specifična entalpija procesnog toka -za studente
DESCRIPTION
BilansiranjeTRANSCRIPT
Specifična entalpija procesnog toka (procesi uz promjenu faznog stanja)
Zadatak 1. Utvrditi specifičnu entalpiju zasićenih para benzena temperature 100°C, u odnosu na referentnu temperaturu 20°C i benzen u tečnom stanju. Napisati najmanje dvije moguće trajektorije
pomoću kojih možete odrediti specifičnu entalpiju para benezena koristeći slijedeće podatke:
Specifični tplinski kapacitet za tečni benzen dat je relacijom:
K)kJ/(kmol10898.110648.110705.7273.7 36231
, TTTc lp
Specifični toplinski kapacitet benzena u parnoj fazi dat je polinomalnom zavisnošću:
K)kJ/(kmol10130.710017.310743.4917.33 38241
, TTTc gp
Entalpija isparavanja benzena u funkciji temperature:
38.0
)(
2.3532.562
2.56230781ˆ T
H T
V
Temperatura normalnog vrelišta benzena 353.2 K. Entalpija isparavanja na normalnom vrelištu 30781 kJ/kmol.
Rješenje: Varijanta I
)(
,ˆ)(ˆ T
v
T
T
lpbenz HdTTcH
ref
kJ/kmol29629.632.3532.562
15.3732.56230781ˆ
38.0
)15.373(
vH
6.29629)10898.110648.110705.7273.7(ˆ15.373
15.293
36231 TTTHbenz
kJ/kmol40575.46.2962910945.8ˆbenzH
Varijanta II
T
T
gp
T
vbenz
ref
ref dTTcHH )(ˆˆ,
)(
kJ/kmol33881.62.3532.562
15.2932.56230781ˆ
38.0
)15.293(
vH
15.373
15.293
38241 )10130.710017.310743.4917.33(6.33881ˆ dTTTTHbenz
kJ/kmol41331.57449.96.33881ˆbenzH
Varijanta III
T
T
gp
T
v
T
T
lpbenz
ref
nvr
nvr
ref
dTTcHdTTcH )(ˆ)(ˆ,
)(
,
15.373
2.353
,
)2.353(
2.353
15.293
, )(ˆ)(ˆ dTTcHdTTcH gpvlpbenz
15.373
2.353
38241
2.353
15.293
36231
)10130.710017.310743.4917.33(
30781)10898.110648.110705.7273.7(ˆ
dTTTT
TTTHbenz
kJ/kmol40845.72033.9307818030.7ˆbenzH
Zadatak 2. Utvrditi vrijednost toplinskog toka koji se mora transferirati preko ogrijevne površine
procesne jedinice u kojoj se, iz tečnog izopropanola temperature 25°C, generišu zasićene pare
izopropanola temperature 100°C. Specifična toplina isparavanja izopropanola, pri 100°C, iznosi 632.81 kJ/kg a srednji toplinski kapacitet, tečnog izopropanola u temperaturnom intervalu od 25
do100°C iznosi 196.6 kJ/(kmolK). Kapacitet procesne jedinice je 6000 kg/h izopropanola. Kolika je
potrošnja ogrijevne pare temperature 120°C čija je entalpija kondenzacije 2202 kJ/kg? (M=60.1 kg/kmol)
Rješenje:
U skladu sa tekstom bilansnog problema može se kreirati slijedeća procesna struktura
Transferirani toplinski tok, preko ogrijevne površine procesne jedinice, proizilazi iz relacije njenog
toplinskog bilansa procesne jedinice:
izTRul HQh odnosno:
izulTRulul HmQhm ˆˆ
Ako se kao referentni uslovi uzmu uslovi pojnog toka onda je 0ˆulh pa je transferirani toplinski tok:
Specifična entalpija toka zasićenih para je:
Toplina isparavanja izopropanola je:
odnosno nakon smjenjivanja poznatih varijabli ima se:
Toplinski tok transferiran preko ogrijevne površine procesne jedinice:
Potrošnja ogrijevne pare
Zadatak 3. Utvrditi vrijednost toplinskog toka koji se mora transferirati preko ogrijevne površine
procesne jedinice u kojoj se pri pritisku 1.21 bar isparava čisti metanol. Napon para metanola, u zavisnosti od temperature, dat je relacijom:
29.34)(K
55.36269673.11)bar(ln
Tp
izulTR HmQ ˆ
iz
REF
iz
T
T
T
vLPiz HdTcH)(
,ˆˆ
kJ/kmol38031.881.6081.632ˆ )( izT
vH
kJ/kmol52776.8888.38031)25100(6.196ˆizH
kJ/h105.2788.527761.60
6000ˆ 6
izulTR HmQ
kg/h2393.32202
105.27
ˆ
6
V
TRpare
H
Qm
Specifična toplina isparavanja metanola, na pritisku 1.21 bar, iznosi 34927.7 kJ/kmol a srednji
toplinski kapaciteti, tečnog i parovitog metanola, iznose 85.7 odnosno 48.5 kJ/(kmol K). Kapacitet procesne jedinice je 11000 kg/h.
