ScanImage008

Rozwfązanie. W tabelach¹ znajdujemy, że roztwór wodny KOH o stężeniu 17 %, pod ciśnieniem 102 kPa, wrze w temperaturze 105°C. W tej temperaturze ciśnienie pary wodnej nasyconej wynosi p' = 125,8 kPa* Korzystamy teraz z reguły zgodnej z prawem Raoulta, a mianowicie dla tego samego roztworu, w różnych temperaturach, stosunek prężności pary nad roztworem do prężności pary nasyconej czystego rozpuszczalnika jest wielkością stałą. Ponieważ:

to:

p    102

p'ios°c    125,8

= 0.812,

skądj

-^- = 0,812,

Pt c

/

Pt C —

51

0,812

== 62,8 kPa.

Pod ciśnieniem p' = 62,8 kPa temperatura wrzenia wody wynosi 86,07°C. Jest to jednocześnie temperatura wrzenia 17% roztworu KOH pod ciśnieniem 51 kPa. Ponieważ pod ciśnieniem 51 kPa temperatura wrzenia wody wynosi 80,86°C, stąd szukany spadek temperatury wynosi:

At’ = 86,07 — 80,86 = 5,21 K.

Przykład 7.4. Obliczyć zużycie pary grzejnej w jednodziałowym aparacie wypornym o działaniu ciągłym, służącym do zatężenia 2,22 kg/s roztworu wodnego NaN0₃. Stężenie początkowe roztworu wynosi 15% mas, a końcowe 50% mas. Temperatura pary grzejnej nasyconej wynosi 145°C. Kondensat pary grzejnej odpływa w temperaturze kondensacji. Straty cieplne wyparki przyjąć 7% ilości ciepła potrzebnego do odparowania wody. Obliczenia wykonać dla trzech wariantów:

a)    roztwór wpływa do wyparki mając temperaturę t₀ = 30°C,

b)    roztwór wpływa do wyparki w temperaturze wrzenia,

c)    roztwór wpływa do wyparki przegrzany do temperatury t₀ — 120°C.

Rozwiązanie. Ilość wody, którą należy odparować z roztworu, aby otrzymać żądane stężenie końcowe b_t = 50%:

^W=L ('-^r)=^Mł(¹~i)-^,*^ss.‘^

Zapotrzebowanie ciepła na odparowanie wody. Ciepło parowania wody w temperaturze wrzenia 50% roztworu NaN0₃, pod ciśnieniem atmosferycznym t_t -- 110°C wynosi r_w = 2230 kJ/kg. A więc:

q_w=Wr_w = 1,55 ■ 2230 = 3460 kW.

Zapotrzebowanie ciepła na ogrzanie roztworu. Ciepło właściwe roztworu rozcieńczonego obliczamy z ciepeł atomowych, które wynoszą: Na — 26,0, N — 26,0, O — 16,8 kJ/(kg — atom * K). Ciepło właściwe soli NaN0₃ obliczymy wg zależności (7.29):

236