нагрева ndash Qп Вт Длина одной трубки аппарата ndash L м Диаметр трубки (наружный) ndash d м Движение пара и воды ndash противоток Требуется 1 Рассчитать поверхность нагрева аппарата ndash F м2 2 Определить количество нагревательных трубок в аппарате ndash n шт 3 Определить расход греющего пара ndashD кгс 4 Начертить схему аппарата с указанием подачи пара и воды

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

G кгс 14 222 166 11 19 25 27 222 14 25 tК

0С 70 80 75 75 80 70 80 70 90 85 tН 0С 22 25 20 21 23 24 22 20 25 25 Ρ10-5 Па 20 50 40 30 60 50 60 40 30 50 К Втм2middot0К 800 750 900 700 850 900 1000 850 700 900 Qпот 2 4 3 2 4 5 5 5 2 4 L м 20 30 25 20 25 35 35 30 20 30 dmiddot10-3 м 25 38 25 20 38 54 54 38 25 54

Методические указания к решению задачи 2 Перед решением задачи необходимо изучить разделы

учебника по основам теплообмена в пищевой аппаратуре кон-струкциям теплообменных аппаратов и их расчетам [23] Для

расчета поверхности нагрева аппарата можно воспользо-ваться уравнением теплопередачи Qполн=KF∆tср

Тепло полученное водой от пара равно Q=Gmiddotc(tK ndash tH)

где G ndash количество нагреваемой воды ndash надо взять в кгс а удельную теплоемкость laquoсraquo необходимо выбрать по таблице физических свойств воды (см приложение 1) в зависимости от средней температуры в нагревателе

Температурный напор определяется tср=( ∆tб+ ∆tм)2 При ∆tб ∆tмlt2 ∆tб= tρ- tн ∆tм= tρ- tк ∆tб ∆tм ndash разность температур воды в начале и конце на-

гревания tρ ndash температура насыщенного водяного пара определя-

ется по его давлению (см приложение 2) ∆tср=( ∆tб- ∆tм)ln ∆tб∆tм) при ∆tб∆tмge2 Полный расход тепла на нагревание воды определяется

Qполн=Q+Qп=(102-105)middotQ Поверхность нагрева определяется по формуле

F=QполнКmiddot ∆tср Количество трубок в нагревателе определяется

N=Ffтр где fтр ndash поверхность одной трубки равная

fтр =πmiddotdmiddotL Расход греющего пара определяется по формуле

iiQ

D пара

minus=

где Qпара=Qпол i - энтальпия пара кДжкг i - энтальпия конденсата жидкости кДжкг Энтальпия пара и энтальпия кондесата жидкости выбира-ется по таблице (приложение 2) насыщенного водяного пара в зависимости от его давления

Задача 3 W

Dконц

Gk Рассчитать однокорпусной выпарной аппарат по следующим данным количество свежего раствора поступающего на вы-паривание ndash GН кг с начальная концентрация сухих веществ свежего раствора ndashвН конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора ndashвК температура свежего раствора ndash tН

0С давление вторичного пара в аппарате ndashРВТ Па теплоемкость свежего раствора ndash СР давление греющего пара ndashРгп Па

коэффициент теплопередачи ndashК Вт(м20К) температурные потери - ∆ 0С Требуется определить 1 Количество выпариваемой воды ndash W кгс 2 Расход греющего пара ndashD кгс 3 Полезную разность температур ndash ∆tпол С 4 Поверхность нагрева аппарата ndashF м

Таблицы исходных данных

Варианты по последней цифре шифра

Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GН кгс 27 22 26 16 20 236 138 18 194 25 вН 70 60 70 50 50 70 50 60 60 70 вК 30 32 32 30 28 30 28 32 30 30 tН 0С 16 17 18 19 20 15 16 14 16 18

Ρвт middot10-5 Па 03 04 06 045 03 05 04 025 06 05 Ср КДжкг0С 406 41 406 415 415 406 415 41 41 406

К Втм2

0К 1120 1270 1200 970 1150 1200 1050 1080 1000 1100

Ρгпmiddot10-5 Па 20 22 35 43 50 34 42 39 45 34

∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55 ∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55

Методические указания к решению задачи 3 Перед решением задачи необходимо изучить теорию

выпаривания работу выпарных аппаратов и методы рас-чета выпарных установок [123]

