Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лебедев И.В. -> "Кристаллизация из растворов в химической промышленности" -> 59

Кристаллизация из растворов в химической промышленности - Лебедев И.В.

Лебедев И.В., Эльцуфен М.И., Коган В.В. Кристаллизация из растворов в химической промышленности — М.: Химия , 1986. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): kristalizaciyaizrastvorov1968.djvu
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 123 >> Следующая

Я,1Э Я2 и Х3—коэффициенты теплопроводности указанных слоев, вт/(м • град).
Коэффициенты теплоотдачи at и а2 могут быть определены из уравнений, приводимых в справочной и специальной литературе [8, 10—12] обычно в критериальной форме:
162
Nu = A Rem Ргл
(35)
где Nu = -^------критерий Нуссельта;
Re = -^Р—критерий Рейнольдса; срц
Рг =—у -—¦ критерий Прандтля*.
Здесь %, р, (.1, ср и w — соответственно теплопроводность (вт/м- град), плотность (кг/м3), динамическая вязкость («• сек/м2), теплоемкость [дж/(кг • град)], линейная скорость движения (м/сек) теплопередающей (или тепловоспринимающей) среды; d—характерный линейный размер потока (м), например, для трубы — ее диаметр; А, п и m — числовые коэффициенты, характерные для данных условий теплопередачи.
При турбулентном течении сред, характерном для работы механических кристаллизаторов, могут быть использованы следующие соотношения:
1) Для среды, протекающей в рубашке
а = 0,023-^-- Re0'8 Рг0'4 (36)
Вместо величины d следует подставить эквивалентный диаметр d3KB =4-^ (где f— площадь сечения рубашки, а Р — периметр сечения, через которое происходит теплообмен).
2) Для среды, протекающей по змеевику
°ЗМ — о?
где а — коэффициент теплоотдачи, определяемый по уравнению (36) для прямой трубы;
?—поправочный коэффициент, определяемый из соотношения:
?=1 + 3,54-^-
где d и D — диаметры трубы и витков змеевика.
3) Для раствора, перемешиваемого мешалкой и охлаждае-
мого через рубашку
а = 0,36 ~ ¦ Re^J Рг'1 (ц/цст )0,14
* Критерий Рг приведен применительно к системе единиц СИ; в системе
ЗбООСрЦ^
единиц МКГСС Рг —-----у----, где ср в ккал/(кг • град), ц в кг-сек! м2,
В в м/сек2 и >. в ккал/ (м ¦ ч • град).
где ReM = -^--------критерий Рейнольдса для мешалок;
И
п — число оборотов мешалки в секунду;
d — диаметр лопастей мешалки, м;
D — наружный диаметр аппарата, м;
11 — вязкость раствора при средней температуре /ср., температурах стенки /Ст. и раствора tp
i _ _ *ст-
^ср. 2 ’
jiCT. — вязкость раствора при температуре стенки.
4) Для раствора, перемешиваемого мешалкой и охлаждаемого через змеевик
a = 0,87-^Re°M'62Pr'/3 (ц/йст/14
При расчете величины К наиболее трудным является определение значений bjki и бзДз, сведения о которых в справочной литературе весьма ограничены. Очень малочисленны также данные по теплопроводности солей A,i, образующих инкрустации на стенке.
Ниже приводятся значения A,i (при 0°С) для некоторых солей [13].
Вещество NaCl AgBr AgCl Сахар
Я,,, втЦм- град) 1,12 1,04 1,95 0,58
Приведенные значения А* справедливы лишь для сухих солей, поэтому пользоваться ими при определении термического сопротивления инкрустацией можно лишь с определенной степенью приближения.
Для учета загрязнений теплопередающих поверхностей со стороны охлаждающего агента осадками и продуктами коррозии могут быть приняты [10] следующие ориентировочные значения 63/Я3:
Охлаждающий агент бя/А^ЛО3
м2'град/вт
Вода
загрязненная 7,1—5,3
среднего качества 5,3—3,4
хорошего качества 3,4—1,7
очищенная 3,4—1,7
Охлаждающие рассолы 17
Меньшие значения бзДз отвечают более высоким температурам. При редких чистках теплопередающих поверхностей величина бзДз - Ю3 может доходить до 17.
Для ориентировочных расчетов кристаллизаторов периодического действия с мешалками и водяными рубашками или змее-
Рис. 72. Схема кристаллизатора с водяной рубашкой.
II
с
а
винами общий коэффициент теплопередачи может быть принят равным в среднем 250 вт/(м2 • град) [«215 ккал/(м2 • ч • град)].
Расчет кристаллизатора периодического действия с использованием уравнения (33) поясним на конкретном примере.
В кристаллизаторе периодического действия с водяной рубашкой и мешалкой охлаждается V=2 м3 насыщенного раствора NaN03 от температуры fiH=70°C до температуры (1Н=25°С. Начальная температура охлаждающей воды /гн=15° С. Требуется определить расход охлаждающей воды GB и время кристаллизации т, если коэффициент теплопередачи /(=250 вт/(м2 ¦ град).
По кривой растворимости азотнокислого натрия [10] определяем концентрацию насыщенного раствора NaN03 (в масс, долях) при 70° С а 1 = 0,575 и при 25° С а2=0,480. Так как теплоемкость кристаллов NaN03cHp.= = 1,105 кдж/(кг • град) или 0,264 ккал/(кг • град) [13], то по правилу аддитивности [10] определим теплоемкость исходного раствора ct:
Ci = a\CKp.+ (1 —ai)cB = 0,575- 1,105 + 0,425 • 4,19=2,413 кдж/кг • град
где с в — теплоемкость воды, равная 4,19 кдж! (кг • град).
Теплота кристаллизации <7=254,1 кдж/кг (60 ккал/кг) [10], плотность исходного раствора pt = 1460 кг/м3.
1. Из уравнения теплового баланса определим количество тепла Q, которое необходимо отнять из раствора при его кристаллизации
Количество выпадающих кристаллов GHр. можно определить из уравнения материального баланса по сухому веществу:
Таким образом
Q = 2-1460-2,413-(70 —25)+534-254,1=452 760 кдж (108 060 ккал)
2. Определим поверхность теплопередачи. Так как объем кристаллизуемого раствора задан, а тип аппарата известен, то конструктивно определяем его размеры (рис. 72).
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 123 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed