Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лебедев И.В. -> "Кристаллизация из растворов в химической промышленности" -> 90

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 .. 84 85 86 87 88 89 < 90 > 91 92 93 94 95 96 .. 123 >> Следующая

Расчет выпарных аппаратов для кристаллизации проводится аналогично расчету обычных выпарных аппаратов. Однако в этом случае для получения более крупных кристаллов интенсивность выпаривания иногда искусственно уменьшают.
Соковый *пар
?дко8ый
Рис. 122. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией, выносной нагревательной камерой и отмучи-244 вающим коленом.
Рис. 123. Выпарной аппарат со взвешенным слоем.
Основным расчетным соотношением для определения размера теплопередающей поверхности F служит уравнение (37). Величина Q в нем определяется из теплового баланса, а общий коэффициент теплопередачи К из уравнения (34), в котором oci и а2 являются частными коэффициентами теплоотдачи от теплоносителя к стенке и от стенки к раствору.
Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара at на вертикальной трубе может быть определен в зависимости от разности температур At между температурами насыщенного пара /нас. и стенки tCT. Если эта разность (tBac. — tCj.) равна или меньше некоторой критической величины Л/Кр., то пленка конденсата стекает по трубкам ламинарно и для определения значения at [в вт/(м2 • град)] можно воспользоваться соотноше-
нием [8]
где р и (л—теплопроводность [вт/(м • град)], плотность
(кг/м3) и вязкость (н • сек/м2) конденсата при
средней температуре пленки Д/Ср.=0,5(/ нас. ^ст.) S г — теплота конденсации пара при температуре насыщения /нас. (дж/кг);
I — высота трубки, на которой происходит конденсация, м.
Значение Д/кр. определяется по выражению:
где с — теплоемкость конденсата, дж/(кг • град).
Если At>Акр., то в нижней части трубок пленка конденсата движется турбулентно и коэффициент теплоотдачи равен
а, - 0,0104 тУ~ gp2— + 41’7У- - 0,0222 {Г Pf^
г ц ' сШ г ц ' с Ш
Значение коэффициента теплоотдачи от стенки выпариваемому раствору аг может меняться в очень широких пределах.
Оно зависит от большого числа факторов: разности температур между стенкой и раствором At', высоты уровня раствора в трубках, тепловой нагрузки аппарата <7Наг., скорости циркуляции раствора, его физико-химических свойств, концентрации кристаллов в суспензии и т. п. Вследствие такой сложной зависимости до настоящего времени нет обобщающих уравнений для определения а% и при расчете аппаратов часто приходится пользоваться только опытными данными.
Если в трубках происходит лишь перегрев раствора (область кипения вынесена в подъемную трубу или сепаратор), значение а2 может быть определено из уравнения (36) для теплоотдачи при вынужденном турбулентном потоке среды. 245
При кипении жидкости в трубках для расчета коэффициента теплоотдачи осг в справочной [10] и специальной литературе [11, 45, 104] приводятся различные соотношения, главным образом для случая кипения воды. Если эти соотношения используются для расчета выпаривания растворов, вводят различные поправочные коэффициенты, определенные опытным путем или рассчитанные с учетом физико-химических свойств растворов.
Приведем некоторые соотношения, которые могут быть использованы для ориентировочных расчетов.
Если разность температур между стенкой и раствором At'<5 град, а тепловая нагрузка <7наг.^5800 вт/м2 или 6000 ккал/(м2-ч), то коэффициент ссг для аппаратов с естественной циркуляцией можно определить по уравнениям для естественной конвекции:
Nu = / (Or • Pr)n
или
at _ л ^ gl3Р2 Аф J ^ срц J
где Gr - Л--критерий Грасгофа (Р—коэффициент
объемного расширения среды, град-1).
Для условий Gr • Рг = 5 • 102-ь2 • 107
Nu = 0,54(Gr ¦ Рг)0’25
Для условий Gr-Pr>2- 107
Nu=0,135(Gr ¦ Рг)0’33
Значения физических констант в приведенных критериальных уравнениях принимаются при средней температуре стенки и раствора /Ср.=0,5(^ ст. "Ь ^рас.) •
В случае более высоких тепловых нагрузок <7наг.>5800 вт/м? при интенсивном кипении в трубках и давлении в аппарате р от 20 до 10000 кн/м2 (~от 0,2 до 100 ат) коэффициент теплоотдачи для воды осв [вт/(м2 • град)] может быть определен из выражений
по „0,176 0,7
°в — 0,3/> • ^ наг.
ИЛИ
а =0,028/'58 (Д*')2,33
Коэффициент теплоотдачи для любых других жидкостей и растворов а.2 можно определить из соотношения
24S
0С2 = фССв
Рис. 124. Г рафик для определения коэффн- “ циентов теплопередачи в выпарных аппаратах. /
а 0,5 *>0Л
d,s
0,2
г и 6810 го ioeoioo at
где ф — коэффициент, который может быть взят из справочных таблиц [10, стр. 845] или рассчитан из уравнения
Здесь p'j и р" — плотность пара жидкости и воды;
с2 и са— теплоемкость жидкости и воды;
Z*2 и Тв — абсолютная температура жидкости и воды;
°2 и °в — поверхностное натяжение жидкости и воды на
границе жидкой и паровой фаз.
Для ориентировочного определения тепловой нагрузки аппарата <7Наг., величина которой необходима для расчета величины аг по формулам, выше приведенным, предложен следующий метод [8]. Из графика (рис. 124), на котором по оси ординат отложено произведение общего коэффициента теплопередачи К [в вт[ (м2 • град)] на вязкость раствора ц (в н-сек/м2), а по оси абсцисс — разность температур At греющего пара и раствора, по значению At определяют произведение Кц. Затем по вязкости раствора ц рассчитывается величина К и тепловая нагрузка аппарата* (в вт(м2):
Предыдущая << 1 .. 84 85 86 87 88 89 < 90 > 91 92 93 94 95 96 .. 123 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed