santax1
Доцент
Где-то
1.3K 412
Кипитнекипит:
Имеем 1 атмосферу давления на голову и идеально утепленный куб огромной емкости. Сверху колонна в установившемся режиме с отбором ФЧ=4. Пусть в кубе 50%об=42,5%мас спиртоводяной смеси. Мощность нагрева Р=1000Вт=1кДж/с.
Из 42,5%мас жижи летит пар с 75,2%мас этанола.
Температура кипения такой смеси Т=82,7*С.
Удельная теплота испарения воды при такой температуре Qв=2,3МДж/кг.
Удельная теплота испарения этанола при такой температуре Qэ=0,84МДж/кг.
Удельная теплота испарения смеси будет: Q=Qв*(100-75,2)/100+Qэ*75,2/100=0,57+0,63=1,2МДж/кг
За 1 секунду из куба летит m=P*t/Q=1000*1/1200000=0,83г/с пара.
Из которых этанола: mэ=m*75,2/100=0,83*0,752=0,62г/с
воды: mв=0,83-0,62=0,21г/с.
При ФЧ=4, мы отбираем 0,62/(1+4)=0,124 г/с этанола. Флегмой сливается 0,62-0,124=0,496г/с этанола.
Пусть под дефом у нас крутится этанол с концентрацией 95%мас
тогда масса воды, которую отбираем: 0,124/0,95-0,124=0,007г. округлим до 0,01г/с
Итого, в установившемся режиме в куб сливается 0,496 г/с этанола, и 0,21-0,01=0,2г /с воды.
Концентрация массовая флегмы: 0,496/(0,496+0,2)=0,713=71,3%мас.
1. Температура кипения такой флегмы 80*С, что меньше температуры пара из куба (82,7*С).
2. Теплота испарения сливаемой флегмы будет: Qф=0,0002*2,3+0,000496*0,84=0,88кДж, что меньше теплоты, потраченной на испарение пара из куба (1кДж).
Вывод: ничто не мешает флегме кипеть, кроме того, что нагрев жижи ведется паром.