Схема лабораторной установки и её описание. Выпарная установка выполнена из стандартных деталей, изготавливаемых стеклозаводом КАВАЛИЕР (Чехия).

 

Выпарная установка выполнена из стандартных деталей, изготавливаемых стеклозаводом КАВАЛИЕР (Чехия).

Схема лабораторной установки изображена на рис. 2.5.

Основным элементом установки является выпарной аппарат ВА – цилиндрический сосуд со сферическим днищем и со сферической надставкой, выполняющей функцию сепаратора. Теплота, необходимая для проведения процесса, подводится к раствору через трубки бойлера (кипятильника) Б. Бойлер размещён в выпарном аппарате внутри циркуляционной трубы ТЦ, обеспечивающей при кипении раствора интенсивное его (раствора) перемешивание.

Бойлер выполнен в виде трёхзаходного змеевика, изготовленного из стеклянных трубок средним размером Æ 13,3´1,0 мм; диаметр витка змеевика D _вит = 60 мм. Площадь поверхности бойлера, определённая по наружному размеру трубки, составляет A = 0,15 м². Теплопроводность боросиликатного стекла, из которого изготовлен бойлер, равна l_ст = 1,16 Вт/(м²×К).

В трубки бойлера подаётся горячая вода из сети. Расход воды регулируется вентилем В ₁ и измеряется ротаметром (поз. 1).

Расход воды через указанный ротаметр определяется по формуле:

 

= 1,44×10-2 + 1,24×10-3 s,

(2.5.7)

 

где - объёмный расход воды, дм³/с;

s - число делений шкалы, обозначенное положением поплавка ротаметра.

При недостаточности температуры горячей воды в сети, этот теплоноситель может быть дополнительно нагрет в подогревателе П, оборудованном трубчатым электронагревателем ТЭН.

Водяной пар, образующийся при кипении раствора, перемещается по паропроводу в холодильник-конденсатор ХК – змеевиковый теплообменник, где происходит конденсация пара. Для осуществления процесса в трубки этого теплообменного устройства подаётся холодная вода из системы холодного водоснабжения. Расход воды в холодильник-конденсатор регулируется вентилем В ₂ и измеряется ротаметром (поз. 2).

Расход воды через указанный ротаметр определяется по формуле:

 

= 1,477×10-2 + 6,53×10-4 s,

(2.5.8)

 

где и s означают те же величины, что и в формуле (2.5.7).

Конденсат пара собирается в сборнике С ₁, снабжённым мерной шкалой (поз. 4), откуда перемещается в сборник С ₂.

Хранение исходного водного раствора сульфата меди осуществляется в ёмкости Е. Объём раствора в ёмкости определяется по мерной шкале (поз. 3).

Для создания в установке разрежения имеется вакуум-насос Н, приводимый в действие электродвигателем. Величина разрежения измеряется вакуумметром (поз. 11).

Лабораторная установка оборудована шестипозиционным электронным мостом КСМ-4 для измерения и регистрации температуры с помощью термометров сопротивления (поз. 5…10), установленных соответственно: на входе горячей воды в бойлер; на выходе горячей воды из бойлера; в верхнем слое раствора в выпарном аппарате; на линии выхода пара из выпарного аппарата; на линии подачи холодной воды в конденсатор и на линии выхода холодной воды из конденсатора.