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кгс) из раствора определится из уравнения

W=GH(1-внвк) Расход греющего пара (кгс) определяется из уравне-

ния теплового баланса

iitCiWttCG

iiQD Кw

primeprimeminusprimeminus+minusminus

=primeprimeminusprime

= ΡΗΚΡΗ )]()()[051021(

где 102divide105 ndash коэффициент учитывающий потери тепла tк ndashтемпература кипения раствора определяется по давле-

нию Рвт по приложению 2 i - энтальпия греющего пара кДжкг i - энтальпия конденсатора жидкости кДжкг iW ndash энтальпия вторичного пара кДжкг Величины i i берутся из приложения 2 насыщенного во-

дяного пара при соответствующем давлении Ргп а iw энталь-пия вторичного пара по давлению вторичного пара Рвт

Полезная разность температур определяется из уравнения ∆tпод =tп - tкип р-ра ndash ∆

где tп - температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении)

Поверхность нагрева (м) аппарата определится из основ-ного уравнения теплопередачи

полtKQF∆

=

где Q=(102divide105)[GHCP(tк ndash tн)+W(iw ndash CР tк)]

Контрольная работа 2 Задача1

Рассчитать непрерывно действующую сушилку рабо-

тающую по нормальному сушильному процессу при следую-щих данных

производительность сушилки по влажному материалу ndash Gв кгс начальная влажность материала ndash ωн конечная влажность материала ndash ωк

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 7: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

расчета поверхности нагрева аппарата можно воспользо-ваться уравнением теплопередачи Qполн=KF∆tср

Тепло полученное водой от пара равно Q=Gmiddotc(tK ndash tH)

где G ndash количество нагреваемой воды ndash надо взять в кгс а удельную теплоемкость laquoсraquo необходимо выбрать по таблице физических свойств воды (см приложение 1) в зависимости от средней температуры в нагревателе

Температурный напор определяется tср=( ∆tб+ ∆tм)2 При ∆tб ∆tмlt2 ∆tб= tρ- tн ∆tм= tρ- tк ∆tб ∆tм ndash разность температур воды в начале и конце на-

гревания tρ ndash температура насыщенного водяного пара определя-

ется по его давлению (см приложение 2) ∆tср=( ∆tб- ∆tм)ln ∆tб∆tм) при ∆tб∆tмge2 Полный расход тепла на нагревание воды определяется

Qполн=Q+Qп=(102-105)middotQ Поверхность нагрева определяется по формуле

F=QполнКmiddot ∆tср Количество трубок в нагревателе определяется

N=Ffтр где fтр ndash поверхность одной трубки равная

fтр =πmiddotdmiddotL Расход греющего пара определяется по формуле

iiQ

D пара

minus=

где Qпара=Qпол i - энтальпия пара кДжкг i - энтальпия конденсата жидкости кДжкг Энтальпия пара и энтальпия кондесата жидкости выбира-ется по таблице (приложение 2) насыщенного водяного пара в зависимости от его давления

Задача 3 W

Dконц

Gk Рассчитать однокорпусной выпарной аппарат по следующим данным количество свежего раствора поступающего на вы-паривание ndash GН кг с начальная концентрация сухих веществ свежего раствора ndashвН конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора ndashвК температура свежего раствора ndash tН

0С давление вторичного пара в аппарате ndashРВТ Па теплоемкость свежего раствора ndash СР давление греющего пара ndashРгп Па

коэффициент теплопередачи ndashК Вт(м20К) температурные потери - ∆ 0С Требуется определить 1 Количество выпариваемой воды ndash W кгс 2 Расход греющего пара ndashD кгс 3 Полезную разность температур ndash ∆tпол С 4 Поверхность нагрева аппарата ndashF м

Таблицы исходных данных

Варианты по последней цифре шифра

Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GН кгс 27 22 26 16 20 236 138 18 194 25 вН 70 60 70 50 50 70 50 60 60 70 вК 30 32 32 30 28 30 28 32 30 30 tН 0С 16 17 18 19 20 15 16 14 16 18

Ρвт middot10-5 Па 03 04 06 045 03 05 04 025 06 05 Ср КДжкг0С 406 41 406 415 415 406 415 41 41 406

