Расчет кристаллизатора состоит из следующих условий:

1. Расход охлаждающей воды , начальная температура на входе в аппарат и общий коэффициент теплопередачи К в ходе процесса остаются постоянными;

2. начальная температура раствора и и конечная температура охлаждающей воды , отводимой из аппарат, предварительно заданы.

В кристаллизаторе с водяной рубашкой охлаждается V=2 м3 раствора МgSО4; 7Н2О от температуры =600С до температуры =250С. Начальная температура охлаждающей воды =150С, коэффициент теплопередачи К=250 вт/(м2 град). Концентрация раствора при 600С =0,575 и при 250С =0,480. Так как теплоемкость кристаллов Скр.=1,105 кдж/(кг град) или 0,264 ккал/(кг град), то по правилу аддитивности определяем теплоемкость исходного раствора

кдж/(кг град) (3.4.1)

где св – теплоемкость воды, равная 4.19 кдж/(кг град)

Теплота кристаллизации q=254,1 кдж/кг (60 кккал/кг), плотность исходного раствора 1380 кг/м3.

Из уравнения теплового баланса определим количество тепла, которое необходимо отнять из растовра при его кристаллизации

(3.4.2)

Количество выпадающих кристаллов Gкр. Можно определить из уравнения материального баланса по сухому веществу:

(3.4.3)

Таким образом

Q= 2*1380*2,413 (60–25)*504*254,1=428307 кдж (3.4.4)

3. Определим поверхность теплопередачи. Так как объем кристаллизуемого раствора задан, а тип и размеры аппарата известны, тогда полезный объем аппарата

(3.4.5)

а его теплопередающая поверхность

(3.4.6)

4. Приняв температуру воды, выходящей из рубашки в последней момент охлаждения t2н, определим

и lnA=0.305 (3.4.7)

Отсюда средняя разность температур

=(3.4.8)

По найденным значениям F, A и из уравнения

(3.4.9)

определяем время кристаллизации

(3.4.10)

Из уравнения (3.4.11)

определяем расход воды

(3.4.12)

где теплоемкость воды с2=4190 Дж/(кг град)

Общий расход воды за время кристаллизации

Gоб.п.=Gвτ=0,591*13800=8155 кг (3.4.13)