4. Обробка результатів випробування

Для визначення кількості і складу дистиляту і кількості кубового залишку використовують рівняння.

де F - кількість початкової суміші, кг;

W - кількість кубового залишку, кг;

x_F і х_W – масова частка спирту і початкової суміші і кубовому залишку %;

х і у – масові частки спирту і рідини і в рівноважній парі над цією рідиною %.

Рисунок 4. Графік залежності від х

Аналітично вирішити рівняння неможливо, оскільки невідома залежність у від х, тому застосовують графічний метод визначення інтеграла. Для цього в певному масштабі будують графік залежності 1/(у-х) від х для суміші спирт– вода за таблицею.

Значення інтеграла в межах х_н=0,4 до х_к=0,05 зображається заштрихованою площею S в мм². Тоді

де: M_s–масштаб площі на графіку.

Отже

ln F /W = SM S

Звідси знаходять F/W.

Оскільки за умовою відома кількість початкової суміші G_н=80Л, знаходять невідому величину G_{к т} - кількість кубового залишку (теоретичне).

Час , хв	Температура суміші, °C	Склад за НК, масові долі
		XF	XD	XW

При відомому складі кубового залишку визначають кількість спирту в ньому (в кг)

G_cn.w=W·X_W

Кількість дистиляту (в кг)

P = F -W

Кількість спирту в дистиляті (в кг)

G_cn.p=G_cn.F- G_cn.w

де: G_сп.F– кількість спирту в початковій суміші (в кг).

G_сп.W - розрахована (теоретичне) кількість спирту в кубовому залишку, кг.

Склад дистиляту по спирту (в %)

На підставі даних протоколу випробування №2 знаходять кількість спирту в дистиляті

G_спирт =P·x_p

Результати аналітичного розрахунку і дані випробування записують в протокол №2 і знаходять розбіжність (в%).

Витрата гріючої пари (теоретична) на перегонку: визначається з рівняння теплового балансу перегінного куба:

де F, W, p - кількість початкової суміші, кубового залишку і дистиляту, л (з протоколу № 1); С_F C_W - питома теплоємність відповідно початковій суміші і кубового залишку, Дж/(кг ^.К).

с=с₁ х+с₂ (1-х)

де C₁ і С₂ – питома теплоємність компонентів суміші, Дж/(кг К); х – масова частка низькокиплячого компоненту суміші %; с_конд - питома теплоємність конденсату, Дж/(кг К) (визначають за додатком 2 за середньою температурою конденсату); t_кипF і t_кипW - температура кипіння суміші в кубі на початку і кінці випробування (з протоколу № 1) °C; i_гр.п– питома ентальпія гріючої пари, Дж/кг (визначають за додатком 1 за середнім тиском гріючої пари р_сргр.п з протоколу № 1); i_.пp– питома ентальпія пари, що поступає з куба в конденсатор-холодильник, Дж/кг; t_конд – середня температура конденсату гріючої пари °С.

Після розрахунку теоретичної витрати гріючої пари знаходять розбіжність (в %) з даними випробування (за рахунок втрат теплоти в оточуюче середовище).

Контрольні питання

1. На чому заснований процес перегонки?

2. В чому сутність призначення процесу перегонки?

3. Що називають дистилятом і кубовим залишком?

4. Між якими величинами дається залежність на кривій рівноваги?

5. Між якими величинами дається залежність на діаграмі температур?

6. Як по діаграмі температур пояснюється основний принцип перегонки?

7. В чому сутність процесу простої перегонки?

8. В чому полягає недолік процесу простої перегонки?

9. В яких випадках доцільно застосовувати просту перегонку?

Лабораторна робота № 15

ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГОСТІ ВИСУШУВАНОГО МАТЕРІАЛУ

Мета роботи:

1. Вивчення процесу сушки

2. Визначення вологості матеріалу