К Втм2

0К 1120 1270 1200 970 1150 1200 1050 1080 1000 1100

Ρгпmiddot10-5 Па 20 22 35 43 50 34 42 39 45 34

∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55 ∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55

Методические указания к решению задачи 3 Перед решением задачи необходимо изучить теорию

выпаривания работу выпарных аппаратов и методы рас-чета выпарных установок [123]

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кгс) из раствора определится из уравнения

W=GH(1-внвк) Расход греющего пара (кгс) определяется из уравне-

ния теплового баланса

iitCiWttCG

iiQD Кw

primeprimeminusprimeminus+minusminus

=primeprimeminusprime

= ΡΗΚΡΗ )]()()[051021(

где 102divide105 ndash коэффициент учитывающий потери тепла tк ndashтемпература кипения раствора определяется по давле-

нию Рвт по приложению 2 i - энтальпия греющего пара кДжкг i - энтальпия конденсатора жидкости кДжкг iW ndash энтальпия вторичного пара кДжкг Величины i i берутся из приложения 2 насыщенного во-

дяного пара при соответствующем давлении Ргп а iw энталь-пия вторичного пара по давлению вторичного пара Рвт

Полезная разность температур определяется из уравнения ∆tпод =tп - tкип р-ра ndash ∆

где tп - температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении)

Поверхность нагрева (м) аппарата определится из основ-ного уравнения теплопередачи

полtKQF∆

=

где Q=(102divide105)[GHCP(tк ndash tн)+W(iw ndash CР tк)]

Контрольная работа 2 Задача1

Рассчитать непрерывно действующую сушилку рабо-

тающую по нормальному сушильному процессу при следую-щих данных

производительность сушилки по влажному материалу ndash Gв кгс начальная влажность материала ndash ωн конечная влажность материала ndash ωк

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 8: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

коэффициент теплопередачи ndashК Вт(м20К) температурные потери - ∆ 0С Требуется определить 1 Количество выпариваемой воды ndash W кгс 2 Расход греющего пара ndashD кгс 3 Полезную разность температур ndash ∆tпол С 4 Поверхность нагрева аппарата ndashF м

Таблицы исходных данных

Варианты по последней цифре шифра

Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GН кгс 27 22 26 16 20 236 138 18 194 25 вН 70 60 70 50 50 70 50 60 60 70 вК 30 32 32 30 28 30 28 32 30 30 tН 0С 16 17 18 19 20 15 16 14 16 18

Ρвт middot10-5 Па 03 04 06 045 03 05 04 025 06 05 Ср КДжкг0С 406 41 406 415 415 406 415 41 41 406

К Втм2

0К 1120 1270 1200 970 1150 1200 1050 1080 1000 1100

Ρгпmiddot10-5 Па 20 22 35 43 50 34 42 39 45 34

∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55 ∆ 0С 3 4 5 6 35 45 5 45 38 55

Методические указания к решению задачи 3 Перед решением задачи необходимо изучить теорию

выпаривания работу выпарных аппаратов и методы рас-чета выпарных установок [123]

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кгс) из раствора определится из уравнения

W=GH(1-внвк) Расход греющего пара (кгс) определяется из уравне-

ния теплового баланса

iitCiWttCG

iiQD Кw

primeprimeminusprimeminus+minusminus

=primeprimeminusprime

= ΡΗΚΡΗ )]()()[051021(

где 102divide105 ndash коэффициент учитывающий потери тепла tк ndashтемпература кипения раствора определяется по давле-

нию Рвт по приложению 2 i - энтальпия греющего пара кДжкг i - энтальпия конденсатора жидкости кДжкг iW ndash энтальпия вторичного пара кДжкг Величины i i берутся из приложения 2 насыщенного во-

дяного пара при соответствующем давлении Ргп а iw энталь-пия вторичного пара по давлению вторичного пара Рвт

Полезная разность температур определяется из уравнения ∆tпод =tп - tкип р-ра ndash ∆

где tп - температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении)

Поверхность нагрева (м) аппарата определится из основ-ного уравнения теплопередачи

полtKQF∆

=

где Q=(102divide105)[GHCP(tк ndash tн)+W(iw ndash CР tк)]

Контрольная работа 2 Задача1

Рассчитать непрерывно действующую сушилку рабо-

тающую по нормальному сушильному процессу при следую-щих данных

производительность сушилки по влажному материалу ndash Gв кгс начальная влажность материала ndash ωн конечная влажность материала ndash ωк