Rješenje:
U skladu sa tekstom bilansnog problema može se kreirati slijedeća procesna struktura.
Transferirani toplinski tok, preko ogrijevne površine procesne jedinice, proizilazi iz relacije njenog toplinskog bilansa procesne jedinice:
izTRul HQh odnosno:
izulTRulul HmQhm ˆˆ
Ako se kao referentni uslovi uzmu uslovi pojnog toka onda je 0ˆulh pa je transferirani toplinski tok:
izulTR HmQ ˆ
Temperatura toka generisanih para je:
23.34229.34)21.1ln(9673.11
55.3626zasT K odnosno 69.08°C.
Specifična entalpija toka metanolnih para je: iz
REF
iz
T
T
T
vlPiz HdTTcH)(
,ˆ)(ˆ
odnosno nakon smjenjivanja poznatih varijabli ima se:
kJ/kmol382707.34927)3069(7.85ˆizH
Toplinski tok transferiran preko ogrijevne površine procesne jedinice:
kJ/h5.131553123827032
11000ˆizulTR HmQ
Zadatak 4. Za neki procesni sistem, potrebno je obezbjediti pregrijane pare etilacetata pritiska 1.2 bar
i temperature 250°C. Procesni tok tečnog etilacetata se uvodi u isparivač, gdje se generišu zasićene
pare etilacetata pritiska 1.2 bar, a zatim se pare pregrijavaju do 250°C Utvrditi zahtijevane toplinske tokove u isparivaču odnosno pregrijaču, u odnosu na 1 kmol tečnog
etilacetata temperature 20°C.
Na raspolaganju su slijedeći podaci:
Srednji toplinski kapacitet tečnog i parovitog etilacetata 182.52 odnosno 142.74 kJ/(kmolK)
Toplina isparavanja na temperaturi u isparivaču je 361.77 kJ/kg
Napon para etilacetata, u zavisnosti od temperature, dat je relacijom
15.57)K(
15.27905314.9)bar(ln
Tp
Molekulska masa etilacetata je 88.11 kg/kmol.
