Úvod

Informacie

Stiahnite si

Semináre

1. seminár

2. seminár

3. seminár

4. seminár

5. seminár

6. seminár

7. seminár

8. seminár

Písomka

9. seminár

10. seminár

 

Príklad 6.1

V protiprúdnom kondenzátore chladenom vodou sa skvapalňuje NH3. Do kondenzátora vstupuje plynná zmes o zložení: 16,5 obj. % NH3, 4,5 % obj. CH4 a zvyšok je N2 a H2 v pomere 1:3. teplota vstupujúceho plynu je 164°C. Plynná zmes, ktorá vystupuje z kondenzátora pri 20°C obsahuje 5 obj. % CH4. predpokladáme, že kondenzuje iba NH3 a odchádza pri teplote 20°C.

Vypočítajte množstvo chladiacej vody, potrebnej na kondenzáciu 1t NH3, keď sa chladiaca voda može zohriať z 15°C na 35°C.

Molová tepelná kapacita pre (g) cpg =a + bT+ cT2    (J mol-1 K-1)

 

 

a

b

c

NH3

24,786

37,526 . 10-3

-7,3855 . 10-6

CH4

13,415

77,079 . 10-3

-18,7569 . 10-6

N2

27,034

5,815 . 10-3

-0,28889 . 10-6

H2

29,082

-0,821 . 10-3

1,9917 . 10-6

 

Molová tepelná kapacita pre (l) cpl (NH3) = 4,7 kJ kg-1 K-1

Špecifické výparné teplo Δhvyp (18°C) = 1,1867. 10-3 kJ kg-1

Riešenie 6.1

  

NH3 -A

CH4 - B

N2 - C

H2 -D

H2O - E

 

n4= m4/M4= 1000/17=58,82 kmol

 

x1A+x1B+x1C+x1D = 1

0,165+0,045+x1C+3x1C = 1

        x1C = 0,1975    x1D=0,5925

 

Referenčný stav:

Pre NH3, CH4, N2 a H2 → tref1 = 164°C (g)

Pre H2O → tref2 = 15°C (l)

 

Materiálová bilancia

   

 

1

2

3

4

5

A

n1 . 0,165

-

n3 . x3A

58,82 . 1

-

B

n1 . 0,045

-

n3 . 0,05

-

-

C

n1 . 0,1975

-

n3 . x3C

-

-

D

n1 . 0,5925

-

n3 . 3x3C

-

-

E

-

n2 . 1

-

-

n5 . 1

Σ

n1

 n2

n3

58,82

n5

 

!   n2=n5         B:    n1 × 0,045 = n3 × 0,05

                     Σ:    n1 = n3 + 58,82

                            n3 = 529,38 kmol    n1= 588,20 kmol

                    A:    n1 × 0,165 = n3 × x3A + 58,82  → x3A= 0,072

                     3:    n3x3A+n30,05+n3x3C+3n3x3C = n3 → x3C= 0,219   x3D= 0,659

                                                                             

Entalpická bilancia

Q1 + Q2 = Q3 +Q4 + Q5

Q1= 0     Refer. stav tref1 = 164°C (g) → Daný stav t1 = 164°C (g)

Q2= 0     Refer. stav tref2 = 15°C (l) → Daný stav t2 = 15°C (l)

Q3          Refer. stav tref1 = 164°C (g) → Daný stav t3 = 20°C (g)

 

a

b

c

x3i

NH3

24,786

37,526 . 10-3

-7,3855 . 10-6

 0,072

CH4

13,415

77,079 . 10-3

-18,7569 . 10-6

 0,05

N2

27,034

5,815 . 10-3

-0,28889 . 10-6

 0,219

H2

29,082

-0,821 . 10-3

1,9917 . 10-6

0,659 

 

∑x3iai

∑x3ibi

∑x3ici

 

 

27,541

7,288 . 10-3

-0,22034 . 10-6

 

 

Q4          Refer. stav tref1 = 164°C (g) → 18°C (g) → 18°C (l) → Daný stav t4 = 20°C (l)

Q5          Refer. stav tref2 = 15°C (l)  → Daný stav t5 = 35°C (l)

Q5 = m5 × cpL(t5 - tRef) = m5 × 4,186 × (35-15) = 83,72 m(kJ)

 

Q1 + Q2 = Q3 +Q4 + Q5 → 0 + 0 = -2,30007×106-1,501×106+83,72m

                            m= 45 402 kg H2O