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 9: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

теплоемкость высушенного материала ndash Cм кДжкг0С

масса транспортного устройства ndash Gтр кг теплоемкость транспортного устройства - Cтр кДжкг

0С температура материала на входе в сушилку ndash θ1 0С относительная влажность воздуха на входе в калорифер ndash φ0 0С температура материала на выходе из сушилки - θ2 0С температура воздуха на выходе из калорифера ndash t1

0С температура транспортного устройства на входе в сушилку - t1

тр

0С температура транспортного устройства на выходе из сушилки ndash t2

тр 0С

тепловые потери в окружающую среду от суммы всех остальных слагаемых теплового баланса ndash qпот температура наружного воздуха ndash t0 0С Воздух в сушильной камере не подогревается Требуется 1 Определить расход воздуха ndash L кгч 2 Расход тепла ndash Q кДжч 3 Расход греющего пара ndashD кгч 4 Построить графики процессов в I ndash Х диаграмме для

теоретической и действительной сушилок

Методические указания к решению задачи Перед решением задачи необходимо изучить теорети-

ческий материал касающийся процесса сушки [123]

Таблица исходных данных

Варианты по последней цифре шифра Вели-чины

Размер-ность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 027 083 069 11 041 097 138 125 055 083

ωн 30 34 31 33 35 32 30 34 31 30 ωК 10 11 9 10 11 10 9 10 10 11 См кДжкг0С 214 225 218 222 237 220 214 225 218 214 Gтр кгс 019 02 018 015 017 016 019 02 017 016 Стр кДжкг0С 157 16 155 165 162 168 159 15 154 16 t1тр 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19

t2тр 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 55

qпот 10 12 11 14 10 12 15 13 10 12 θ1 0С 20 18 22 19 21 23 20 21 20 19 θ2 0С 60 55 57 58 50 60 56 50 60 54 φ0 68 60 65 69 57 65 70 58 55 60 t1 0С 100 110 90 95 105 120 105 100 110 95 t0 0С 20 22 18 20 19 21 20 18 22 21

Количество испаренной в сушилке влаги (кгч) определя-

ется

Κ

ΚΗΗ minus

minussdot=

ωωω

100GW

По диаграмма I-Х (см приложение 6) находят теплосо-держание I (кДжкг) и влагосодержание Х (кгкг) воздуха до и после сушки а также I0 и Х0 наружного воздуха при входе в калорифер При этом следует иметь в виду что t2=θ2 Удель-ный расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги по форму-ле при теоретической сушке

02

1

ххl

minusΙ

= (кгсух воздкгисп влаги)

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги для теоретической сушилки определяется по формуле

qkал= ι (I1-I0) Производительность сушилки по высушенному материалу

(кгс) Gk=GH-W

В действительной сушилке расходуется на а) подогрев материала (кДжкг)

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 10: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

WCG

q)( 12 θθ minussdot

= ΜΜΜ

б) подогрев транспортного устройства (кДжкг)

WttCG

q)(тртр

тр

ΤΡΗ

ΤΡΚ minussdot

=

Тепло вносимое с влагой материала (кДжкг) qw=Cwθ1

где Cw=419middot103 ndash теплоемкость воды ДжкгС По заданному условию определяются тепловые потери

(кДжкг) в окружающую среду

100)( пот

wтрмкалпотqqqqqq sdotminus++=prime

Поправка на действительный сушильный процесс оп-ределяется по формуле

)( трмпот qqqqw ++primeminus=∆ Зная величину ∆ из уравнения ∆=l(I-I1) определяем

теплосодержание воздуха при действительной сушке

l∆

plusmnΙ=Ι 1 или I=I1plusmn∆(х2 -х0)

Для построения рабочей линии реальной сушки на диаграмме I ndash Х необходимо знать (х и I ) минимум двух точек Координаты одной точки известны х1 и I1 Для на-хождения координат второй точки зададимся произволь-ным значением х и определяем соответствующее значение I

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1=х0 х1 и I1 проводим линию сушки до пересечения с за-данным конечным параметром t2 В точке пересечения ли-ний сушки с изотермой t2 находим параметры отработан-ного сушильного агента х2 и I2