Rješenje:
Vrijednost transferiranog toplinskog toka proizilazi iz toplinskog bilansa procesne jedinice
zasiz
ISP
TRulul HmQhm ˆˆ )(
Ako su referentni uslovi:
temperatura 20°C i
tečno fazno stanje
ima se da je:
0ˆulh
Pa je, u odnosu na 1 kmol etilacetata, zahtijevani toplinski tok
zasTR HQ ˆ
Temperatura zasićenih para etilacetata
K355.6315.57)2.1ln(5314.9
15.2790nvrT
C48.82nvrt
Specifična entalpija zasićenih etilcetatnih para je:
kJ/kmol43279.411.8877.36152.182ˆˆ48.82
20
)(
, dtHdtcHzas
ref
zas
t
t
t
VLpzas
kJ/mol4.43279ˆ)(
zas
ISP
TR HQ
Transferirani toplinski tok preko ogrijevne površine pregrijača:
pregiz
PREG
TRzasiz HmQHm ˆˆ )(
Ako se kao referentni uslovi usvoje temperatura 82.48°C i parno fazno stanje ima se:
preg
PREG
TR HQ ˆ)(
Specifična entalpija pregrijanih para etilacetata
kJ/kmol23911.874.142ˆ250
48.82
, dtdtcH
preg
ref
t
t
Gppreg
kJ/kmol23911.8ˆ)(
preg
PREG
TR HQ
Zadatak 5. U procesnoj jedinici, pri 70°C, se vrši isparavanje tečnog metanola koji poji procesnu
jedinicu sa temperaturom 30°C. Pri kojem pritisku se odvija proces isparavanja? Ako se preko ogrijevne površine transferira toplinski tok od 4000 kW, koliki je kapacitet procesne jedinice u t/h?
Napon para metanola u funkciji temperature dat je relacijom:
Srednji toplinski kapacitet tečnog metanola je 84.31 kJ/(kmol∙K).
Entalpija isparavanja metanola na temperaturi u procesnoj jedinici iznosi 34856.2 kJ/kmol.
Rješenje:
Na osnovu teksta bilansnog problema može se kreirati slijedeća procesna struktura
29.34)(K
55.36269673.11)bar(ln
Tp
Pritisak u procesnoj jedinici je:
Kapacitet procesne jedinice proizilazi iz jednačine toplinskog bilansa
odnosno
Ako se kao referentni uslovi uzmu uslovi pojnog toka onda je 0ˆulh :
Specifična entalpija toka metanolnih para je:
Kapacitet procesne jedinice iznosi:
odnosno
Zadatak 6. Zasićavanje zraka vodom, izvodi se u adijabatskim uslovima. Za parametre procesa date
na šemi utvrditi udio vodene pare u zraku koji ulazi u procesnu jedinicu.
Napon vodene pare, u ovisnosti o temperaturi, dat je relacijom:
13.46)K(
44.38166834.11)bar(ln
Tp
Specifične entalpije su date u odnosu na temperaturu 25°C i vodu u tečnom stanju.
Rješenje:
Neka su procesnim tokovima dodijeljene oznake:1- vlažan zrak na ulazu u procesnu jedinicu; 2- voda i
3- zasićeni zrak. Rosišna temperatura procesnog toka na ulazu u procesnu jedinicu, proizilazi iz činjenice da je za
uslove rosišta parcijalni pritisak vode u zraku jednak naponu vodene pare na rosišnoj temperaturi:
)()1(
roseww tpp
Vrijednost parcijalnog pritiska proizilazi iz udjela komponente u procesnom toku:
uk
w
wP
py
)1(
)1(
Udio vodene pare u procesnom toku proizilazi iz relacija materijalnog bilansa.
bar 1.2629.34)15.27370(
55.36269673.11)bar(ln ep
izTRul HQh
izulTRulul HmQhm ˆˆ
izulTR HmQ ˆ
iz
REF
iz
t
t
tvlPiz HdtcH
)(,
ˆˆ
kJ/kmol38228.62.34856)3070(31.84ˆizH
kmol/h 376.66.38228
36004000
ˆiz
TRul
H
Qm
t/h05.121000
32376.6
1000
32ulul
mm
Totalni materijalni bilans
321 mmm
Jednačina materijalnog bilans u odnosu na vodu
)3(
32
)1(
1 ww ymmym
Jednačina toplinskog bilansa
332211ˆˆˆ HmhmHm
Ako su referenetni uslovi 25°C i voda u tečnom stanju proizilazi da specifična entalpija toka 2 jednaku nuli.
