Rotaatoraurusti (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Keemiatehnika instituut
ROTAATORAURUSTI
1. TÖÖ EESMÄRK
Tutvumine laboratoorse rotaatoraurusti ehituse ja tööpõhimõttega.
Lahuse kontsentreerimine.
Seadme soojusbilansi koostamine ja kasuteguri määramine.
2. LABORATOORSE ROTAATORAURUSTI EHITUS JA TÖÖPÕHIMÕTE
Laboratoorne rotaatoraurusti on ette nähtud preparatiivsete tööde teostamiseks.
Seadmel on mõõteriistad bilansskatsete jaoks. Rotaatoraurusti skeem on esitatud Joonisel 1.
Joonis 1 Katseseadme skeem

Lähtelahuse anum

Kahekäiguline kraan lahuse juhtimiseks kapillaari mööda aurusti kolbi või aparaadi täitmiseks õhuga .

Vaakumkondensaator

Kondensaator -jahuti spiraal

Voolik vee ärajuhtimiseks

Jahutist väljuva vee temperatuuri andur ( termomeeter )

Vaakummeeter

Seadmest lahkuva auru temperatuuri andur (termomeeter)

Termoandurite sisend vakumeeritud seadmesse

Aurusti kolvi ajam koos pöörlemissageduse regulaatoriga

Aurusti kolb

Aurusti vann

Vanni temperatuuri regulaator

Vanni soojendi

Elektriarvesti

Vaakumpumba juhtimisplokk vaakumi regulaatoriga

Jahutusvee kraan

Jauhutusvee rotameeter

Jahutisse siseneva vee temperatuuri andur (termomeeter)

Vaakumvastuvõtja fiksaator

Vaakumvastuvõtja ( kondensaadi kogur)

Jahutusvee vastuvõtja (kogur).

Aurusti vanni temperatuuri andur (termomeeter).
Aurusti tööpõhimõte:
Vedeliku aurud, mis tekivad kolvis 11 vanni 12 temperatuuri juures, liiguvad kondensaatorisse 3, kondenseeruvad seal ning kondensaat kogutakse vastuvõtjasse 21. Aurustamise pinna suurendamiseks ja vedeliku kelme segamiseks pannakse kolb 11 pöörlema muudetava pöörlemissagedusega elektriajami abil.
Katseandmed
Tabel 1. Algandmed
Arvesti näit, kWh
0,87 kWh
Temperatuur vannis, 0C
53 °C
Keeduklaasi mass, kg
0,223 kg
Suhkru kogus, kg
Destilleeritud vesi, ml
700 ml
Suhkur + vesi keeduklaasis, kg
0,941 kg
Lahuse temperatuur, 0C
Kolvi mass, kg NR. 11
0,252 kg / 0,896kg
Kolvi mass, kg NR. 21
0,276 kg / 0,351kg
Tabel 2. Suhkrulahuse kontsentratsiooni määramine refraktomeetriga
Lahus
Murdumisnäitaja
Lahuse kontsentratsioon, %
(Tabelist IX)
Alglahus
1,340
4,9
Lõpplahus
1,341
5,5
Tabel 3. Katseandmed
Aeg, min
Arvesti näit, kWh
Jahutusvee temperatuur väljumisel, 0C
Jahutusvee temperatuur sisenemisel, 0C
Veekulu, ml/min
Auru temperatuur, 0C
T1, 0C
T2, 0C
10
0,31
15
13
660
25
23,3
71,2
15
0,43
15
14
600
25
23,7
80,4
20
0,53
16
14
560
25
22,5
84,1
25
0,64
18
14
500
25
20,6
83,8
30
0,75
19
14
420
25
20,7
83,8
35
0,87
19,5
14
700
25
21,1
82,2
17,1
13,8
573,3
25
21,9
80,9
1) Seadme soojusbilanss:
Süsteemi sisenev soojushulk = süsteemist väljuv soojushulk
A = Q1 + Q2 + Qkadu , kus

Tarbitud elektrienergia
Q1 – auruga vaakumsüsteemi lahkunud soojushulk
Q2 – jahutusveele üleantud soojushulk
Qkadu – soojuskadu
2) Aurustunud vee kulu
W = F – L , kus
F – lahuse algmass F = 0,049*( 941-223) = 35,18 g
L – lahuse lõppmass L = 0,055*(351-276) = 4,125 g
xF – lahuse algkontsentratsioon – 4,9%
xL – lahuse lõppkontsentratsioon – 5,5%
W = F –L = 35,18 – 4,125 = 31,05 g
3) Auru kogus, mis lahkus vaakumsüsteemi
Wkadu = W – Wteg = 31,05 – [(896-252) – (351 – 276)] = -537,95 g = -0,538 kg
4) Soojushulk Q1 :
Q1 = Wkadu * J = 0,538 kg * 2547,2 kJ/kg = 1370,4 kJ
J – veeauru entalpia 25 °C juures
5) Soojushulk, mille saab jahutusvesi:
Q2 = Gjv * Cjv ( tjv,L – tjv,A) = 20,05 kg * 4,19 kJ/kg*K * (17,1 – 13,8) = 277,2 kJ
6) Laboratoorse seadme kasutegur η
η = (Q1+Q2)/ A = (1370,4 + 277,2)/ 3132 kJ = 0,53
A = 0,87 * 3,6*103 = 3132 kJ
7) Tahke aine bilansi kehtivus:
Gaxa = GLxL
Gaxa = (941-223)*0,049 = 35,2 g
GLxL = 569 *0,055 = 31,3 g
Tallinn 2015