Общий расход воздуха на сушку (кг сух возд lс) оп-ределяется по формуле

L=lmiddotW Общий расход тепла на сушку (кДжс кВт) определяется

по формуле Q=L(I2-I0)

Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера ∆t=100С

Тогда температура греющего пара будет равна tгр пара=t1+∆t

Расход греющего пара D=Qr0 где r0=tгр пара

Задача 2

Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения паров SO2 из воздуха водой по следующим данным количество воздуха с SO2 - G кгс содержание паров SO2 - ун (мас) температура воздуха с парами SO2 - t 0C содержание SO2 в соде на выходе - хк (мас) степень извлечения паров SO2 из воздуха - d1 кольца Рашига размером - 25times25times3 удельная поверхность насадки - FH м2 свободный объем насадки - Vc м3 Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе

при 100С следующие Х кг SO2 кг воды 0005 001 002 003 004 005 У кг SO2 кг газа 00625 0134 0292 0481 0695 0966 Определить 1 Диаметр абсорбера 2 Общую высоту абсорбера 3 Высоту насадок 4 Построить график равновесия и рабочей линии

Таблица исходных данных

Ве- Единицы Варианты по последней цифре шифра

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 11: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

ли-чины

измере-ний 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gн кгс 044 022 033 03 025 019 044 023 02 04 уН (мас) 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 хК (мас) 25 27 22 21 23 24 26 20 23 28 Т 0С 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 d1 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Fн м2 204 204 204 204 204 204 204 204 204 204 Vс м3 074 074 074 074 074 074 074 074 074 074

Методическое указание к решению задачи 2

Перед решением задачи необходимо проработать тео-ретический материал по основам процесса расчетам аппа-ратов их конструкциям [123]

Рассчитываем относительные массовые составы со-ставы жидкости и газа на входе и выходе из него по сле-дующим формулам

у0=у(1-у) х0=х(1-х)

жидкая фаза на входе в аппарат хн=0 на выходе из аппарата хк=х0(1-х0)=[кг SO2кг воды ] газовая фаза на входе в аппарат ун=у0(1- у0)= [кг SO2кг воздуха ] на выходе из аппарата ук=(1-d1) у0=[кг SO2кг возду-

ха ] Lн Gк

Gн Lк

Аппарат для абсорбции Значения у0 х0 d1 подставлять в массовых долях Полученные данные являются координатами двух точек А(хн ун) и В(ук хк) через которые проходит рабочая линия

процесса абсорбции Количество SO2 поглощаемое водой в абсорбере

М=G(ун- ук) Расход воды на поглощение SO2

L=G(ун- ук)( хК- хн) Коэффициент молекулярной диффузии

23151ва

50

)(М1

М104350

ΒΑΓ +Ρ

+Τ=

VVD (м2с)

где Т ndash температура среды К Р- общее давление Па VA и VB ndash мольные объемы газов (SO2 и воздуха) см3моль

(448 и 299) МА и МВ ndash молекулярные массы SO2 и воздуха (64 и 28)

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 12: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

Высота насадки эквивалентная одной ступени кон-центрации

50г

241250пр108 rdh ээ Ρsdotsdot= ω

где ωпр=ω гρ - приведенная скорость газа в абсорбе-

ре мс ω ndash рабочая скорость газа мс ρг ndash плотность газа кгм3 dэ- эквивалентный диаметр насадки м

H

cэ F

Vd

4= для насадки кольца Рашига 25times25times3

Рrг ndash диффузионный критерий Прандтля

Рrг= microг (ρгmiddotDг) где microг и ρг ndash соответственно динамическая вязкость

(Паmiddotс) плотность (кгм3) газа (воздуха) 1247 кгм3 Допустим рабочая скорость газа (воздуха) в насадоч-

ной колонне 1250250

3

1602

)()1(751]ln[ жжc

жH

GA

VqFW

ρρρ

microρΓ

Γ sdotsdotminus=sdotsdot

sdotsdotsdot

где microж ndash вязкость воды МПаmiddotс А ndash опытный коэффициент (для газожидкостных ndash 022)

(для парожидкостныхndash 0125)

L и G ndash расход жидкости и газа кгс ρж ndashплотность воды -1000 кгм3 Высота абсорбционной колонны

Н=nmiddothэ+2hэ+hэ Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной ко-

лонны определяется графическим методом из диаграммы у ndash х (рис2)