Procesni toka na izlazu iz procesne jedinice je zasićen vodenom parom, pa je:
uk
ww
P
Cpy
)2.43()3(
Napon vodene pare na 43.2°C iznosi:
bar08715.013.4615.2732.43
44.38166834.11
epw Pa je udio vodene pare u zasićenom zraku:
0581.0
5.1
08715.0)3(
wy
Smjenom vrijednosti poznatih varijabli dobija se:
32150 mm
0581.0150 32
)1( mmyw
30833109150 3m
Rješavanjem sistema jednačina dobija se:
- protok toka zasićenog zraka, kmol/h265.1513m
- protok toka vode za zasićavanje,kmol/h265.12m
- sadržaj vodene pare u zraku na ulazu u procesnu jedinicu,05016.0)1(
wy
Zadatak 7. Tok od 5500 kg/h kondenzata vodene pare pri temperaturi 120°C, ekspandira u flash procesnoj jedinici, na pritisak 0. 5 bar.
Specifična entalpija vodene pare (referentna temperatura 0°C i tečna voda) u funkciji temperature data
je relacijom:
20024.00354.23.2496ˆ ttH
Specifični toplinski kapacitet kondenzata iznosi 4.1868 kJ/(kgK). Napon vodene pare, u funkciji
temperature, dat je relacijom:
13.46(K)
44.38166834.11)bar(ln
Tpw
Rješenje: Na osnovu teksta zadatka može se kreirati slijedeća procesna struktura
1-kondenzat vodene pare (120°C); 2-kondenzat (pritisak0.5 bar); 3-zasićena para pritiska 0.5 bar;
Ekspanzija procesnog toka se odvija u adijabatski uslovima (pri konstantnoj entalpiji) Jednačina materijalnog bilansa
321 mmm
Ekspanzija procesnog toka se odvija u adijabatski uslovima (pri konstantnoj entalpiji), pa je jednačina
toplinskog bilansa
332211ˆˆˆ Hmhmhm
Temperatura procesnih tokova na izlazu iz flash jedinice je ravnotežna za pritisak 0.5 bar:
C34.8115.27313.46)5.0ln(6834.11
44.3816zast
Specifična entalpija tokova kondenzata:
kJ/kg502.42)0120(1868.41868.4ˆ120
0
,1
1
dtdtch
t
t
Lp
ref
kJ/kg55.403)034.81(1868.41868.4ˆ34.81
0
,2 dtdtchzas
ref
t
t
Lp
Specifična entalpija zasićene pare:
kJ/kg2645.98)34.81(0024.034.810354.23.2496ˆ 2
3H
Smjenom vrijednosti poznatih varijabli u sistem jednačina dobija se:
325500 mm
98.264555.34042.5025500 32 mm
Rješavanjem sistema jednačina dobija se:
- protok toka kondenzata na izlazu iz flash jedinice, 5113.83 kg/h
- protok toka zasićene pare, 386.17 kg/h
Zadatak 8. Tok zasićenog etilacetata pri pritisku 6 bar, u redukcionom ventilu ekspandira na pritisak
0.45 bar. Utvrditi sadržaj parne faze u dvofaznom toku nakon redukcionog ventila. Proces u redukcionom ventilu protiče u adijabatskim uslovima.
Srednji toplinski kapacitet tečnog etilacetata je 197 kJ/kmol a toplina isparavanja pri temperaturi u
expanzionoj posudi iznosi iznosi 33805.6 kJ/kmol.Napon para etilacetata, u zavisnosti od temperature, dat je relacijom:
15.57)K(
5.27905314.9)bar(ln
Tp
Rješenje:
Na osnovu teksta zadataka može se kreirati slijedeća procesna struktura
1-zasićeni etilacetat (6 bar); 2-zasićeni etilacetat (pritisak 0.45 bar); 3-zasićena para etilacetata pritiska 0.45 bar;
Jednačina materijalnog bilansa
321 mmm
Ekspanzija procesnog toka se odvija u adijabatski uslovima (pri konstantnoj entalpiji), pa je jednačina
toplinskog bilansa
332211ˆˆˆ Hmhmhm
Temperatura procesnih tokova na ulazu i izlazu iz flash jedinice je ravnotežna za pritisake 6 odnosno
0.45 bar, pošto su tokovi zasićenog etilacetata:
C5.14415.27315.57)6ln(5314.9
5.2790ULt
C1.5415.27315.57)45.0ln(5314.9
5.2790IZt
Ako se kao referentni uslovi uzmu: - temperatura pojnog toka 144.5°C i tečno fazno stanje slijedi da je specifična entalpija ulaznog
toka jednaka nuli.
