2010 год, профессиональный тест, утро, вопрос 26
Thread Content
26. В одноэтапном испарителе объем жидкости составляет 5000 кг/ч. Водный раствор NaOH при температуре 140°C и концентрации 20% (по массе) подвергается испарению с целью повышения его концентрации до 50% (по массе). Известно, что давление насыщенного пара при нагревании составляет 0,4 МПа; конденсат получается при насыщенной температуре. Энтальпия насыщенного пара равна 2138,5 кДж/кг. Среднее давление в камере испарения составляет 0,055 МПа, температура кипения раствора — 130 °C, а энтальпия насыщенного пара — 2292,2 кДж/кг. Удельная теплоемкость исходной и конечной концентраций сырьевой жидкости составляет 3,47 кДж/(кг·℃). Потери тепла составляют 6% от количества пара, необходимого для нагрева. Примечание: Какое из приведенных ниже значений соответствует расходу пара для нагрева (кг/ч)? А. 2709 Б. 2726 В. 4500 Г. 2661 Процесс решения
Изначальная температура исходной смеси — 140?
Автор не хорошо знаком с книгой. Температура исходной жидкости в заголовке, вероятно, указана неправильно. В процессе испарения существуют два очень важных уравнения баланса энергии. Один не учитывает тепло концентрации, другой — учитывает. В данном вопросе об этом не упоминается, но судя по условиям, можно использовать только первый способ расчета. Dr*(1-0,06) = Wr’ + Fcp(t1-t0). Просто подставьте данные.
Энтальпия насыщенного пара составляет 2138,5 кДж/кг. В вопросе содержится ошибка: речь должна идти о теплоте кипения
В формуле, вероятно, нет ошибок. Для решения этой задачи достаточно просто использовать соответствующую формулу, не игнорируя при этом тепло, выделяющееся в процессе разбавления: DR = Wr + (F – W) * c1 * t1 – F * c0 * t0 + Q_потерь. Количество воды, испаряющейся, составляет W = 5000 * (1 – 0.2/0.5) = 3000 кг/ч. При условии теплового баланса: D * 2138,5 * (1 – 0,06) = 3000 * 2292,2 + (5000 – 3000) * 3,47 * 130 – 5000 * 3,47 * 140. Отсюда следует, что D = 2661 кг/ч