Действительное число ступеней (n) n =(1315) nт

Диаметр абсорбционной колонны

ρωπ sdotsdot=

GD 4

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи

сруF

∆sdotΚΜ

где Км ndash коэффициент массопередачи (Км=1163600кгкгмс) ∆уср ndash движущая сила процесса абсорбции

срср уу

∆sdotΚΜ

=∆Μ

∆у1= ун ndash у

∆у2= ук ndash у

ЗАДАЧА 3

Определить расход дистиллята и кубового остатка дейст-вительное число тарелок к ректификационной колонне непре-рывного действия работающей под атмосферным давлением и расход тепла производительность - F кгс содержание метилового спирта в исходной смеси - Хf масс содержание метилового спирта в дистилляте - ХР масс содержание метилового спирта в кубовом остатке -Хw масс коэффициент полезного действия тарелок - η

Методи-ческие указания к решению задачи 3

Перед решением задачи необходимо проработать главу laquoПерегонка и ректификацияraquo [123] Сначала следует разо-браться в процессе простой перегонки а затем изучить теорию сложной перегонки ndash ректификации Необходимо дать схему

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 13: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

ректификационной установки непрерывного действия с пояснениями и обозначениями к ней Таблица 1

Таблица исходных данных Варианты по последней цифре шифра Величины 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Производитель-ность - F кгс

138 11 125 152 194 18 20 145 13

222

Содержание мети-лового спирта в ис-ходной смеси -ХF (мас)

50 48 46 44 52 42 54 40 50

47

Содержание мети-лового спирта в дистилляте ndashХР (мас)

90 92 94 90 92 94 90 92 94

90

Содержание мети-лового спирта в ку-бовом остатке ndash ХW (мас)

6 5 4 3 4 5 6 3 4

5

Коэффициент по-лезного действия тарелок - η

14 15 16 17 13 14 15 16 17

13

Давление греющего пара Рпmiddot105Па 25 30 35 40 45 50 25 30 35

40

Для определения расхода дистиллята и кубового ос-

татка необходимо составить уравнение материального ба-ланса

а) по потокам б) по легколетучим компонентам Из этой системы уравнений находим расход дистилля-

та и кубового остатка Число действительных тарелок оп-ределяли предварительно определив число теоретических тарелок графическим путем Для этого строится кривая равновесия смеси метиловый спирт ndash вода в координатах у

ndash х по таблице 2 Построив кривую равновесия по таблице 2 определяют по исходным данным Хf ХР Хw поднимая верти-кальную на кривую Уf Ур Уw

Определяем ff

fp

xyyx

Rminus

minus=min -минимальное флегмовое чис-

ло Определяем число ступеней N ректификационной колон-

ны β 105 135 175 235 330 625 R N 23 17 145 125 115 10 N(R+1) Подставляя значения β в формулу R = β middot Rmin определя-

ем значения R и записываем в строку Подставляя значения N в выражение N(R+1) записываем

значения в строку Число ступеней выбираем по минимальному значению

N(R+1) Действительное флегмовое число определяем R = (13hellip15) middot Rmin +03 Строим графически процесс происходящий в ректифика-

ционной колонне Для определив значение 1+R

x p на оси У от-

кладываем ее значение и обозначаем тС Данную точку С со-единяем с точкой А Затем поднимаем вертикальную линию Хf и на пересечении с линией АС находим точку Д Соединив точку Д с точкой В получим графический процесс происхо-дящий в ректификационной колонне

Материальный баланс ректификационной колонны F=P+W

FmiddotXF=PmiddotXP+WmiddotXW P=( PmiddotXP+WmiddotXW) XP

W=F-P где F P W ndash массовые или мольные расходы питания

дистилляции и кубового остатка кгс

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 14: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

XP ХF XW ndash содержание легколетучего (низкокипя-щего) компонента в питании дистилляте и кубовом остат-ке массовые и мольные доли

Таблица 2

Метиловый спирт - вода мол метилового спирта t0C в жидкости - Х в паре - У

964 2 134 935 4 23 912 6 304 877 10 418 817 20 579 780 30 665 753 40 729 731 50 779 712 60 825 693 70 870 675 80 915 660 90 958