- Specifična entalpija toka zasićenog tečnog etilacetata, pri pritisku 0.45 bar:
kJ/kmol17808.8)5.1441.54(0.197)0.197(ˆ1.54
5.144
,2 dtdtchIZ
ref
t
t
Lp
Specifična entalpija zasićenih para etilacetata:
kJ/kmol15996.86.33805)0.197(ˆ1.54
5.144
)1.54(
,3 dtHdtcH v
t
t
Lp
IZ
ref
Ako se kao baza uzme protok pojnog toka od 100 kmol/h i smjenom vrijednosti poznatih varijabli u
sistem jednačina dobija se:
32100 mm
8.15996)8.17808(0 32 mm
Rješavanjem sistema jednačina dobija se:
- protok toka tečnog etilacetata na izlazu iz procesne jedinice, kmol/h32.472m
- protok toka zasićene pare etilacetata, kmol/h68.523m
Sadražaj pare u dvofaznom toku na izlazu iz procesne jedinice:
5268.01
3
m
m
Zadatak 9. Izračunati specifičnu entalpiju toka vlažnog zraka, u odnosu na 0 C i vodu u tečnom stanju, ako zrak ima slijedeće parametre: temperatura 55°C, pritisak 740 mm Hg i relativnu vlažnost
63%. Srednji toplinski kapacitet suhog zraka 1 kJ/(kg∙K) a toplina isparavanja vode na 55°C iznosi:
2406.7 kJ/kg. Ravnotežna napetost vode na temperaturi data je relacijom:
228)C(
21.16689668.7
10)Hgmm( t
wp
Rješenje: Vlažni zrak je smjesa suhog zraka i vodene pare, pa se specifična entalpija toka računzna kao entalpija
smjese:
)1(ˆˆˆWSZRWWZR yHyHH
Specifična entalpija suhog zraka u smjesi je:
kJ/kg55)055(1ˆ55
0
, dtcH szrpSZR
kJ/kmol15952955ˆSZRH
Specifična entalpija vodene pare u zraku:
kJ/kg2636.977.2406)055(1868.4ˆˆ )55(
55
0
,
C
vWpW HdtcH
kJ/kmol47465.53182636.97ˆWH
Molski udio vodene pare u zraku je:
uk
C
wW
P
py
)55(
Napon vodene pare na 55°C iznosi:
mmHg05.18810)C55( 22855
21.16689668.7
wp
1.0740
05.18863.0Wy
Specifična entalpija procesnog toka je:
kJ/kmol6182.05)1.01(15951.053.47465ˆZRH
Zadatak 10. Procesnu jedinicu kondenzator poji gasno-parni tok koji predstavlja sistem etanol-zrak.
Za ograničenja sa procesne šeme utvrditi vrijednost toplinskog toka koji se tranferira u okolinu.
Napon para etanola, u zavisnosti od temperature, dat je relacijom:
68.41(K)
98.38032917.12(bar)ln
Tp
Rješenje: Procesnim tokovima dodijeljene su oznake:
1 –pojni tok kondenzatora; 2 –tok kondenziranog etanola; 3 –parno-gasni tok na izlazu iz hladnjaka
Transferirani toplinski tok proizilazi iz relacije toplinskog bilansa:
321 HhQH TR odnosno
332211ˆˆˆ HmhmQHm TR
Protoci procesnih tokova proizilaze iz relacija materijalnog bilansa.
Jednačina totalnog materijalnog bilansa
Jednačina materijalnog bilansa u odnosu na etanol
)3(
32
)1(
1 EtOHEtOH ymmym
Sadržaj etanola u gasno parnom toku na izlazu iz separatora je:
uk
EtOH
EtOHP
py
)3(
)3(
Kako je tok na izlazu iz separatora zasićen etanolom, na temperaturi 40°C, to je parcijalni pritisak etanola jednak njegovoj ravnotežnoj napetosti na 40°C.
321 mmm
Ravnotežna napetost etanola na 40°C iznosi:
bar17892.0)C40( 68.41273.1540
98.38032917.12
epEtOH Udio etanola u gasno-parnom toku na izlazu iz hladnjaka:
1491.02.1
17892.0)3(
uk
EtOHEtOH
P
py
Smjenjivanjem vrijednosti poznatih varijabli u jednačine materijalnog bilansa dobije se:
32200 mm
1491.05.0200 32 mm
Rješavanjem sistema jednačina ima se:
količina iskondenziranog etanola, kmol/h5.822m
količina parno-gasne smjese na izlazu iz hladnjaka, kmol/h5.1173m
Iz jednačine toplinskog bilansa proizilazi da je transferirani toplinski tok preko ogrijevne površine
hladnjaka:
kJ/h166310022821200212875.11748475.82TRQ odnosno
kW97.461TRQ
Zadaci za vježbu
VJ1. Cijevni hladnjak poji tok parovitog etilacetata, sa protokom 123 kmol/h i pri temperaturi 50°C.
Ako se u hladnjaku temperatura smanji na 15°C utvrditi vrijednost transferiranog toplinskog toka, pri potpunoj kondenzaciji parovitog etilacetata. Toplina isparavanja etilacetata, pri 50°C, iznosi, 34075
kJ/kmol. Napon para etilacetata, u zavisnosti od temperature, dat je relacijom:
15.57)K(
15.27905314.9)bar(ln
Tp
a srednji toplinski kapacitet, tečnog etilacetata, iznosi 177.37 kJ/(kmolK). VJ2. Nakon redukcionog ventila, u parno-tečnom toku etilacetata, potrebno je ostvariti sadržaj parne
faze od 48.0 % pri pritisku od 0.45 bar. Utvrditi pritisak pri kome je zasićeni tok etilacetata ispred
redukcionog ventila.
Proces u redukcionom ventilu protiče u adijabatskim uslovima. Napon para etilacetata, u zavisnosti od
temperature, dat je relacijom
15.57)K(
5.27905314.9)bar(ln
Tp
Srednji toplinskim kapacitet tečnog etilacetata je 196.6 kJ/kmol a toplina isparavanja pri temperaturi
54°C iznosi 33805.6 kJ/kmol.
VJ3. Utvrditi vrijednost toplinskog toka potrebnog za generisanje 1400 kg/h zasićenih para butana
temperature 44°C, iz tečnog butana temperature 20°C. Specifični toplinski kapacitet tečnog butana u funkciji tempetarure dat je relacijom:
4532
, 106121.403874.05.121675191030)/( TTTTKkmolJc gp Molekulska masa butana iznosi 58.122 g/mol, a entalpija kondenzacije vodene pare pritiska 8 bar je
2048 kJ/kg. Entalpija isparavanja butana pri pritisku u isparivaču iznosi 19626.19 kJ/(kmol∙K).