Определяем W- массовый или мольный расход кубо-

вого остатка

wp

Fp

XXXXF

Wminus

minus=

)(

А затем вычисляем P = F ndash W

P Хр

Ф

F Х F

Dn

Dконц

W Хw

Аппарат для процесса ректификации

УР A

УF D C

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 15: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

В Х F X P X

Диаграмма у-х для ректификации

Уравнение рабочих линий

11 ++sdot

+= Ρ

RXX

RRу - для укрепляющей части колон-

ны

WXRfX

RfRу sdot

+minus

+sdot++

=11

1- для исчерпывающей части

колонны Уравнение теплового баланса колонны (согласно рис 1)

FmiddotCF middottF+Dmiddotjn+ФmiddotCфmiddottcp=Pmiddotip+Ōmiddoticp+WmiddotCwmiddottw+LmiddotCkmiddottk+Qпот Расход греющего пара на колонну

KK

wwP

tCitCOtCFQtCWOi

Dsdotminus

sdotsdotminussdotsdotminus+sdotsdot+sdotlowast+sdotΡ= ΡΡΡΠΟΤ cpcpi

где Ф ndash количество флегмы поступающей в колонну

кгс Ф=RmiddotP icp ip icp ndash энтальпии греющего пара при Рп паров дис-

тиллята и флегмы при Р=1 атм летучего компонента (ллк) кДжкг

CF Cф Cw Ck ndash удельная теплоемкость исходной сме-си кубового остатка флегмы и конденсата кДжкг0С

tF tф tw tk ndash температура исходной смеси кубового остат-ка флегмы и конденсата 0С

Объем паров дистиллята Vn уходящего из ректификаци-онной колонны на дефлегматор

422)1(

0TMTRP

V срn sdot

sdot+=

где Тср ndash средняя температура в колонне 0К М ndash средняя молекулярная масса перегоняемой смеси

кг М=ХРmiddotМметспирт+(1-ХР) middotМводы

Мметспирт=32 Мводы=16

Определяем 2

FPверхср

YYY

minus=

2

WPнижнср

YYY

minus=

Определив Yсрверх и Yсрнижн по таблице 2 находим tсрверх и tсрнижн

2

нижнсрверхсрср

ttt

+=

Тср= tср+273 То =2730 К ρп ndash средняя плотность паров дистиллята кгм3

CPRТ

ΤsdotsdotΜ

=Π0ρ

где М ndash средняя молекулярная масса пара концентраций УСР

R ndash универсальная газовая постоянная Дж(кмольК) равная 224

Скорость пара в ректификационных колоннах с ситчаты-ми тарелками мс

Π

=ρρж

gW 050

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 16: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

где ρж = ρсрводы + ρср метилспитр ρсрводы - определяем по tсрверх и tсрнижн по таблице

(приложение 1) Средняя плотность метилового спирта 800 кгм3 Рабочая скорость пара в насадочной ректификацион-

ной колонне определяют аналогично расчетам для абсорб-ционных колонн

Диаметр ректификационной колонны Д м

WV

Дsdot

= Π

π4

Высота ректификационной колонны Н м

Н=(n-1) middot h+2h+3h где n ndash число ступеней колонны h ndash расстояние между ступенями м (h=035hellip034 м)

Приложения Приложение 1

Физические свойства воды

(на линии насыщения)

t 0С ρ кгм3

СР кДжкгmiddotК

λmiddot102 ВтмmiddotК

νmiddot106 м2с

βmiddot104 К-1 σmiddot104 кгс2

Ρr

0 1000 423 651 179 -063 756 137 10 1000 419 575 131 +070 762 952 20 998 419 599 101 1182 727 702 30 996 418 618 081 321 712 542

40 992 418 634 066 387 697 431 50 988 418 648 0556 449 677 354 60 983 418 659 0478 511 662 298 70 978 419 668 0415 570 643 255 80 972 419 675 0365 632 626 221 90 965 419 680 0326 695 607 195

100 958 423 683 0295 75 589 175 110 951 423 685 0268 80 569 158 120 943 423 686 0244 86 549 143 130 935 427 686 0226 92 529 132 140 926 427 685 0212 97 507 123 150 917 432 684 0202 103 487 117 160 907 436 683 0191 108 466 110 170 897 440 679 0181 115 444 105 180 887 444 675 0173 122 424 101