VJ4. Izračunati specifičnu entalpiju toka vlažnog zraka, u odnosu na 0 C i vodu u tečnom stanju, ako zrak ima slijedeće parametre:
- temperatura 65°C
- pritisak 755 mm Hg i
- rosište 46.8°C Srednji toplinski kapacitet suhog zraka je 1 kJ/(kg∙K) a toplina isparavanja vode na 65°C iznosi 2346.2
kJ/kg. Napon vodene pare u funkciji temperature dat je relacijom:
228)C(
21.16689668.7)mmHg(log
tpw
VJ5. 1500 kg/h tečnog etanola, temperature 20°C, treba transferirati u parno stanje pri pritisku 47 kPa i na temperaturi 150°C. Utvrditi toplinski tok koji se iz okoline dovodi na sistem ako se
raspolaže sa slijedećim podacima:
- Srednji toplinski kapacitet tečnog etanola
kJ/(kgK),007.0261.2, tc lp
- Napon para u zavisnosti od temperature
184.226
864.15921122.8)mmHg(log
tp
- Toplina isparavanja etanola, pri 60°C, 880.1 KJ/kg
- Srednji toplinski kapacitet parovitog etanola
kJ/(kgK)897.1,gpc
VJ6. Procesni tok, koji predstavlja gasno-parni sistem zrak-etanol, hladi se u procesnoj jedinici sa
izmjenjivačkom površinom pri čemu se ostvari stepen kondenzacije etanola od 80.0 %. Za podatke sa procesne šeme utvrditi vrijednost toplinskog toka koja se transferira u okolinu, kao i temperaturu toka
rashladnog medija na ulazu ako je ona za 20°C manja od izlazne temperature procesnog toka.
Napon para etanola, u zavisnosti od temperature dat je relacijom:
68.41
98.38032917.12(bar)ln *
TpEtOH
VJ7. Rekuperacija etanola, iz toka zraka, izvodi se hlađenjem procesnog toka u hladnjaku sa
kontaktnom površinom, pri konstantnom pritisku 1.05 bar, do temperature 7°C. Ako je stepen kondenzacije etanola 52 % na osnovu podataka sa procesne šeme utvrditi toplinski tok
koji se transferira u okolinu.
Napon para etanola, u zavisnosti od temperature, dat je relacijom:
68.41)K(
98.38032917.12)bar(ln *
Tp
VJ8. Procesnu jedinicu hladnjak poji tok koji predstavlja parno-gasni sistem, CS2-zrak, sa slijedećim
parametrima: protok 120 kmol/h; temperatura 130°C i sadržaj CS2, 45 mol.%. Utvrditi vrijednost
toplinskog toka koji se preko kontaktne površine transferira u okolinu za slučaj da se procesni tok
ohladi na 10°C. Napon para CS2 u funkciji temperature, dat je relacijom:
54.241)C(
42.11689419.6)mmHg(log
tp
Entalpija isparavanja CS2 na 10°C je 28624.8 kJ/kmol a srednji toplinski kapacitet parovitog CS2 je
44.66 kJ/kmol. VJ9. Preko ogrijevne površine isparivača, u kome se generišu pare etilbenzena, transferira se toplinski
tok od 7.1∙105 kJ/h.
Ako je srednji toplinski kapacitet tečnog etilbenzena 195 kJ/(kmolK) i toplina isparavanja pri pritisku
u procesnoj jedinici 31650 kJ/kmol utvrditi radni pritisak (bar) pri kome se eksploatiše isparivač.
Napon para etilbenzena u zavisnosti od temperature dat je relacijom.
206.213)C(
206.142495719.6)Hgmm(log
tp
VJ10. Ekvimolarna tekuća smješa, benzena i toluena, sa temperaturom 10°C poji isparivač. Režimski
parametri u isparivaču su:
pritisak 255 mm Hg
temperatura 60°C
Uz pretpostavku da se sistem vlada po Raoult-ovom zakonu, izračunati toplinski tok koga treba dovesti za kapacitet isparivača od 100 kmol/h polazne smjese.
Topline isparavanja benzena i toluena, na 60°C, iznose (kJ/kmol) 32390 i 36550, a srednji toplinski
kapaciteti tečnog benzena i toluena iznose (kJ/(kmol∙K)) 135.1 i 161.29.
Parametri u Antione-ovoj relaciji CT
BAp
)K()bar(ln , za benzen i toluen dati su u tabeli:
komponenta A B C
benzen 9.2806 2788.51 -52.36
toluen 9.3935 3096.52 -53.67