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара

в зависимости от давления пересчет с СИ 1ат=981middot104Па

Давле-ние

(абс) ат Р

Темпе-ратура

0С t

Плотность кгм3

ρ

Эн-тальпия жидко-сти

кДжкг (i)

Эн-тальпия пара кДжкг

(i)

Теплота парообра-зования кДжкг

02 597 01283 2501 2607 2358

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 17: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

030 687 01876 2879 2620 2336 040 754 02456 3159 2632 2320 050 809 03027 3390 2642 2307 060 855 03590 3582 2650 2296 070 893 04147 3750 2657 2286 080 930 04699 3897 2663 2278 090 962 05246 4031 2668 2270 10 991 05790 4152 2677 2264 12 1042 06865 4370 2686 2249 14 1087 07931 4563 2693 2237 16 1127 0898 4731 2703 2227 18 1168 1003 4836 2709 2217 20 1196 1107 5024 2710 2208 30 1329 1618 5589 2730 2171 40 1429 2120 6011 2744 2141 50 1511 2614 6377 2754 2117 60 1581 3104 6679 2768 2095

Приложение 3

Основные физические свойства молока

t

0C ρ

кгм3 λmiddot102 ВтмmiddotК

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм2

Ρr σmiddot103 нм

1 2 3 4 5 6 7 5 10326 0486 3868 302 302 47

10 10317 0489 3870 252 200 45 15 10307 0492 3880 214 169 45 20 10287 0495 3890 182 143 43 30 10248 0500 3900 135 106 42 40 10209 0506 3910 110 85 42

50 10159 0516 3870 087 65 42 60 10111 0518 3850 072 535 42 70 10052 0524 3850 063 465 42 80 10003 0530 3850 058 42 42 90 999 0531 3850 056 407 42

100 887 0542 3850 054 384 42

Приложение 4 Основные физические свойства рассола

(концентрация=225 температура замерзания 2530К)

t

0C

ρ кгм

3

λ Втмmiddotград

c Дж(кг град)

micromiddot103 Нmiddotсекм

2

σmiddot103

нм

Ρr

1 2 3 4 5 6 7 5 117

0 056 3330 246 210 147

0 1181

054 3330 298 252 184

-5 1183

0523 3329 366 308 234

-10 1185

0505 3328 457 386 301

-15 1187

049 3322 561 473 382

-20 1188

0476 3320 685 577 475

Приложение 5

Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 18: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

t 0C ρ кгм3 Ср

Дж(кг град)

λmiddot102 ВтмК

νmiddot106 м2сек Ρr

1 2 4 6 -50 1584 1035 203 923 0728 -20 1395 1035 226 1279 0716 0 1293 1010 237 1328 0707 10 1247 1010 244 1416 0705 20 1205 1010 252 1506 0703 30 1165 1010 257 1600 0701 40 1128 1010 266 1696 0699 50 1093 1010 272 1795 0698 60 1060 1010 280 1897 0696 70 1029 1010 286 2002 0694 80 1000 1010 293 2109 0692 90 0972 1010 30 2210 0690 100 0946 1010 305 2313 0688 120 0898 1010 32 2545 0686 140 0854 1015 332 2780 0684 160 0815 1025 344 3009 0682 180 0779 1040 356 3249 0681

Приложение 6

Диаграмма для влажного воздуха

Рекомендуемая литература 1 Касаткин АГ Основные процессы и аппараты химиче-ской технологии -М Химия 1973 - 750 с

2 Павлов КФ Романков ПГ Носков АА Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов -Л Химия 1976 -552 с

3 Дытнерский ЮИ Основные процессы и аппараты хи-мической технологии Курсовое и дипломное проектиро-вание -М Машгиз 1991 -567 с

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г

Page 19: Процессы и аппараты пищевых производств. Контрольные задания и методические указания по их выполнению

Процессы и аппараты пищевых производств

Программа контрольные задания и методические

указания по их выполнению для студентов заочного обучения специальности 170600

Составители Ямпилов СС Николаев ГИ Хараев ГИ

Дринча ВМ Хантургаев АГ

Подписано в печать 2010 2004г Формат 60х84 116 Услпл 209 уч-издл 20 Печать офсетная бумага писч

Тираж 100 экз Заказ 47

Издательство ВСГТУ Г Улан-удэ ул Ключевская 40 в ВСГТУ 2004 г